JP2013539045A - ラマン分光法のための照射チャンバー - Google Patents

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Abstract

本発明は、不透明な平行六面体の形態で提供されることを特徴とし、(a)垂直壁の1つにおける、試料を導入するためのハッチと、(b)底壁における、第一の穴、および励起放射線を提供するための光源を取り付けるための手段(4)、および励起放射線のための焦点を確定するために励起放射線の収束を可能にするレンズ(22)と、(c)垂直壁または当該底壁上の、第二の穴、およびラマン散乱光の検出を可能にするセンサーを取り付けるための手段とを有する、ラマン分光法によって試料を分析するためのチャンバーであって、当該取り付け手段(4)が、分析チャンバー内での焦点の高さの調節を可能にするために励起放射線の当該焦点を垂直軸に沿って変えるための調節手段(8)を含む、前記チャンバーに関する。

Description

本発明は、ラマン分光法によって試料の性質をモニターする分野に関する。特に、本発明は、病院薬局において即座に調合される製品の分析的品質管理(AQC)のために特に使用することができる。
実際に、法的なインサイチューAQC概念による「治療物体(OT)の証明書」は、関心対象の分子のパラメータ、同一性、純度、および濃度を保証することを目的としている。これらの製品は、高付加価値であり得(例えば、モノクローナル抗体など)、または使用上の注意を必要とし得る(例えば、化学療法を対象とする製品の場合の細胞毒性など)。
最良の場合において、この分析は、迅速であるべきであり(結果として、数分で、かつ患者への灌流の前に行われる)、試料に対して影響を及ぼさず、かつ管理目的で試料採取されるべき試料を必要とし得ない(試料によっては、破壊せずに試料を採取することができない)。
この点を踏まえ、ラマン分光法は、以下のある一定の利点を提供する。
- 治療物体の完全性の尊重：試料を取り出したり破壊したりしない
- 治療物体の障壁に影響されない、直接/即座の分析
- 周囲環境での分析の実施
- 容器、ビヒクル、関心対象の分子の分光シグネチャの同時取得
- 法的AQC原則に適合する極めて高い迅速性(2分未満)/機能的な融通性、すなわち、患者へのOTの投与の直前。この対応の速さは、「不適合」宣言されたOTの再調合も可能にする。
- 消耗品の使用または製造廃棄物が発生しない：環境保護および持続可能な発展
- 顕著な特異度(分析評価を必要とする)
- 参考の分離法に比べて、実践が比較的簡単
- 比較的低い金融資産投資(数万ユーロ)
- 低いメンテナンスコスト：わずかな可動部品、モーターなど
- CPCI (注射可能物質または化学療法の病院または非病院生産のための装置)において使用可能な機器サイズ
- 広範囲な潜在的用途
- 水はラマン分光法においてほぼ全く散乱せず、「リファレンススペクトル」として有用
ラマン技術を使用することにより、関心対象の分子を運搬するビヒクル(NaCl 0.9％、G5％、注射用の水など)を非浸入的に同定することも可能となる。
ラマン分光法の原理は、以下の通りであり、すなわち、強力な単色光源(レーザー)の放射線が光ファイバーに通され、分析する試料に焦点が合わされ、その励起が引き起こされる。試料によって散乱された光は、センサーによって収集され、その後、光ファイバーによって分光器(モノクロメーター)に送られる。これは検出器に連結されており、次いで、検出器が試料に関するデータを供給し、当該データは、後はコンピュータによって処理されるだけである。一般的に、散乱した光は、180°または90°のどちらかにおいて収集される。
リファレンスのスペクトルとの比較により、試料中に存在する製品の性質、その濃度、ならびに任意の不純物の存在の特徴づけが可能となる。
ラマン分光法は、レーザービームの焦点を試料の小さい部分に合わせ、その結果数立方ミクロンの体積に基づくこの試料の特性の研究を可能にする、局所的測定技術である。
この技術は、ゼラチンカプセルまたは注射溶液を、特にブラスチック瓶中で直接分析するために既に使用されている。
AQCの実践のために病院環境において生じる特有の問題は、調べられるべき治療物体の、その組成ならびに容器の性質および形態の両方における、多様性である。実際には、これらの治療物体は、注射液が関係する場合、(様々な容量の)シリンジ、潅流バッグ、瓶、ビーカーもしくは同様の器、アンプル、または携帯用注入器の中に存在し得る。
