JP2004532385A - 治療薬のｉｎｖｉｔｒｏ分析のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】治療薬のin vitro分析のためのシステムを提供する。
【解決手段】このシステムは、治療薬を保持するための貯蔵部と、上記の治療薬の少なくとも第１のサンプルを受理するようにした第１のセルチャンバーを有する第１のフローセルと、上記の治療薬の少なくとも第２のサンプルを受理するようにした第２のセルチャンバーを有する第２のフローセルとを具備してなり、ここで、上記の第１のフローセルが第１の通路長（ｂｃ ’）を有し、上記の第２のフローセルが第２の通路長（ｂｃ ”）を有し、上記の第１の通路長が感度係数（ｆ）×ｂｃ ”に実質的に等しく、上記のシステムは更に、上記の治療薬の少なくとも第３のサンプルを受理する生物学的細胞膜を内部に有する膜チャンバーであって、かつ、上記の生物学的細胞膜の膜電位を検出するようにしたものと、上記の第１および第２の治療薬サンプルのスペクトル特性を検出するためのスペクトル検出手段とを具備してなる。
【解決手段】このシステムは、治療薬を保持するための貯蔵部と、上記の治療薬の少なくとも第１のサンプルを受理するようにした第１のセルチャンバーを有する第１のフローセルと、上記の治療薬の少なくとも第２のサンプルを受理するようにした第２のセルチャンバーを有する第２のフローセルとを具備してなり、ここで、上記の第１のフローセルが第１の通路長（ｂｃ ’）を有し、上記の第２のフローセルが第２の通路長（ｂｃ ”）を有し、上記の第１の通路長が感度係数（ｆ）×ｂｃ ”に実質的に等しく、上記のシステムは更に、上記の治療薬の少なくとも第３のサンプルを受理する生物学的細胞膜を内部に有する膜チャンバーであって、かつ、上記の生物学的細胞膜の膜電位を検出するようにしたものと、上記の第１および第２の治療薬サンプルのスペクトル特性を検出するためのスペクトル検出手段とを具備してなる。
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は概略的に治療薬の電気生理学的検査に係わるものである。特に、本発明は、治療薬の濃度を正確に判定するため分光分析手段を用いた治療薬のin vitro検査のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
心電図のＱＴ間隔（すなわち、２つの心室配列の間の心臓再分極時間）を延長させる心臓血管および非心臓血管治療剤又は薬剤の可能性は、新規な治療薬の開発において重要なファクターであったし、これからも同様である。事実、ＱＴを延長させる作用機構の点では予想もされていない非心臓血管治療剤の種々のものがかなりの数の重大な心臓事故を生じさせる。このような薬剤は異なる薬理学的クラスに属する。例えば、向精紳性薬剤（例えば、三環系アミトリプチリンおよび四環系抗鬱剤、フェノチアジン誘導体、ハロペリドール、ピモジド、リスペリドン、セルチンドール等）、プロキネティック剤（prokinetic）（例えば、シサプリド）、抗マラリア剤（例えば、ハロファントリン、キニン、クロロキン）、数種の化学的系統に属する抗生物質（例えば、アジスロマイシン、エリスロマイシン、クラリスロマイシン、スピラマイシン、ペンタミジン、トリメトプリム‐スルファメトキサゾール、スパルフロキサシン）、抗菌剤（例えば、ケトコナゾール、フコナゾール、イトラコナゾール）、尿失禁治療のための薬剤（例えば、テロジリン）、或る種のヒスタミンH1-レセプター拮抗剤（例えば、アステミゾール、テルフェナジン、ジフェンヒドラミン）などを挙げることができる。
【０００３】
これらの治療薬は、或る非常に稀な場合、不整脈を直接的又は間接的にもたらすような付随的要因の存在下でトルサード・ド・ポワント（torsades de pointes）のような多形心電頻拍を発生させる原因となる。この関連する要因としては、先天的又は後天的な長ＱＴ症候群、虚血性心臓疾患、鬱血性心臓疾患、重度の肝臓又は腎臓機能不全、徐脈症、電解質平行異常（例えば、利尿治療による低カリウム血症、低マグネシウム血症、低カルシウム血症、アシドーシス血症、細胞間Ｃａ＋＋負荷）、意図的又は偶発的過剰投与、薬剤解毒プロセスを抑制するイオンチャンネル遮断薬で併用療法などが挙げられる。
【０００４】
従って、提供された治療薬の心臓血管作用を判定するための幾つかの臨床前試験法が採用されている。提供された治療薬の濃度を判定するための良く知られた技法は、主に高性能液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）又は他の分析検査法からなり、これらは予備濃縮又は大量使用がなされない限り、一般に高い治療薬濃度に限定される。
【０００５】
しかし、これらの知られた生理学的分析検査法はしばしば面倒であり、高価であり、長時間を要し、技術上の問題で挫折させられることが一般に知られている。更に、上記のＨＰＬＣおよび/又は分析検査法は、サンプルの複雑性および数によっては、サンプルを分析し、データを処理するのに数時間ないし数日を要する。
【０００６】
従って、本発明の１つの目的は、高速かつ、経済的な治療薬のin vitro分析のためのシステムおよび方法を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、低濃度の治療薬のin vitro分析のためのシステムおよび方法を提供することである。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、広範の濃度に亘って、提供された治療薬の電気生理学的作用を相関させるためのシステムおよび方法を提供することである。
【０００９】
（発明の概要）
上記目的並び以下に記載の好ましい具体例から明らかな目的に従って、治療薬のin vitro分析のためのシステムが本発明により提供される。すなわち、このシステムは、治療薬を保持するための貯蔵部と、該治療薬の少なくとも第１のサンプルを受理するようにした第１のセルチャンバーを有する第１のフローセルと、該治療薬の少なくとも第２のサンプルを受理するようにした第２のセルチャンバーを有する第２のフローセルとを具備してなり、ここで、該第１のフローセルが第１の通路長（ｂｃ ’）を有し、該第２のフローセルが第２の通路長（ｂｃ ”）を有し、該第１の通路長が感度係数（ｆ）×ｂｃ ”に実質的に等しく、該システムは更に、該治療薬の少なくとも第３のサンプルを受理する生物学的細胞膜を内部に有する膜チャンバーであって、かつ、該生物学的細胞膜の膜電位を検出するようにしたものと、該第１および第２の治療薬サンプルのスペクトル特性を検出するためのスペクトル検出手段とを具備してなる。
【００１０】
