JP2013533040A5

JP2013533040A5 -

Info

Publication number: JP2013533040A5
Application number: JP2013518724A
Authority: JP
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2014-08-14
Anticipated expiration: 2031-06-30

Claims

生体被験体の疾患を検出するための装置であって、検出される前記生体被験体を送達するためのシステムと、前記生体被験体をプロービングして検出するためのプロービング検出デバイスとを含む装置。
前記プロービング検出デバイスは、単数又は複数のマイクロデバイスと少なくとも１つの前記マイクロデバイスを支持する第１の基板とを含み、前記各マイクロデバイスは、検出される前記生体被験体と接触し、前記生体被験体の電気特性、磁気特性、電磁特性、熱特性、光学特性、音響特性、生物学特性、化学特性、電子機械特性、電子化学特性、電子化学機械特性、生物物理特性、物理化学特性、生化学特性、生物物理化学特性、生物機械特性、生物電子機械特性、生物電子化学特性、生物電子化学機械特性、物理特性または機械特性を微視的レベルで測定することができる請求項１に記載の装置。
検出された生体物質と標準生体試料との特性の測定差は、疾患発症の可能性を示す請求項２に記載の装置。
前記電気特性は、表面電荷、表面電位、静止電位、活動電位、電圧、電流、電場分布、電荷分布、電気双極子、電気四重極子、３次元の電気雲または電荷雲の分布、ＤＮＡおよび染色体のテロメアでの電気特性、電気特性の動的変化、電位の動的変化、表面電荷の動的変化、電流の動的変化、電場の動的変化、電圧の動的変化、電気分布の動的変化、電子雲分布の動的変化またはインピーダンスであり、前記熱特性は、生体項目または生体分子の温度または振動周波数であり、前記光学特性は、光吸収、光伝送、光反射、光電気特性、輝度または蛍光発光であり、前記化学特性は、ｐＨ価、化学反応、生化学反応、生物電子化学反応、反応速度、反応エネルギー、酸素濃度、酸素消費速度、イオン強度、触媒挙動または結合力であり、前記物理特性は、密度または幾何学的大きさであり、前記音響特性は、周波数、音波速度、音響周波数、強度スペクトル分布、音響インテンシティ、音響吸収または音響共振であり、前記機械特性は、内圧、硬度、剪断強度、伸張強度、破壊応力、付着力、機械的共振周波数、弾性、塑性または圧縮性である請求項２又は３に記載の装置。
前記プロービング検出デバイスは、前記生体被験体に１ｍＶ〜１０Ｖ、又は１ｍＶ〜１．０Ｖの電圧を印加する請求項２に記載の装置。
前記各マイクロデバイスは、導電性材料、電気絶縁材料、生体物質または半導体材料を含む請求項２に記載の装置。
前記各マイクロデバイスは、大きさが約１オングストローム〜約５ミリメートルである請求項２に記載の装置。
前記マイクロデバイスは、少なくとも１０オングストロームの距離を空けて前記基板に配置されるか、又は、２つの隣接するマイクロデバイスの間の距離は、５〜１００ミクロンである請求項２に記載の装置。
前記基板は、３次元物体、スラブ、管、管列、矩形または矩形列のいずれかの形状である請求項２に記載の装置。
前記プロービング検出デバイスは、前記第１の基板と同じまたは異なる材料の第２の基板をさらに含む請求項２に記載の装置。
前記プロービング検出デバイスによる前記特性の測定からのデータを読み込むためのデバイスをさらに含む請求項２に記載の装置。
流体を送達するためのシステムであって、前記システムは、圧力発生器、圧力調整器、絞り弁、圧力計、分配キットから成るシステムか、
システムコントローラであって、プリアンプ、ロックインアンプ、電気計器、熱計器、スイッチマトリクス、システムバス、不揮発性記憶装置、ランダムアクセスメモリ、論理回路、信号受信器、信号送信器、プロセッサ、ユーザーインターフェイスから成るシステムコントローラか；