携帯用注入器は、化学療法におけるゆっくりとした連続的灌流を可能にするための軽量で使い捨てのデバイスである。化学療法製品は、剛性容器内に収められた柔軟なバルーンタンク内に収容されている。
多種多様な治療物体およびそれらの形状は、これらの物体へのラマン分光法の容易な適用を可能にするシステムの可用性を必要とする。さらに、病院薬局は、多くの治療物体を調合するので、励起光源のパラメータ化の実施が困難を伴わないで、ある物体を別の物体へと迅速に交換することができなければならない。最後に、オペレーターも、レーザービームまたは散乱光へのいかなる曝露からも保護されるべきである。
したがって、本発明は、
不透明平行六面体の形態であることを特徴とし、
(a)垂直壁のうちの1つにおける、試料を導入するためのハッチと、
(b)底壁における、第一の穴、および励起放射線を供給するための光源を締結するための手段(4)、および当該励起放射線の焦点を確定するために励起放射線の収束を可能にするレンズと、
(c)垂直壁または底壁における、第二の穴およびラマン散乱光の検出を可能にするセンサーを締結するための手段と
を有する、ラマン分光法によって試料を分析するためのチャンバーであって、
当該締結手段(4)が、分析チャンバー内での焦点の高さの調節を可能にするために、垂直軸に沿って励起放射線の当該焦点を変更することを可能にする調節手段(8)を含む、前記チャンバーに関する。
「垂直」、「底」という用語は、試料を分析するためにチャンバーを使用する際に、チャンバーが適所に優先して設置される方式に関連している。事実上、これは、試料を導入するためのハッチが、第一の壁に位置されているということを明確に意味する。第一の穴、および励起放射線を供給するための光源を締結するための手段(4)、および励起放射線の焦点を確定するために当該励起放射線の収束を可能にするレンズ(22)は、第二の壁に位置し、したがって、第一の壁に対して直角(垂直)である。
第二の穴およびラマン散乱光の検出を可能にするセンサーの締結手段は、第二の壁に平行でない(向かい合っていない)壁に位置する。
この態様において、光源(レーザーヘッド)およびレンズは、本発明によるチャンバーの底壁に配置される。その結果、光は、底部から上部へと送られる。この態様は、第一の穴の上方の、底壁のベースプレート上に配置された試料の特徴づけが可能となるので、好ましい。
しかしながら、同じく本発明の一部を形成する他の態様では、レーザーのヘッドを側面に位置させることが可能であり(第一の穴は、チャンバーの側壁にある)、このことは、事実上、チャンバーの使用の際にチャンバーを「転回」するということを意味する。試料の異なる点におけるラマンデータを取得するために、数個のレーザーヘッドを設置することも可能である。しかしながら、この場合、励起後に散乱された光を各検出器が特定のヘッドによって検出するためには、異なる検出器の間で干渉のないことを確認すべきである。
周知のように、ラマン分光法は、励起後の試料によって散乱した光を、励起レーザービームの軸から一般的に90°または180°で収集し分析することを意味する。好ましい態様において、第二の穴は、第一の穴と組み合わされる。
この態様において、散乱光は、180°で収集される。この態様では、締結手段(4)およびセンサーの締結手段も組み合わされる。それらは、2つの光ファイバーを有する(一方は、レーザーヘッドによる光を運び、もう一方は、試料によって散乱された光をモノクロメーターおよび検出器へと送る)。
試験すべき治療物体、および特に容器の厚さが非常に多種多様であるため、励起光の焦点が、試料中にあるように、すなわち治療物体の容器のおよそ1cm上方に位置するように、励起光の焦点を移動させることが可能であるべきである。この距離は、特に、容器に関連する「エッジ効果」の回避を可能にする。
上記において言及されたように、レーザー(平行な単色光源)は、分析されるべき少量の試料への光ビームの収束を可能にするレンズに連結されている。オペレーターはレンズと収束点との距離を知っており、これはレンズの焦点長によって表される。
一態様において、締結手段(4)は、光源(レーザーヘッド)およびレンズの両方を一緒に移動させることを可能にする。
別の態様において、レーザーヘッドが、分析チャンバーの底壁に対して固定され、レンズのみが垂直軸に沿って移動することができる。