本発明に係わる治療薬のin vitro分析のための方法は、（i）治療薬の第１のサンプルを第１の通路長（ｂｃ ’）を有する第１のフローセル中に導入する工程と、（ii）治療薬の第２のサンプルを第２の通路長（ｂｃ ”）を有する第２のフローセル中に導入する工程であって、ここで該第１の通路長（ｂｃ ’）が感度係数（ｆ）×ｂｃ ”に実質的に等しく、（iii）該治療薬の第３のサンプルを、生物学的細胞膜を内部に有する膜チャンバーに導入する工程と、（iv）第１の光の或る与えられた波長を該第１のフローセルに伝送することにより該第１治療薬サンプルの吸収スペクトルを測定する工程と、（v）第２の光の或る与えられた波長を該第２のフローセルに伝送することにより該第２治療薬サンプルの吸収スペクトルを測定する工程と、（vi）該生物学的細胞膜の膜電位を検出する工程とを具備してなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の方法およびシステムは、治療薬の従来の電気生理学的検査法に関連する欠点および不足を実質的に減少ないし解消するものである。以下に詳述するように、このシステムは、概略的に、複数のフローセルと、これらフローセルと連通する分光分析手段と、膜チャンバー手段と、関係する治療薬を、上記フローセルおよび膜チャンバー手段へ導入するための流路手段とを具備してなる。
【００１２】
ここで、“治療薬”とは、薬剤組成物の活性成分又は素材（ingredients，components，elements）、薬剤、医薬品などを含む広い概念である。
【００１３】
心臓活動電位（又は、膜電位）は一般に、興奮性生物学的細胞（例えば、心臓細胞）に関連する電気的活動のパターンとして定義される。これは分化された膜構造、例えばイオンポンプ、イオン交換体、最も重要である電圧ゲーティッド・イオンチャンネルを介して通過する生物学的に重要なイオン（Ｎａ＋，Ｃａ＋＋およびＫ＋）によって発生する多数の個別の連続的に活性化された電流の結果を表すものである。このような電流は細胞内に細胞外プラス電荷を運び入れたとき脱分極し、プラス電荷を細胞外に運ぶとき再分極するものと考えられている。
【００１４】
チャンネルを通るイオンの正常な流れを変更させる治療薬は、膜電位の或る種の様相を変化させ、若しくは多くの場合、変化させる可能性を有し、従って、心臓機能に影響を与える。事実、Ｎａ＋チャンネルブロッカーは膜電位（Ｖ最大）の上昇速度を減少させ、心臓動作に混乱を生じさせ、それがきびしい場合は、生命の脅威となり得る。Ｎａ電流の不活性化速度を減少させ、残留Ｎａ電流を増大させる薬剤は、活動電位（ＡＤＰ）の期間を延長させ、ＱＴ間隔を延ばし、従って、トルサード・ド・ポワント（torsades de pointes）不整脈を発生させる原因となることがある。Ｃａ＋＋チャンネルブロッカーは一般に、ＡＤＰを減少させ、Ａ−Ｖ伝導速度を減少させ、心臓減退を生じさせる。これに対し、Ｃａ＋＋チャンネル・アクチベータはＡＤＰを延長させ、不整脈の原因となることもある。最後に、Ｋ＋チャンネルブロッカーはＡＤＰおよびＱＴを延長させ、不整脈を発生させることがあり、Ｋ＋チャンネル・アクチベータはＡＤＰを短縮させ、不整脈の原因となることもある。
【００１５】
このように、提供された治療薬の対心臓悪影響の効果的な指標（又はパラメータ）は、治療薬の導入又は治療薬への露出からもたらされる膜電位（すなわち、膜休止電位）の変化である。事実、このパラメータは提供された治療薬（又は、見込まれた薬剤）の従来の生理学的検査にしばしば委ねられていた。以下に詳述するように、このパラメータは治療薬の潜在的生理学的作用の評価のため本発明でも使用される。
【００１６】
図１を参照すると、ここには本発明のin vitro分析システム５の１例が模式的に示されている。図１に示すように、このシステム５は、好ましくは、貯蔵手段（例えば、貯蔵部）１０と、光学的分光検出手段２０と、複数のフローセル（好ましくは第１および第２フローセル６０，７０）と、膜チャンバー手段４０と、流路手段１２とを具備してなる。
【００１７】
本発明によれば、貯蔵手段１０は希釈された少なくとも１種の治療薬を貯蔵し得るように設計されている。なお、当業者にとって明らかなように、本発明の範囲内でこの貯蔵手段１０は種々の容量（および形状）のものを使用することができる。本発明の好ましい例において、この貯蔵手段１０の容量は１ないし２０００ｍＬの範囲内で選択される。
【００１８】
この貯蔵手段１０は、本発明の流路手段１２を受理し得るよう設計されている。この流路手段１２は好ましくは実質的に非吸着性チューブ（例えば、ステンレス鋼、ＰＥＥＫ（登録商標））からなる。図１に示すように、ポンプ手段１４も設けられていて、貯蔵手段１０から第１および第２フローセル６０，７０への治療薬（すなわち、治療薬剤サンプル）の流れの円滑化が図られている。このポンプ手段１４は流路手段１２と連通し、好ましくは貯蔵手段１０とフローセル６０，７０との間に配置される。本発明によれば、このポンプ手段１４は０.５ないし１０ｍＬ/分の範囲、より好ましくは約２ないし５ｍＬ/分の操作範囲でサンプル流速が得られるものが使用される。
【００１９】
当業者にとって明らかなように、このポンプ手段１４として本発明の範囲内で種々の形態のものを用いて上記のサンプル流量を提供することが可能である。好ましい例において、このポンプ手段１４は蠕動ポンプからなる。
【００２０】
図２を参照すると、ここには本発明の第１のフローセル６０の１例が示されている。説明を簡潔にするため、ここでは第１のフローセル６０のみが図示されている。しかし、上記実施例の第２のフローセル７０も同様にして構築されていてもよく、第１のフローセル６０の説明は、フローセル６０，７０のそれぞれに等しく適用されるものであることを理解されたい。
【００２１】
図２に示すように、フローセル６０は好ましくは実質的筒状体６２をもって構成され、これには入口ポート６４、出口ポート６６および総括的に６３で示したセルチャンバーが設けられていて、治療薬サンプルを受理し得るようになっている。本発明によれば、入口ポート６４、出口ポート６６およびセルチャンバー６３により流路６１が画成されている。
【００２２】
当業者にとって明らかなように、本発明の範囲内で種々のフローセル本体６２を使用することができる。本発明の好ましい例において、各フローセル６０，７０の本体６２はポリマー、シリカ、カルコゲン化物などの材料からなるコア部と、このコア部の外側表面に設けられたクラッド６７とを具備してなり、このクラッド６７はポリマー、ドープドシリカなどの材料からなる（図２および図４参照）。
【００２３】
本発明によれば、第１のフローセル６０は、第１の光伝送手段２１aであって、所定の波長の励起光又は放射線（および/又はその所定の範囲のもの）を、第１のフローセルチャンバー６３（すなわち、第１のサンプル）内の流動性治療薬に提供するようにしたものと、この第１のサンプルから伝送された光を検出するための第１の光検出手段２３ａとを有する。第２のフローセル７０も同様に、第２の光伝送手段２１ｂであって、所定の波長の励起光（および/又はその所定の範囲のもの）を、第２のフローセル７０のセルチャンバー内のサンプル（すなわち、第２のサンプル）に提供するようにしたものと、この第２のサンプルから伝送された光を検出するための第２の光検出手段２３ｂとを有する。
【００２４】
図３を参照すると、ここには本発明のフローセル８０の他の例が示されている。このフローセル８０は、同様に、入口ポート８２、出口ポート８４および総括的に８６で示したセルチャンバーがその間に設けられていて、治療薬サンプルを受理し得るようになっている。
【００２５】
第１のフローセル８０は、第１の光伝送手段８５であって、所定の波長の励起光又は放射線を、フローセルチャンバー８６（すなわち、第１のサンプル）内の流動性治療薬に提供するようにしたものと、この第１のサンプルから伝送された光を検出するための第１の光検出手段８７とを有する。
【００２６】