生体界面、あるいは、医療廃棄物の再生または処理のための少なくとも１つのシステムか；
検査試料送達システム、検査試料分配システム、分配流路、検出デバイス、全地球側位システム、モーションデバイス、信号送信器、信号受信器、センサ、メモリ記憶装置、論理処理装置、アプリケーション固有のチップ、検査試料の再利用および再生デバイス、超小型電子機械デバイス、多機能デバイスまたは外科機能、洗浄機能もしくは医療機能を実施する微細器具か；
生体被験体を送達するための装置、流路、検出装置、データ記憶装置、データ分析装置、中央制御装置、生体試料再循環装置または廃棄物処理装置か；
前処理装置、信号処理装置または廃棄物処理装置；
の少なくともいずれかを含む請求項１に記載の装置。
前記圧力発生器は、モーターピストンシステムと圧縮ガスを含有するビンとを含む構成であって、
前記圧力調整器は、圧力を目標値に下方制御または上方制御することができるか、
前記圧力計は、前記絞り弁に測定値を返し、前記絞り弁は前記圧力を調整して前記目標値に到達させるか、
前記インターフェイスは、センサを含むか、
医療廃棄物の再生または処理は、同じシステム又は２つの異なるシステムよって実行されるか、
前記前処理装置は、試料ろ過装置、補給装置、定加圧装置またはプロービング前試料撹乱装置を含むか、
前記信号処理装置は、増幅器、ロックインアンプ、Ａ／Ｄ変換器、マイクロコンピュータ、マニピュレータ、ディスプレイまたはネットワーク接続を含むか
の少なくともいずれかを含む請求項１２に記載の装置。
送達される前記流体は、液体または気体である請求項１２に記載の装置。
前記液体は、血液、尿、唾液、涙液、生理食塩水または汗であるか、前記気体は、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノンまたはラドンであるかのいずれかに記載の請求項１４に記載の装置。
前記センサは、熱センサ、流量計、光センサまたはピエゾメータである請求項１３に記載の装置。
前記生体被験体を送達するためのシステムは、少なくとも１つの流路を含み、検出される前記生体被験体は、前記流路内を特定の方向に移動し、前記プロービング検出デバイスは、少なくとも１つのプロービングマイクロデバイスと少なくとも１つの検出マイクロデバイスとを含み、少なくとも１つのプロービングマイクロデバイスは、前記生体被験体が移動する方向に対して少なくとも１つの検出マイクロデバイスの前に配置され、前記プロービングマイクロデバイスおよび前記検出マイクロデバイスは、前記流路の内壁または外壁に取り付けることができる請求項１に記載の装置。
前記プロービング検出デバイスは、前記生体被験体の同じまたは異なる特性をミクロレベルで測定できる少なくとも２つの検出マイクロデバイスを含む請求項１７に記載の装置。
前記検出マイクロデバイスは、表面電荷、表面電位、静止電位、活動電位、電圧、電流、電場分布、電荷分布、電気双極子、電気四重極子、３次元の電気雲または電荷雲の分布、ＤＮＡおよび染色体のテロメアでの電気特性、電気特性の動的変化、電位の動的変化、表面電荷の動的変化、電流の動的変化、電場の動的変化、電圧の動的変化、電気分布の動的変化、電子雲分布の動的変化、インピーダンス、温度、振動周波数、光吸収、光伝送、光反射、光電気特性、輝度、蛍光発光、ｐＨ価、化学反応、生化学反応、生物電子化学反応、反応速度、反応エネルギー、酸素濃度、酸素消費速度、イオン強度、触媒挙動、結合力、密度、幾何学的大きさ、周波数、音波速度、音響周波数、強度スペクトル分布、音響インテンシティ、音響吸収、音響共振、内圧、硬度、剪断強度、伸張強度、破壊応力、付着力、機械的共振周波数、弾性、塑性または圧縮性を微視的レベルで測定することができる請求項１８に記載の装置。
