JP2013519484A - 血管内グルコースセンサ - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
本発明は、グルコースの血管内測定用センサ及び血管内グルコース測定方法に関する。
「厳格な血糖管理」(tight glycaemic control、TCG)を使用する術後患者の処置、すなわち一時的なインスリン抵抗性(temporary insulin resistance)に対する治療的な補償は、患者の予後に明確な改善をもたらしてきた。同レベルの患者治療を非外科系、医療用ICU患者及びその他に適用することによって、類似の有効性が見られる。
本発明は、発蛍光団の寿命をモニタリングすることによりグルコース濃度を測定するように構成されているセンサであって、
グルコースに選択的に結合する受容体(receptor)及び受容体に会合している発蛍光団(fluorophore)を備える指示システム(indicator system)であり、発蛍光団が100ナノ秒未満の寿命を有する、指示システムと、
光源と、
光を光源から指示システムに導くように構成されている光ファイバーと、
指示システムから放射された蛍光を受光するように構成されている検出器と、
少なくとも検出器の出力信号に基づいて発蛍光団の蛍光寿命に関する情報を判定するように構成されている信号処理部と
を具備する、グルコース濃度の血管内測定用のグルコースセンサを提供する。
本発明のセンサの指示システムを静脈又は動脈に挿入するステップと、
入射光を、光ファイバーを介して光源から指示システムに伝えるステップと、
光源から指示システムに入射する光に応答して、指示システムから放射された蛍光を、検出器を使用して受光し、出力信号を発生させるステップと、
少なくとも検出器の出力信号に基づいて、発蛍光団の蛍光寿命に関する情報を判定するステップと
を含む方法も提供される。
本明細書では、用語アルキル又はアルキレンは、直鎖状又は分枝状のアルキル基又は部分である。アルキレン部分は、例えば、1〜15個の炭素原子を含有でき、C1〜12アルキレン部分、C1〜6アルキレン部分又はC1〜4アルキレン部分など、例えばメチレン、エチレン、n−プロピレン、i−プロピレン、n−ブチレン、i−ブチレン及びt−ブチレンである。C1〜4アルキルは通常、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル又はt−ブチルである。誤解を避けるために言及すると、2個のアルキル基又はアルキレン部分が存在する場合、アルキル基又はアルキレン部分は、同じであってもよく又は異なってもよい。
式中、m及びnは、同じである又は異なり、通常1又は2、好ましくは1である。Spは、脂肪族スペーサであり、通常はアルキレン部分、例えばC1〜C12アルキレン部分、例えばC6アルキレン部分である。L1及びL2は、他の部分、例えば発蛍光団への可能な結合点を表す。例えば、L1及びL2は、官能基に連結したアルキレン、アルキレン−アリーレン、又はアルキレン−アリーレン−アルキレン部分を表すことができる。他の部分への結合が想定されない場合、官能基は保護されている又は水素原子で置き換えられている。L1及びL2の典型的なアルキレン基は、C1〜C4アルキレン基、例えばメチレン基及びエチレン基、特にメチレン基である。典型的なアリーレン基は、フェニレン基である。官能基は、通常、例えば発蛍光団又はヒドロゲルと反応する任意の基であり、例えばエステル、アミド、アルデヒド又はアジドである。指示システムにおいて、受容体は1つ又は複数の官能基を介して発蛍光団、及び任意選択でヒドロゲルなどの支持構造体に通常連結している。
CORE−[A]n
を有する。
式中、COREは、デンドリマーの金属又は有機(好ましくは有機)コアを表し、nは、通常4以上、例えば8以上、好ましくは16以上である。適切なCORE基の例には、ベンゼン環並びに式−RN−(CH2)p−NR−及びN−(CH2)p−Nの基が含まれ、pは2〜4、例えば2であり、Rは水素又はC1〜C4アルキル基、好ましくは水素である。−HN−(CH2)2−NH−及びN−(CH2)2−Nが好ましい。
−(CH2)q−(FG)s−(CH2)r−NH2
の基である。