各サンプルがそれぞれのフローセルチャンバー（例えば、６３）を通過するとき、フローセルチャンバー６３を通って伝送される励起光の量がベールの法則に従って減少することが知られている。すなわち、
式１ Ａ ＝ Ｉ/Ｉ０ ＝ １０−∝ｂｃ
ここで、
Ａ ＝ 吸光度
Ｉ ＝ 伝送された放射線の力
Ｉ０ ＝ 入射放射線の力
∝ ＝ サンプルのモル吸光係数
ｃ ＝ サンプルの濃度（モル/リットル）
ｂ ＝ チャンバー内の光の路長（ｃｍ）
吸光度（Ａ）は、このように∝ｂｃの積として定義される。ベールの法則に従えば、吸光度（Ａ）は更に、サンプルの濃度（ｃ）および光の路長（ｂ）の双方に比例する。
【００２７】
当業者にとって明らかなように、光の路長（ｂ）は一般に、“直線的路長”と見なされ、これは図３に示したような光伝送/検出構成に適用可能である。更に当業者にとって明らかなように、上記のベールの法則は、減衰全反射を採用する本発明の筒状フローセル６０（図２参照）の光伝送/検出構成（すなわち、２１ａ，２３ａ）に同じく適用可能である。
【００２８】
図４を参照すると、総括的に１００で示す放射線（光）が全内部反射１０２をする場合、波長の一部が反射表面を越えて媒体（又はサンプル）中に実際に侵入することが知られている。この侵入深さは一般にｄｐで表される。
【００２９】
侵入深さｄｐが、単位長さ/反射として定義されるから、等価路長（ｂｃ）は以下のようにして得ることができる。
【００３０】
式２ ｂｃ ＝ ｄｐ × Ｒ × Ｌ
ここで、
ｄｐ ＝ １反射当たりの侵入深さ
Ｒ ＝ 単位長さ当たりの反射の数
Ｌ ＝ 管又はセルの長さ
等価路長（ｂｃ）を式１に当てはめることにより、各サンプル（Ａ）の吸光度を得ることができる。
【００３１】
当業者にとって明らかなように、フローセル６０，７０のそれぞれの有効路長（ｂｃ）は、フローセル本体６２の長さに直接的に依存する。すなわち、フローセル６０，７０のそれぞれの長さを調節することにより異なる路長が与えられる。
【００３２】
ベールの法則から、もし分光分析手段（例えば分光光度計）の吸光度範囲が一定であるとすると（これは従来の分光分析手段の一般的要素）、より低いモル吸光係数（∝）のため、又はより低い濃度（ｃ）のために路長（ｂ又はｂｃ） を増加させなければならないことが推論することができる。しかし、当業者にとって公知のように、より長い路長に一般的に関連する応答帯域は狭すぎて好ましくなく、したがって、制限されることになる。
【００３３】
更に、異なる路長（ｂｃ ’、ｂｃ ”）を有する２つのフローセルを採用することにより、より広い応答帯域を達成し得ることもよく知られている。その典型的路長は一般に０.１ないし１００ｃｍである。
【００３４】
しかし、ｂｃ ’を（ｂｃ ”×感度係数（ｆ））に実質的に等しくした場合、最良の動的（すなわち、実質的直線状）応答範囲を達成し得ることが本発明者らにより見出された。本発明によれば、感度係数（ｆ）は好ましくは１ないし１００の範囲、より好ましくは１ないし２０の範囲である。
【００３５】
図５を参照すると、ここには低濃度の治療薬（すなわち、〜１８ｎｇ/ｍＬ）の吸光度スペクトルと、高濃度の治療薬（すなわち、〜３８００ｎｇ/ｍＬ）の吸光度スペクトルとが示されている。これら吸光度スペクトルは、約５ｃｍの路長を有する第１のフローセルと、約５０ｃｍの路長を有する第２のフローセル（すなわち、ｆ＝１０）とを用いて得られたものである。
【００３６】
曲線Ａを参照すると、５ｃｍの路長では２００ｎｍないし４００ｎｍの波長範囲に亘って低濃度の治療薬を検出するには、不十分であることが理解できるであろう。しかし、曲線Ｂに示すように、同じ低濃度の治療薬を５０ｃｍの路長で容易に検出することできる（更に定量可能である）。
【００３７】
曲線Ｃを参照すると、高濃度の治療薬を５０ｃｍの路長で定量することができないことが分かるであろう。しかし、曲線Ｄに示すように、同じ高濃度の治療薬を５ｃｍの路長で容易に検出することできる。
【００３８】
従って、本発明の好ましい例では、第１のフローセル６０は０.１ないし１００ｃｍの範囲の有効路長（ｂｃ ’）を有し、第２のフローセル７０は０.１ないし１００ｃｍの範囲の有効路長（ｂｃ ”）を有している。より好ましくは、第１のフローセル６０は約５ないし５０ｃｍの範囲の有効路長（ｂｃ ’）を有し、第２のフローセル７０は約５０ないし１００ｃｍの範囲の有効路長（ｂｃ ”）を有している。５ないし１０ｎｇ/ｍＬの範囲の実質的に低い濃度を有する治療薬の正確な分光特性を上記範囲の路長（ｂｃ ’，ｂｃ ”）によって容易に検出できることが本発明者らにより見出された。
【００３９】
図６を参照すると、図２に示す第１および第２の光伝送手段２１ａ，２１ｂおよび第１および第２の光検出手段２３ａ，２３ｂに加えて、本発明の分光検出手段２０は更に、好ましい波長の光を光学的ライン２４ａ，２４ｂを介して第１および第２の光伝送手段２１ａ，２１ｂに与える光源手段２２と、第１および第２の光検出手段２３ａ，２３ｂにより検出された光を分析するための分析器手段２６とを具備している。なお、この第１および第２の光検出手段２３ａ，２３ｂは光学的ライン２８ａ，２８ｂを介してこの分析器手段２６とそれぞれ連通している。
【００４０】
本発明の更に別の可能な具体例として、貯蔵手段１０は更に光伝送手段２５ａと、光検出手段２５ｂとを有し、これらは光学的ライン２７ａ，２７ｂを介して本発明の分光分析手段２０に操作可能に接続されている。当業者にとって明らかなように、光伝送手段２５ａおよび光検出手段２５ｂは、貯蔵手段１０中の治療薬を同時に検査およびモニターする手段を提供するものであり、従って、治療薬の損失を検出し、フローセル６０，７０にて分析したサンプルが貯蔵手段１０中に収容されている治療薬を表すものであることを確かにする手段を提供するものである。
【００４１】
図６に示すように、分光分析手段２０は、好ましくは、第１および第２のサンプル（並びに貯蔵手段１０中に収容された原料薬品）の検出された分光分析特性および本発明の分光分析手段のための制御パラメータを少なくとも記憶するためのメモリー手段３０と、サンプル（並びに原料薬品）の少なくとも分光分析特性を処理するためのプロセッサー手段３２と、貯蔵手段１０中に収容されたサンプルおよび原料薬品の少なくとも分光特性を表示すると共に、サンプルの“処理された”分光特性(例えば、平均値)を表示するための第１のディスプレイ手段３４（仮想線で示した）とを具備している。
【００４２】
当業者にとって明らかなように、従来の種々の光源手段２２および/又は分析手段２６を本発明の範囲内で使用し、それにより光の或る波長範囲を提供し、第１および第２の光検出手段２３ａ，２３ｂにより得た分光特性（例えば、吸収された光の吸光スペクトル）を分析し、本発明の分光分析手段２０を制御するようにしてもよい。なお、この場合の分析手段としては米国特許、No．４,６６４,５２２およびＭＣＳ−５２１ファイバーオプティックスＵＶ/ＶＩＳ分光光度計（Carl Zeiss社製）（参照としてここに組み込まれるものとする）を使用することができる。この分析手段２６および/又はプロセッサー手段３２は、パーソナルコンピュータを具備するものであってもよい。
【００４３】
図７を参照すると、これには本発明の膜チャンバー手段４０が示されている。この膜チャンバー手段４０は膜チャンバー本体４２を有し、これに輸液入口４４、輸液出口４６、調剤ウェル４８、膜ウェル５０、並びに調剤ウェル４８と膜ウェル５０との間に配置された拡散プレート５２が設けられている。