前記流路は、直線状、曲線状または屈折し、前記流路の幅は約１ｎｍ〜約１ｍｍであるか、前記流路の内壁は、円形、楕円形、矩形または多角形の空間を形成するか、前記流路の内壁は、少なくとも１つの凹溝を有し、プロービングマイクロデバイスまたは検出マイクロデバイスと同じ断面にあるかのいずれかである請求項１７に記載の装置。
前記流路は、環状カーボンナノチューブである請求項２０に記載の装置。
前記カーボンナノチューブは、直径が約０．５〜約１００ｎｍであり、長さが約５．０ｎｍ〜約１０ｍｍである請求項２１に記載の装置。
前記凹溝は、立方体空間または角のある空間を有するか、前記凹溝は、深さが約１０ｎｍ〜約１ｍｍである請求項２０に記載の装置。
分散流体は、前記生体被験体がプロービングマイクロデバイスを通過する前または後に前記流路に注入されるか、前記流路の壁の開口に接続された分散流体流路から前記流路に注入されるかし、前記流路内での前記生体被験体の移動または分離を支援する請求項１７に記載の装置。
前記装置は、１つ以上の生体被験体の疾患を検出するためのものであり、前記流路は、前記生体被験体の同じ特性のさまざまなレベルに基づいて前記生体被験体を分離または分割するために前記流路に配置されるデバイスを含む請求項１７に記載の装置。
前記分離または分割するデバイスは、スリットであり、表面電荷に基づいて生体被験体を分離または分割する請求項２５に記載の装置。
検出される前記生体被験体から無関係の物体を除去するためのろ過デバイスをさらに含む請求項１７に記載の装置。
前記生体被験体は、ＤＮＡまたは染色体のテロメアである請求項１に記載の装置。
前記装置は、単一のデバイスまたは基板に集積される請求項１２に記載の装置。
前記試料ろ過装置は、入口流路、撹乱流路、加速チャンバまたはスリットを含むか、入口流路、生物学的に適合したマイクロフィルタ、又は出口流路を含むかのいずれかであるか、
前記プロービング前試料撹乱装置は、流路、１対のプレート、あるいは、上部流路および下部流路に前記流路を分離するために前記流路に配置されるスリットを備える１つのマイクロデバイスを含むか、
前記補給装置は、栄養または呼吸ガスを前記生体被験体に補給するか、
前記信号処理装置は、増幅器、ロックインアンプ、Ａ／Ｄ変換器、マイクロコンピュータ、マニピュレータ、ディスプレイまたはネットワーク接続を含むか
の少なくともいずれかである請求項１３に記載の装置。
生物学的に適合した流体は、前記生体被験体を分離するために前記撹乱流路に注入されるか、前記撹乱流路の入口から注入され、前記入口流路の壁の開口に送達される請求項３０に記載の装置。
前記生物学的に適合した流体は、生理食塩水、水、酸素を豊富に含む液体または血漿を含む請求項３１に記載の装置。
前記入口流路と前記撹乱流路との間の角度は、約０°〜約１８０°、約３０°〜約１５０°、約６０°〜約１２０°もしくは約７５°〜約１０５°または約９０°である請求項３０に記載の装置。
各前記流路の幅は約１ｎｍ〜約１ｍｍである請求項３０に記載の装置。
前記流路の少なくとも１つは、前記流路の側壁に取り付けられた１つ以上のプロービングデバイスを含み、前記各プロービングデバイスは、生体被験体の電気特性、磁気特性、電磁特性、熱特性、光学特性、音響特性、生物学特性、化学特性、物理化学特性、生物物理特性、生物物理化学特性、電子機械特性、電子化学特性、電子化学機械特性、生化学特性、生物機械特性、生物電子機械特性、生物電子化学特性、生物電子化学機械特性、物理特性または機械特性を微視的レベルで測定することができる請求項３０に記載の装置。
前記生物学的に適合したマイクロフィルタは、物理的大きさ、硬度、弾性、剪断強度、重量、表面特徴、光学特性、音響特性、熱特性、化学特性、機械特性、生物学特性、生化学特性、物理化学特性、生物物理特性、生物物理化学特性、電気特性、電子化学特性、磁気特性、電磁特性、電子機械特性、電子化学機械特性および電子化学生物学特性から選択される少なくとも１つの特性に基づいて、前記生体被験体をろ過することができる請求項３０に記載の装置。