式中、q及びrは、同じである又は異なり、1〜4の整数、好ましくは1又は2、より好ましくは2を表す。sは、0又は1である。FGは−NR’−、−O−、−CO−、−COO−、CONR’−、−OCO−及び−OCONR’から選択される官能基を表し、R’は水素又はC1〜C4アルキル基である。好ましい官能基は−CONH−、−OCO−及び−COO−、好ましくは−CONH−である。
Claims (14)
- 発蛍光団の寿命をモニタリングすることによりグルコース濃度を測定するように構成されているセンサであって、
グルコースに選択的に結合する受容体及び前記受容体に会合している発蛍光団を有する指示システムであり、前記発蛍光団が100ナノ秒未満の寿命を有する、指示システムと、
光源と、
光を前記光源から前記指示システムに導くように構成されている光ファイバーと、
前記指示システムから放射された蛍光を受光するように構成されている検出器と、
少なくとも前記検出器の出力信号に基づいて、前記発蛍光団の蛍光寿命に関する情報を判定するように構成されている信号処理部と、
を備える、グルコース濃度の血管内測定用のグルコースセンサ。 - 前記検出器が単一光子アバランシェダイオードである、請求項1に記載のセンサ。
- 第1周波数で前記光源強度を変調するように構成されているドライバと、
前記単一光子アバランシェダイオードにバイアス電圧を印加するように構成されているバイアス電源と、
をさらに備え、
前記バイアス電圧が、前記第1周波数とは異なる第2周波数で変調されており、前記バイアス電圧が前記単一光子アバランシェダイオードの降伏電圧より高い、請求項2に記載のセンサ。 - 前記信号処理部が、前記第1及び第2周波数の差によって与えられる周波数における前記単一光子アバランシェダイオードの前記出力信号の成分で動作する、請求項3に記載のセンサ。
- 信号発生器を制御して、前記第1及び第2周波数間の周波数の差と、前記第1及び第2周波数における前記光源の変調及び前記バイアス電圧の変調に使用された信号間の位相差とのうちの少なくとも一方を変化させる、請求項3又は4に記載のセンサ。
- 前記指示システムが、ヒドロゲルに結合した発蛍光団−受容体構造体を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のセンサ。
- 前記ヒドロゲルが、少なくとも30%w/wの水分含量を具備する流動性ヒドロゲルである、請求項6に記載のセンサ。
- 前記指示システムが、前記受容体及び発蛍光団が溶解している水溶液である、請求項1〜7のいずれか一項に記載のセンサ。
- 前記発蛍光団が、30ナノ秒以下の寿命を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載のセンサ。
- 前記発蛍光団が非金属発蛍光団である、請求項1〜9のいずれか一項に記載のセンサ。
- グルコース濃度の血管内測定方法であって、
請求項1又は6〜10のいずれか一項に記載のセンサの指示システムを静脈又は動脈に挿入するステップと、
入射光を、前記光ファイバーを介して光源から前記指示システムに伝えるステップと、
前記光源から前記指示システムに入射する光に応答して、前記指示システムから放射された蛍光を、前記検出器を使用して受光し、出力信号を発生させるステップと、
少なくとも前記検出器の前記出力信号に基づいて、前記発蛍光団の前記蛍光寿命に関する情報を判定するステップと
を備える方法。 - 前記検出器が単一光子アバランシェダイオードであり、
第1周波数で光源強度を変調するステップと、
前記単一光子アバランシェダイオードにバイアス電圧を印加するステップと、
をさらに備え、
前記バイアス電圧が、前記第1周波数とは異なる第2周波数で変調されており、前記バイアス電圧が前記単一光子アバランシェダイオードの降伏電圧より高い、請求項10に記載の方法。 - 前記第1及び第2周波数の差によって与えられた周波数における、前記単一光子アバランシェダイオードの前記出力信号の成分に基づいて前記蛍光寿命の情報を判定するステップを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記第1及び第2周波数間の前記周波数の差を変化させるステップと、前記第1及び第2周波数における前記光源の変調及び前記バイアス電圧の変調に使用された信号間の位相差を制御するステップとのうちの少なくとも一方をさらに含む、請求項12又は13に記載の方法。
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