【００４４】
図７に示すように、膜チャンバー手段４０は更に膜ウェル５０内に配置された膜手段５２を有する。ここで使用される“膜手段”の用語は、生物学的細胞膜を意味し、これには生物学的器官のシート又は層、心室筋および/又は乳頭状筋およびプルキニェ繊維が含まれる。
【００４５】
本発明の好ましい実施例において、膜手段５２はプルキニェ繊維からなる。公知のように、プルキニェ繊維は電気生物学的検査においてしばしば使用されるものであり、その理由は、その活動電位の基礎となる主たるイオン電流が、ヒトの心臓の再分極化プロセスに寄与するものに類似するからである。
【００４６】
膜手段５２の膜電位を検査するため、膜チャンバー手段４０は更に複数の電極を有している。図７を参照すると、少なくとも１つ、好ましくは２つのバイポーラ電極５４ａ，５４ｂがその一端近傍の膜手段５２に操作自在に接続されている。これら電極５４ａ，５４ｂは更にリード５４ａ，５４ｂを介して本発明の刺激手段５５と連通し（図１参照）、膜手段５２に刺激性電荷又は電流を与えるようになっている。
【００４７】
図７に示すように、別の電極が更に設けられている。好ましい例として、この電極は細胞間マイクロ電極５６であり、これも膜手段５２に操作自在に接続されている。
【００４８】
本発明によれば、このマイクロ電極５６は膜手段５２の膜電位を検出するよう設計されている。好ましくは、このマイクロ電極５６は、検出された膜電位を視覚的に表示ないし示唆する第２のディスプレイ手段５８と連通させる（リード５７ｃを介して）（図１参照）。
【００４９】
本発明による治療薬の検査は好ましくは以下のようにして行われる。本発明の分光分析手段は最初に従来の手段により較正する。その手段はＵＶ参照としてのブランク（又は第１次）サンプルの分析、参照としてそれぞれのブランクサンプルを用いて較正サンプルの分析を含む。
【００５０】
分光分析手段２０の較正後、治療薬の流れ（好ましくは希釈して）が開始され、治療薬がポンプ手段１４を介して流路手段１２に導入、通過させる。ついで、治療薬は第１および第２のフローセル６０，７０並びに膜のチャンバー手段４０の流路６１に導入、通過させる。なお、第１および第２のフローセル６０，７０は好ましくは直列で接続される。
【００５１】
第１のフローセル６０に存在する治療薬（すなわち、第１のサンプル）および第２のフローセル７０に存在する治療薬（すなわち、第２のサンプル）の分光特性が、本発明の上記分光分析手段２０により検出される（好ましくは、実質的に同時に）。この分光特性はついで従来の手段により処理され、分析される。
【００５２】
好ましい例において、分光分析と実質的に同時であって、治療薬が膜チャンバー手段４０の膜ウェル５０に存在する間（すなわち、第３のサンプル）、膜手段５２が刺激性電極５４ａ，５４ｂを介して初期電流に曝される。ついで、膜電位が電極５６を介して検出され、これが本発明の第２のディスプレイ手段５８上に表示される。ついで、膜電位の変化が、検出された膜電位を、治療薬への曝し前の膜手段５２の電位と比較することにより容易に判定される。
【００５３】
当業者にとって明らかなように、上述の本発明のシステムおよび方法は治療薬を含有する薬剤組成物の分析、特に実質的に低い濃度の治療薬を含む薬剤組成物の分析にも適用することができる。
【００５４】
概要：
上記説明から、本発明は以下のような利点を有することを当業者が容易に確認し得るであろう。
【００５５】
１．治療薬の高速、高精度で経済的な（すなわち、低コスト）in vitro分析。
【００５６】
２．実質的に低い濃度（すなわち、５〜１０ｎｇ/ｍＬ）の治療薬を含む薬剤組成物の治療薬の高速、効率的in vitro分析。
【００５７】
３．広範な濃度に亘って提供された治療薬の電気生理学的作用を相関させるための高速、効率的手段。
【００５８】
４．in vitro分析の間での治療薬の安定性を検査およびモニターするための手段。
【００５９】
５．in vitro分析の間における薬剤損失（例えば、ガラス製品吸収および/又は付着）を検査およびモニターするための手段。
【００６０】
６．貯蔵部および/又は供給ラインにおけるキャリーオーバー（carryover）（すなわち、相互汚染）を迅速、かつ、効率的に検出するための手段。
【００６１】
本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、当業者が本発明を種々変更、変形し、種々の使用、条件に適合させ得ることは明らかであろう。従って、そのような変更、変形も添付した請求の範囲の均等の範囲に正当、かつ、公正に包含されるべきものと解される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係わる治療薬の分析のためのin vitro分光分析システムの１例を示す模式図。
【図２】本発明に係わるフローセルの１例を示す一部切欠平面図。
【図３】本発明に係わるフローセルの他の例を示す一部切欠平面図。
【図４】本発明に係わる減衰光路を示すフローセル本体の模式的斜視図。
【図５】低濃度治療薬および高濃度治療薬をそれぞれ有する薬剤組成物の吸光度スペクトルを示すグラフ図。
【図６】本発明の分光分析手段を示す模式図。
【図７】本発明の膜チャンバー手段を示す一部切欠斜視図。
【０００１】
本発明は概略的に治療薬の電気生理学的検査に係わるものである。特に、本発明は、治療薬の濃度を正確に判定するため分光分析手段を用いた治療薬のin vitro検査のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
心電図のＱＴ間隔（すなわち、２つの心室配列の間の心臓再分極時間）を延長させる心臓血管および非心臓血管治療剤又は薬剤の可能性は、新規な治療薬の開発において重要なファクターであったし、これからも同様である。事実、ＱＴを延長させる作用機構の点では予想もされていない非心臓血管治療剤の種々のものがかなりの数の重大な心臓事故を生じさせる。このような薬剤は異なる薬理学的クラスに属する。例えば、向精紳性薬剤（例えば、三環系アミトリプチリンおよび四環系抗鬱剤、フェノチアジン誘導体、ハロペリドール、ピモジド、リスペリドン、セルチンドール等）、プロキネティック剤（prokinetic）（例えば、シサプリド）、抗マラリア剤（例えば、ハロファントリン、キニン、クロロキン）、数種の化学的系統に属する抗生物質（例えば、アジスロマイシン、エリスロマイシン、クラリスロマイシン、スピラマイシン、ペンタミジン、トリメトプリム‐スルファメトキサゾール、スパルフロキサシン）、抗菌剤（例えば、ケトコナゾール、フコナゾール、イトラコナゾール）、尿失禁治療のための薬剤（例えば、テロジリン）、或る種のヒスタミンH1-レセプター拮抗剤（例えば、アステミゾール、テルフェナジン、ジフェンヒドラミン）などを挙げることができる。
【０００３】
これらの治療薬は、或る非常に稀な場合、不整脈を直接的又は間接的にもたらすような付随的要因の存在下でトルサード・ド・ポワント（torsades de pointes）のような多形心電頻拍を発生させる原因となる。この関連する要因としては、先天的又は後天的な長ＱＴ症候群、虚血性心臓疾患、鬱血性心臓疾患、重度の肝臓又は腎臓機能不全、徐脈症、電解質平行異常（例えば、利尿治療による低カリウム血症、低マグネシウム血症、低カルシウム血症、アシドーシス血症、細胞間Ｃａ＋＋負荷）、意図的又は偶発的過剰投与、薬剤解毒プロセスを抑制するイオンチャンネル遮断薬で併用療法などが挙げられる。