前記電気特性は、表面電荷、表面電位、静止電位、活動電位、電圧、電流、電場分布、電荷分布、電気双極子、電気四重極子、３次元の電気雲または電荷雲の分布、ＤＮＡおよび染色体のテロメアでの電気特性、電気特性の動的変化、電位の動的変化、表面電荷の動的変化、電流の動的変化、電場の動的変化、電圧の動的変化、電気分布の動的変化、電子雲分布の動的変化またはインピーダンスであり、前記熱特性は、温度または振動周波数であり、前記光学特性は、光吸収、光伝送、光反射、光電気特性、輝度または蛍光発光であり、前記化学特性は、ｐＨ価、化学反応、生化学反応、生物電子化学反応、反応速度、反応エネルギー、酸素濃度、酸素消費速度、イオン強度、触媒挙動または結合力であり、前記物理特性は、密度または幾何学的大きさであり、前記音響特性は、周波数、音波速度、音響周波数、強度スペクトル分布、音響インテンシティ、音響吸収または音響共振であり、前記機械特性は、内圧、硬度、剪断強度、伸張強度、破壊応力、付着力、機械的共振周波数、弾性、塑性または圧縮性である請求項３５に記載の装置。
前記２つ以上のプロービングデバイスは、互いに所望の距離を空けて配置される請求項３５に記載の装置。
前記プロービング前試料撹乱装置は、電気信号、磁気信号、電磁信号、熱信号、光学信号、音響信号、生物学信号、化学信号、物理化学信号、電子機械信号、電子化学信号、電子化学機械信号、生化学信号、生物物理信号、生物物理機械信号、生物機械信号、生物電子機械信号、生物電子化学信号、生物電子化学信号、物理信号または機械信号を前記生体被験体に印加し、前記信号は、パルスまたは一定である請求項３０に記載の装置。
前記栄養は、生物学的に適合した強電解質もしくは弱電解質、アミノ酸、ミネラル、イオン、酸素、酸素を豊富に含む液体、点滴、ブドウ糖またはタンパク質を含み、前記呼吸ガスは酸素を含む請求項３０に記載の装置。
前記生体被験体は、血液、尿、唾液、涙液、生理食塩水または汗を含む請求項１に記載の装置。
生体被験体において疾患を検出するための装置であって、所望の速度および方向でプローブ体を放出する放出チャンバ、検出装置、プローブ体、検出要素、検査される前記生体被験体および前記プローブ体を輸送するための流路を含む装置。
前記放出チャンバは、前記プローブ体を放出するためのピストンと、前記プローブ体を誘導するための流路とを含む請求項４２に記載の装置。
前記検出装置または検出要素は、前記生体被験体の電気特性、磁気特性、電磁特性、熱特性、光学特性、音響特性、生物学特性、化学特性、電子機械特性、電子化学特性、電子化学機械特性、生化学特性、物理化学特性、生物物理特性、生物物理機械特性、生物機械特性、生物電子機械特性、生物電子化学特性、生物電子化学機械特性、物理特性または機械特性を微視的レベルで測定することができる請求項４２に記載の装置。
前記電気特性は、表面電荷、表面電位、静止電位、活動電位、電圧、電流、電場分布、電荷分布、電気双極子、電気四重極子、３次元の電気雲または電荷雲の分布、ＤＮＡおよび染色体のテロメアでの電気特性、電気特性の動的変化、電位の動的変化、表面電荷の動的変化、電流の動的変化、電場の動的変化、電圧の動的変化、電気分布の動的変化、電子雲分布の動的変化またはインピーダンスであり、前記熱特性は、温度または振動周波数であり、前記光学特性は、光吸収、光伝送、光反射、光電気特性、輝度または蛍光発光であり、前記化学特性は、ｐＨ価、化学反応、生化学反応、生物電子化学反応、反応速度、反応エネルギー、酸素濃度、酸素消費速度、イオン強度、触媒挙動または結合力であり、前記物理特性は、密度または幾何学的大きさであり、前記音響特性は、周波数、音波速度、音響周波数、強度スペクトル分布、音響インテンシティ、音響吸収または音響共振であり、前記機械特性は、内圧、硬度、剪断強度、伸張強度、破壊応力、付着力、機械的共振周波数、弾性、塑性または圧縮性である請求項４４に記載の装置。