【０００４】
従って、提供された治療薬の心臓血管作用を判定するための幾つかの臨床前試験法が採用されている。提供された治療薬の濃度を判定するための良く知られた技法は、主に高性能液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）又は他の分析検査法からなり、これらは予備濃縮又は大量使用がなされない限り、一般に高い治療薬濃度に限定される。
【０００５】
しかし、これらの知られた生理学的分析検査法はしばしば面倒であり、高価であり、長時間を要し、技術上の問題で挫折させられることが一般に知られている。更に、上記のＨＰＬＣおよび/又は分析検査法は、サンプルの複雑性および数によっては、サンプルを分析し、データを処理するのに数時間ないし数日を要する。
【０００６】
従って、本発明の１つの目的は、高速かつ、経済的な治療薬のin vitro分析のためのシステムおよび方法を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、低濃度の治療薬のin vitro分析のためのシステムおよび方法を提供することである。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、広範の濃度に亘って、提供された治療薬の電気生理学的作用を相関させるためのシステムおよび方法を提供することである。
【０００９】
（発明の概要）
上記目的並び以下に記載の好ましい具体例から明らかな目的に従って、治療薬のin vitro分析のためのシステムが本発明により提供される。すなわち、このシステムは、治療薬を保持するための貯蔵部と、該治療薬の少なくとも第１のサンプルを受理するようにした第１のセルチャンバーを有する第１のフローセルと、該治療薬の少なくとも第２のサンプルを受理するようにした第２のセルチャンバーを有する第２のフローセルとを具備してなり、ここで、該第１のフローセルが第１の通路長（ｂｃ ’）を有し、該第２のフローセルが第２の通路長（ｂｃ ”）を有し、該第１の通路長が感度係数（ｆ）×ｂｃ ”に実質的に等しく、該システムは更に、該治療薬の少なくとも第３のサンプルを受理する生物学的細胞膜を内部に有する膜チャンバーであって、かつ、該生物学的細胞膜の膜電位を検出するようにしたものと、該第１および第２の治療薬サンプルのスペクトル特性を検出するためのスペクトル検出手段とを具備してなる。
【００１０】
本発明に係わる治療薬のin vitro分析のための方法は、（i）治療薬の第１のサンプルを第１の通路長（ｂｃ ’）を有する第１のフローセル中に導入する工程と、（ii）治療薬の第２のサンプルを第２の通路長（ｂｃ ”）を有する第２のフローセル中に導入する工程であって、ここで該第１の通路長（ｂｃ ’）が感度係数（ｆ）×ｂｃ ”に実質的に等しく、（iii）該治療薬の第３のサンプルを、生物学的細胞膜を内部に有する膜チャンバーに導入する工程と、（iv）第１の光の或る与えられた波長を該第１のフローセルに伝送することにより該第１治療薬サンプルの吸収スペクトルを測定する工程と、（v）第２の光の或る与えられた波長を該第２のフローセルに伝送することにより該第２治療薬サンプルの吸収スペクトルを測定する工程と、（vi）該生物学的細胞膜の膜電位を検出する工程とを具備してなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の方法およびシステムは、治療薬の従来の電気生理学的検査法に関連する欠点および不足を実質的に減少ないし解消するものである。以下に詳述するように、このシステムは、概略的に、複数のフローセルと、これらフローセルと連通する分光分析手段と、膜チャンバー手段と、関係する治療薬を、上記フローセルおよび膜チャンバー手段へ導入するための流路手段とを具備してなる。
【００１２】
ここで、“治療薬”とは、薬剤組成物の活性成分又は素材（ingredients，components，elements）、薬剤、医薬品などを含む広い概念である。
【００１３】
心臓活動電位（又は、膜電位）は一般に、興奮性生物学的細胞（例えば、心臓細胞）に関連する電気的活動のパターンとして定義される。これは分化された膜構造、例えばイオンポンプ、イオン交換体、最も重要である電圧ゲーティッド・イオンチャンネルを介して通過する生物学的に重要なイオン（Ｎａ＋，Ｃａ＋＋およびＫ＋）によって発生する多数の個別の連続的に活性化された電流の結果を表すものである。このような電流は細胞内に細胞外プラス電荷を運び入れたとき脱分極し、プラス電荷を細胞外に運ぶとき再分極するものと考えられている。
【００１４】
チャンネルを通るイオンの正常な流れを変更させる治療薬は、膜電位の或る種の様相を変化させ、若しくは多くの場合、変化させる可能性を有し、従って、心臓機能に影響を与える。事実、Ｎａ＋チャンネルブロッカーは膜電位（Ｖ最大）の上昇速度を減少させ、心臓動作に混乱を生じさせ、それがきびしい場合は、生命の脅威となり得る。Ｎａ電流の不活性化速度を減少させ、残留Ｎａ電流を増大させる薬剤は、活動電位（ＡＤＰ）の期間を延長させ、ＱＴ間隔を延ばし、従って、トルサード・ド・ポワント（torsades de pointes）不整脈を発生させる原因となることがある。Ｃａ＋＋チャンネルブロッカーは一般に、ＡＤＰを減少させ、Ａ−Ｖ伝導速度を減少させ、心臓減退を生じさせる。これに対し、Ｃａ＋＋チャンネル・アクチベータはＡＤＰを延長させ、不整脈の原因となることもある。最後に、Ｋ＋チャンネルブロッカーはＡＤＰおよびＱＴを延長させ、不整脈を発生させることがあり、Ｋ＋チャンネル・アクチベータはＡＤＰを短縮させ、不整脈の原因となることもある。
【００１５】
このように、提供された治療薬の対心臓悪影響の効果的な指標（又はパラメータ）は、治療薬の導入又は治療薬への露出からもたらされる膜電位（すなわち、膜休止電位）の変化である。事実、このパラメータは提供された治療薬（又は、見込まれた薬剤）の従来の生理学的検査にしばしば委ねられていた。以下に詳述するように、このパラメータは治療薬の潜在的生理学的作用の評価のため本発明でも使用される。
【００１６】
図１を参照すると、ここには本発明のin vitro分析システム５の１例が模式的に示されている。図１に示すように、このシステム５は、好ましくは、貯蔵手段（例えば、貯蔵部）１０と、光学的分光検出手段２０と、複数のフローセル（好ましくは第１および第２フローセル６０，７０）と、膜チャンバー手段４０と、流路手段１２とを具備してなる。
【００１７】
本発明によれば、貯蔵手段１０は希釈された少なくとも１種の治療薬を貯蔵し得るように設計されている。なお、当業者にとって明らかなように、本発明の範囲内でこの貯蔵手段１０は種々の容量（および形状）のものを使用することができる。本発明の好ましい例において、この貯蔵手段１０の容量は１ないし２０００ｍＬの範囲内で選択される。
【００１８】
この貯蔵手段１０は、本発明の流路手段１２を受理し得るよう設計されている。この流路手段１２は好ましくは実質的に非吸着性チューブ（例えば、ステンレス鋼、ＰＥＥＫ（登録商標））からなる。図１に示すように、ポンプ手段１４も設けられていて、貯蔵手段１０から第１および第２フローセル６０，７０への治療薬（すなわち、治療薬剤サンプル）の流れの円滑化が図られている。このポンプ手段１４は流路手段１２と連通し、好ましくは貯蔵手段１０とフローセル６０，７０との間に配置される。本発明によれば、このポンプ手段１４は０.５ないし１０ｍＬ/分の範囲、より好ましくは約２ないし５ｍＬ/分の操作範囲でサンプル流速が得られるものが使用される。
【００１９】
当業者にとって明らかなように、このポンプ手段１４として本発明の範囲内で種々の形態のものを用いて上記のサンプル流量を提供することが可能である。好ましい例において、このポンプ手段１４は蠕動ポンプからなる。
【００２０】
図２を参照すると、ここには本発明の第１のフローセル６０の１例が示されている。説明を簡潔にするため、ここでは第１のフローセル６０のみが図示されている。しかし、上記実施例の第２のフローセル７０も同様にして構築されていてもよく、第１のフローセル６０の説明は、フローセル６０，７０のそれぞれに等しく適用されるものであることを理解されたい。
【００２１】
図２に示すように、フローセル６０は好ましくは実質的筒状体６２をもって構成され、これには入口ポート６４、出口ポート６６および総括的に６３で示したセルチャンバーが設けられていて、治療薬サンプルを受理し得るようになっている。本発明によれば、入口ポート６４、出口ポート６６およびセルチャンバー６３により流路６１が画成されている。
【００２２】
当業者にとって明らかなように、本発明の範囲内で種々のフローセル本体６２を使用することができる。本発明の好ましい例において、各フローセル６０，７０の本体６２はポリマー、シリカ、カルコゲン化物などの材料からなるコア部と、このコア部の外側表面に設けられたクラッド６７とを具備してなり、このクラッド６７はポリマー、ドープドシリカなどの材料からなる（図２および図４参照）。
【００２３】
本発明によれば、第１のフローセル６０は、第１の光伝送手段２１aであって、所定の波長の励起光又は放射線（および/又はその所定の範囲のもの）を、第１のフローセルチャンバー６３（すなわち、第１のサンプル）内の流動性治療薬に提供するようにしたものと、この第１のサンプルから伝送された光を検出するための第１の光検出手段２３ａとを有する。第２のフローセル７０も同様に、第２の光伝送手段２１ｂであって、所定の波長の励起光（および/又はその所定の範囲のもの）を、第２のフローセル７０のセルチャンバー内のサンプル（すなわち、第２のサンプル）に提供するようにしたものと、この第２のサンプルから伝送された光を検出するための第２の光検出手段２３ｂとを有する。
【００２４】
図３を参照すると、ここには本発明のフローセル８０の他の例が示されている。このフローセル８０は、同様に、入口ポート８２、出口ポート８４および総括的に８６で示したセルチャンバーがその間に設けられていて、治療薬サンプルを受理し得るようになっている。
【００２５】
第１のフローセル８０は、第１の光伝送手段８５であって、所定の波長の励起光又は放射線を、フローセルチャンバー８６（すなわち、第１のサンプル）内の流動性治療薬に提供するようにしたものと、この第１のサンプルから伝送された光を検出するための第１の光検出手段８７とを有する。
【００２６】
各サンプルがそれぞれのフローセルチャンバー（例えば、６３）を通過するとき、フローセルチャンバー６３を通って伝送される励起光の量がベールの法則に従って減少することが知られている。すなわち、
式１ Ａ ＝ Ｉ/Ｉ０ ＝ １０−∝ｂｃ
ここで、
Ａ ＝ 吸光度
Ｉ ＝ 伝送された放射線の力
Ｉ０ ＝ 入射放射線の力
∝ ＝ サンプルのモル吸光係数
ｃ ＝ サンプルの濃度（モル/リットル）
ｂ ＝ チャンバー内の光の路長（ｃｍ）
吸光度（Ａ）は、このように∝ｂｃの積として定義される。ベールの法則に従えば、吸光度（Ａ）は更に、サンプルの濃度（ｃ）および光の路長（ｂ）の双方に比例する。
【００２７】
当業者にとって明らかなように、光の路長（ｂ）は一般に、“直線的路長”と見なされ、これは図３に示したような光伝送/検出構成に適用可能である。更に当業者にとって明らかなように、上記のベールの法則は、減衰全反射を採用する本発明の筒状フローセル６０（図２参照）の光伝送/検出構成（すなわち、２１ａ，２３ａ）に同じく適用可能である。
【００２８】
図４を参照すると、総括的に１００で示す放射線（光）が全内部反射１０２をする場合、波長の一部が反射表面を越えて媒体（又はサンプル）中に実際に侵入することが知られている。この侵入深さは一般にｄｐで表される。
【００２９】
侵入深さｄｐが、単位長さ/反射として定義されるから、等価路長（ｂｃ）は以下のようにして得ることができる。
【００３０】
式２ ｂｃ ＝ ｄｐ × Ｒ × Ｌ
ここで、
ｄｐ ＝ １反射当たりの侵入深さ
Ｒ ＝ 単位長さ当たりの反射の数
Ｌ ＝ 管又はセルの長さ
等価路長（ｂｃ）を式１に当てはめることにより、各サンプル（Ａ）の吸光度を得ることができる。
【００３１】
当業者にとって明らかなように、フローセル６０，７０のそれぞれの有効路長（ｂｃ）は、フローセル本体６２の長さに直接的に依存する。すなわち、フローセル６０，７０のそれぞれの長さを調節することにより異なる路長が与えられる。
【００３２】
ベールの法則から、もし分光分析手段（例えば分光光度計）の吸光度範囲が一定であるとすると（これは従来の分光分析手段の一般的要素）、より低いモル吸光係数（∝）のため、又はより低い濃度（ｃ）のために路長（ｂ又はｂｃ） を増加させなければならないことが推論することができる。しかし、当業者にとって公知のように、より長い路長に一般的に関連する応答帯域は狭すぎて好ましくなく、したがって、制限されることになる。
【００３３】
更に、異なる路長（ｂｃ ’、ｂｃ ”）を有する２つのフローセルを採用することにより、より広い応答帯域を達成し得ることもよく知られている。その典型的路長は一般に０.１ないし１００ｃｍである。
【００３４】
しかし、ｂｃ ’を（ｂｃ ”×感度係数（ｆ））に実質的に等しくした場合、最良の動的（すなわち、実質的直線状）応答範囲を達成し得ることが本発明者らにより見出された。本発明によれば、感度係数（ｆ）は好ましくは１ないし１００の範囲、より好ましくは１ないし２０の範囲である。
【００３５】
図５を参照すると、ここには低濃度の治療薬（すなわち、〜１８ｎｇ/ｍＬ）の吸光度スペクトルと、高濃度の治療薬（すなわち、〜３８００ｎｇ/ｍＬ）の吸光度スペクトルとが示されている。これら吸光度スペクトルは、約５ｃｍの路長を有する第１のフローセルと、約５０ｃｍの路長を有する第２のフローセル（すなわち、ｆ＝１０）とを用いて得られたものである。
【００３６】
曲線Ａを参照すると、５ｃｍの路長では２００ｎｍないし４００ｎｍの波長範囲に亘って低濃度の治療薬を検出するには、不十分であることが理解できるであろう。しかし、曲線Ｂに示すように、同じ低濃度の治療薬を５０ｃｍの路長で容易に検出することできる（更に定量可能である）。
【００３７】
曲線Ｃを参照すると、高濃度の治療薬を５０ｃｍの路長で定量することができないことが分かるであろう。しかし、曲線Ｄに示すように、同じ高濃度の治療薬を５ｃｍの路長で容易に検出することできる。
【００３８】
従って、本発明の好ましい例では、第１のフローセル６０は０.１ないし１００ｃｍの範囲の有効路長（ｂｃ ’）を有し、第２のフローセル７０は０.１ないし１００ｃｍの範囲の有効路長（ｂｃ ”）を有している。より好ましくは、第１のフローセル６０は約５ないし５０ｃｍの範囲の有効路長（ｂｃ ’）を有し、第２のフローセル７０は約５０ないし１００ｃｍの範囲の有効路長（ｂｃ ”）を有している。５ないし１０ｎｇ/ｍＬの範囲の実質的に低い濃度を有する治療薬の正確な分光特性を上記範囲の路長（ｂｃ ’，ｂｃ ”）によって容易に検出できることが本発明者らにより見出された。
【００３９】
図６を参照すると、図２に示す第１および第２の光伝送手段２１ａ，２１ｂおよび第１および第２の光検出手段２３ａ，２３ｂに加えて、本発明の分光検出手段２０は更に、好ましい波長の光を光学的ライン２４ａ，２４ｂを介して第１および第２の光伝送手段２１ａ，２１ｂに与える光源手段２２と、第１および第２の光検出手段２３ａ，２３ｂにより検出された光を分析するための分析器手段２６とを具備している。なお、この第１および第２の光検出手段２３ａ，２３ｂは光学的ライン２８ａ，２８ｂを介してこの分析器手段２６とそれぞれ連通している。
【００４０】
本発明の更に別の可能な具体例として、貯蔵手段１０は更に光伝送手段２５ａと、光検出手段２５ｂとを有し、これらは光学的ライン２７ａ，２７ｂを介して本発明の分光分析手段２０に操作可能に接続されている。当業者にとって明らかなように、光伝送手段２５ａおよび光検出手段２５ｂは、貯蔵手段１０中の治療薬を同時に検査およびモニターする手段を提供するものであり、従って、治療薬の損失を検出し、フローセル６０，７０にて分析したサンプルが貯蔵手段１０中に収容されている治療薬を表すものであることを確かにする手段を提供するものである。
【００４１】
図６に示すように、分光分析手段２０は、好ましくは、第１および第２のサンプル（並びに貯蔵手段１０中に収容された原料薬品）の検出された分光分析特性および本発明の分光分析手段のための制御パラメータを少なくとも記憶するためのメモリー手段３０と、サンプル（並びに原料薬品）の少なくとも分光分析特性を処理するためのプロセッサー手段３２と、貯蔵手段１０中に収容されたサンプルおよび原料薬品の少なくとも分光特性を表示すると共に、サンプルの“処理された”分光特性(例えば、平均値)を表示するための第１のディスプレイ手段３４（仮想線で示した）とを具備している。
【００４２】
当業者にとって明らかなように、従来の種々の光源手段２２および/又は分析手段２６を本発明の範囲内で使用し、それにより光の或る波長範囲を提供し、第１および第２の光検出手段２３ａ，２３ｂにより得た分光特性（例えば、吸収された光の吸光スペクトル）を分析し、本発明の分光分析手段２０を制御するようにしてもよい。なお、この場合の分析手段としては米国特許、No．４,６６４,５２２およびＭＣＳ−５２１ファイバーオプティックスＵＶ/ＶＩＳ分光光度計（Carl Zeiss社製）（参照としてここに組み込まれるものとする）を使用することができる。この分析手段２６および/又はプロセッサー手段３２は、パーソナルコンピュータを具備するものであってもよい。
【００４３】
図７を参照すると、これには本発明の膜チャンバー手段４０が示されている。この膜チャンバー手段４０は膜チャンバー本体４２を有し、これに輸液入口４４、輸液出口４６、調剤ウェル４８、膜ウェル５０、並びに調剤ウェル４８と膜ウェル５０との間に配置された拡散プレート５２が設けられている。
【００４４】
図７に示すように、膜チャンバー手段４０は更に膜ウェル５０内に配置された膜手段５２を有する。ここで使用される“膜手段”の用語は、生物学的細胞膜を意味し、これには生物学的器官のシート又は層、心室筋および/又は乳頭状筋およびプルキニェ繊維が含まれる。
【００４５】
本発明の好ましい実施例において、膜手段５２はプルキニェ繊維からなる。公知のように、プルキニェ繊維は電気生物学的検査においてしばしば使用されるものであり、その理由は、その活動電位の基礎となる主たるイオン電流が、ヒトの心臓の再分極化プロセスに寄与するものに類似するからである。
【００４６】
膜手段５２の膜電位を検査するため、膜チャンバー手段４０は更に複数の電極を有している。図７を参照すると、少なくとも１つ、好ましくは２つのバイポーラ電極５４ａ，５４ｂがその一端近傍の膜手段５２に操作自在に接続されている。これら電極５４ａ，５４ｂは更にリード５４ａ，５４ｂを介して本発明の刺激手段５５と連通し（図１参照）、膜手段５２に刺激性電荷又は電流を与えるようになっている。
【００４７】
図７に示すように、別の電極が更に設けられている。好ましい例として、この電極は細胞間マイクロ電極５６であり、これも膜手段５２に操作自在に接続されている。
【００４８】
本発明によれば、このマイクロ電極５６は膜手段５２の膜電位を検出するよう設計されている。好ましくは、このマイクロ電極５６は、検出された膜電位を視覚的に表示ないし示唆する第２のディスプレイ手段５８と連通させる（リード５７ｃを介して）（図１参照）。
【００４９】
本発明による治療薬の検査は好ましくは以下のようにして行われる。本発明の分光分析手段は最初に従来の手段により較正する。その手段はＵＶ参照としてのブランク（又は第１次）サンプルの分析、参照としてそれぞれのブランクサンプルを用いて較正サンプルの分析を含む。
【００５０】
分光分析手段２０の較正後、治療薬の流れ（好ましくは希釈して）が開始され、治療薬がポンプ手段１４を介して流路手段１２に導入、通過させる。ついで、治療薬は第１および第２のフローセル６０，７０並びに膜のチャンバー手段４０の流路６１に導入、通過させる。なお、第１および第２のフローセル６０，７０は好ましくは直列で接続される。
【００５１】
第１のフローセル６０に存在する治療薬（すなわち、第１のサンプル）および第２のフローセル７０に存在する治療薬（すなわち、第２のサンプル）の分光特性が、本発明の上記分光分析手段２０により検出される（好ましくは、実質的に同時に）。この分光特性はついで従来の手段により処理され、分析される。
【００５２】
好ましい例において、分光分析と実質的に同時であって、治療薬が膜チャンバー手段４０の膜ウェル５０に存在する間（すなわち、第３のサンプル）、膜手段５２が刺激性電極５４ａ，５４ｂを介して初期電流に曝される。ついで、膜電位が電極５６を介して検出され、これが本発明の第２のディスプレイ手段５８上に表示される。ついで、膜電位の変化が、検出された膜電位を、治療薬への曝し前の膜手段５２の電位と比較することにより容易に判定される。
【００５３】
当業者にとって明らかなように、上述の本発明のシステムおよび方法は治療薬を含有する薬剤組成物の分析、特に実質的に低い濃度の治療薬を含む薬剤組成物の分析にも適用することができる。
【００５４】
概要：
上記説明から、本発明は以下のような利点を有することを当業者が容易に確認し得るであろう。
【００５５】
１．治療薬の高速、高精度で経済的な（すなわち、低コスト）in vitro分析。
【００５６】
２．実質的に低い濃度（すなわち、５〜１０ｎｇ/ｍＬ）の治療薬を含む薬剤組成物の治療薬の高速、効率的in vitro分析。
【００５７】
３．広範な濃度に亘って提供された治療薬の電気生理学的作用を相関させるための高速、効率的手段。
【００５８】
４．in vitro分析の間での治療薬の安定性を検査およびモニターするための手段。
【００５９】
５．in vitro分析の間における薬剤損失（例えば、ガラス製品吸収および/又は付着）を検査およびモニターするための手段。
【００６０】
６．貯蔵部および/又は供給ラインにおけるキャリーオーバー（carryover）（すなわち、相互汚染）を迅速、かつ、効率的に検出するための手段。
【００６１】
本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、当業者が本発明を種々変更、変形し、種々の使用、条件に適合させ得ることは明らかであろう。従って、そのような変更、変形も添付した請求の範囲の均等の範囲に正当、かつ、公正に包含されるべきものと解される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係わる治療薬の分析のためのin vitro分光分析システムの１例を示す模式図。
【図２】本発明に係わるフローセルの１例を示す一部切欠平面図。
【図３】本発明に係わるフローセルの他の例を示す一部切欠平面図。
【図４】本発明に係わる減衰光路を示すフローセル本体の模式的斜視図。
【図５】低濃度治療薬および高濃度治療薬をそれぞれ有する薬剤組成物の吸光度スペクトルを示すグラフ図。
【図６】本発明の分光分析手段を示す模式図。
【図７】本発明の膜チャンバー手段を示す一部切欠斜視図。
Claims (23)
- 治療薬を保持するための貯蔵部と；
該治療薬の少なくとも第１のサンプルを受理するようにした第１のセルチャンバーを有する該貯蔵部と連通する第１のフローセルと；
該治療薬の少なくとも第２のサンプルを受理するようにした第２のセルチャンバーを有する該貯蔵部と連通する第２のフローセルと；
ここで、該第１のフローセルが第１の通路長（ｂｃ ’）を有し、該第２のフローセルが第２の通路長（ｂｃ ”）を有し、該第１の通路長が感度係数（ｆ）×ｂｃ ”に実質的に等しく；
生物学的細胞膜を内部に有する貯蔵部と連通する膜チャンバーであって、該治療薬の少なくとも第３のサンプルを受理すると共に、かつ、該生物学的細胞膜の膜電位を検出するようにしたものと；
該第１および第２の治療薬サンプルのスペクトル特性を検出するためのスペクトル検出手段と；
を具備してなる治療薬のin vitro分析のためのシステム。 - 該スペクトル検出手段が、該第１のセルチャンバー中に、与えられた波長の第１の光を伝送するための第１の光伝送手段と、該第１の治療薬サンプルからの第１の伝送光を検出するための第１の光検出手段と、該第２のセルチャンバー中に、与えられた波長の第２の光を伝送するための第２の光伝送手段と、該第２の治療薬サンプルからの第２の伝送光を検出するための第２の光検出手段とを具備してなる請求項１記載のシステム。
- 該第１および第２の光を提供し、伝送された該第１および第２の光を分析するため、該第１および第２の光伝送手段並びに第１および第２の光検出手段と連通する制御手段を更に具備してなる請求項２記載のシステム。
- 該感度係数が、１ないし１００の範囲の値を有する請求項１記載のシステム。
- 該感度係数が、１ないし２０の範囲の値を有する請求項４記載のシステム。
- 該第１および第２の通路長が、０.１ないし１００ｃｍの範囲である請求項１記載のシステム。
- 該第１の通路長が、５ないし５０ｃｍの範囲である請求項６記載のシステム。
- 該第２の通路長が、５０ないし１００ｃｍの範囲である請求項６記載のシステム。
- 該スペクトル検出手段が、該貯蔵部中に、与えられた波長の第３の光を伝送するための第３の光伝送手段と、該貯蔵部中の治療薬からの第３の伝送光を検出するための第３の光検出手段とを具備してなり、該第３の光伝送手段および該第３の光検出手段が該制御手段と連通している請求項１記載のシステム。
- 該スペクトル検出手段が、該第１および第２の治療薬サンプルの少なくとも分光特性を表示するための第１のディスプレイ手段を有している請求項１記載のシステム。
- 該膜チャンバーが、該生物学的細胞膜の膜電位を表示するための第２のディスプレイ手段を有している請求項１記載のシステム。
- 治療薬を受理するための貯蔵部と；
該治療薬の少なくとも第１のサンプルを受理するようにした第１のセルチャンバーを有する該貯蔵部と連通し、かつ、約５ないし５０ｃｍの範囲の有効通路長さを有する第１のフローセルと；
該治療薬の少なくとも第２のサンプルを受理するようにした第２のセルチャンバーを有する該貯蔵部と連通し、かつ、約５０ないし１００ｃｍの範囲の有効通路長さを有する第２のフローセルと；
生物学的細胞膜を内部に有する貯蔵部と連通する膜チャンバーであって、該治療薬の少なくとも第３のサンプルを受理すると共に、かつ、該生物学的細胞膜の膜電位を検出するようにしたものと；
該第１および第２の治療薬サンプルのスペクトル特性を検出するためのスペクトル検出手段と；
を具備してなる治療薬のin vitro分析のためのシステム。 - 該スペクトル検出手段が、該第１のセルチャンバー中に、与えられた波長の第１の光を伝送するための第１の光伝送手段と、該第１の治療薬サンプルからの第１の伝送光を検出するための第１の光検出手段と、該第２のセルチャンバー中に、与えられた波長の第２の光を伝送するための第２の光伝送手段と、該第２の治療薬サンプルからの第２の伝送光を検出するための第２の光検出手段とを具備してなる請求項１２記載のシステム。
- 該第１および第２の光を提供し、伝送された該第１および第２の光を分析するため、該第１および第２の光伝送手段並びに第１および第２の光検出手段と連通する制御手段を更に具備してなる請求項１３記載のシステム。
- 該スペクトル検出手段が、該貯蔵部中に、与えられた波長の第３の光を伝送するための第３の光伝送手段と、該貯蔵部中の治療薬からの第３の伝送光を検出するための第３の光検出手段とを具備してなり、該第３の光伝送手段および該第３の光検出手段が該制御手段と連通している請求項１４記載のシステム。
- 該スペクトル検出手段が、該貯蔵部中の治療薬および該第１および第２の治療薬サンプルの少なくとも分光特性を表示するためのディスプレイ手段を有している請求項１５記載のシステム。
- 治療薬のin vitro分析のための方法であって：
治療薬の少なくとも第１のサンプルを第１の通路長（ｂｃ ’）を有する第１のフローセル中に導入する工程と；
治療薬の少なくとも第２のサンプルを第２の通路長（ｂｃ ”）を有する第２のフローセル中に導入する工程と；
ここで該第１の通路長が感度係数（ｆ）×ｂｃ ”に実質的に等しく；
該治療薬の少なくとも第３のサンプルを、生物学的細胞膜を内部に有する膜チャンバーに導入する工程と；
第１の光の或る与えられた波長を該第１のフローセルに伝送することにより該第１治療薬サンプルの吸収スペクトルを測定する工程と；
第２の光の或る与えられた波長を該第２のフローセルに伝送することにより該第２治療薬サンプルの吸収スペクトルを測定する工程と；
該生物学的細胞膜の膜電位を検出する工程と；
を具備してなる方法。 - 該第１治療薬サンプルの吸収スペクトルおよび該第２治療薬サンプルの吸収スペクトルを実質的に同時に測定する請求項１７記載の方法。
- 該感度係数が、１ないし１００の範囲の値を有する請求項１７記載の方法。
- 該感度係数が、１ないし２０の範囲の値を有する請求項１７記載の方法。
- 該第１および第２の通路長が、０.１ないし１００ｃｍの範囲である請求項１７記載の方法。
- 該第１の通路長が、５ないし５０ｃｍの範囲である請求項２１記載の方法。
- 該第２の通路長が、５０ないし１００ｃｍの範囲である請求項２１記載の方法。
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