好ましい態様において、光源およびレンズの締結手段(4)は、チャンバーの底壁に締結された遮光スリーブを含む。
ある特定の態様において、このスリーブは、照射チャンバーの底壁にネジ留めされている。この態様では、スリーブを固定した後のベースプレートの平坦さを維持するため、ネジを導入するための凹部をベースプレートに機械加工することができる。
当該スリーブの遮光性は、不透明材料(例えば、ポリカーボネートなど)で製造することによって得られる。これにより、周囲光による光ビームへの混入の回避とオペレーターの保護の両方が可能となる。
特定の態様において、可動式アセンブリ(これは、光源およびレンズが一緒に取り付けられている場合はこれら2つの要素であり、またはレンズ単独である)の調節手段は、ミリメートルネジを含む。したがって、ミリメートルネジの使用により、非常に正確に垂直軸上を移動できなければならない要素の移動が可能となる。このように、100分の1ミリメートル内の位置決めを可能にするミリメートルネジの使用が可能である。ミリメートルネジの原理は、ネジの回転運動から並進運動を誘導することである。ネジのピッチは、ネジの精度(ネジの各回転に対する並進運動)を確定することを可能にする。
好ましい態様において、このネジは、ネジの動作、すなわち可動式アセンブリの動作を知ることを可能にするカウンターに関連付けられており、したがって、本発明によるチャンバー内での焦点の高さに等しい。
実例として、レンズの焦点長が20mmであり、可動式アセンブリが、カウンターの0点でチャンバーのベースプレートと同一平面であると想定する。これは、光の焦点がベースプレート20mm上方に位置することを意味する。
1mm厚のプラスチック容器内に存在する試料の分析が目的の場合は、ベースプレートの上方11mm(試料のおよそ1cm内側)に焦点を得ることが必要であり、これはしたがって、移動式対象物を9mm下げることを意味する。
当該試料が、厚さ3mmのシリンジ内に存在する場合は、可動式対象物を7mm下げる。したがって、当業者は、可動式対象物に対して為されるべき調節を、レンズの焦点長、および治療物体の性質、および特に容器の厚さの関数として決定する。
本発明によるチャンバー(ラマン照射チャンバー)は、脚部を備えるフレーム上に締結され得る。
このフレームも、フレームに対するチャンバーの高さの調節を可能にする手段を備え得る(例えば、ネジジャッキによる調節可能な送り)。この場合、ベースプレートが完全に水平であることを確認するために、チャンバーが平坦さの測定手段、例えば水平器などを備えることは有利であり得る。
チャンバーの壁は、任意の不透明材料から機械加工される。異なる壁は、異なる材料で作製され得ることに留意されたい。好ましい態様において、少なくともベースプレートに対しては、可能な限りベースプレート上の起伏による凹凸を回避することによって最も可能な程度の平坦さを保証することを可能にする材料が使用される。したがって、ポリカーボネート材料または炭素材料を使用することが可能である。本発明によるチャンバーの壁の厚さは、当業者によって規定され、それは、概して0.5cmを超え、かつ一般に数センチメートルを超えない。したがって、1cm厚の炭素の壁を使用することが可能である。
チャンバーの不透明性により、ラマン分光測定を実施する場合に周囲光によるものであろう測定妨害を回避することが可能である。それは、オペレーターを保護することも可能にする。
試料を本発明によるチャンバー内に導入するためのハッチは、任意の種類であってもよい。ただし、一度閉じられたら、チャンバーの不透明性を維持することが重要である。したがって、この目的のために密封が提供され得る。
したがって、ハッチは、側壁に沿ってギロチン様式で(上部から底部へ、または底部から上部へ)摺動し得る。ハッチは、(動力化された、またはされていない)蝶番のシステムまたはラックにより開けられ得る。戻りシステム(例えば、バネなど)を構想することも可能であり、これにより、試料が適所に配置された後のハッチの閉鎖においてオペレーターを補助することが可能となる。ハッチは、任意の方法(磁石、フックなど)によって閉じた位置に締結され得る。
本発明は、
(a)第一の穴に対して垂直でありかつ第二の穴と向かい合う、本発明のチャンバーのベースプレート上に試料を配置する工程、
(b)励起放射線の焦点を、試料中、当該容器のおよそ1cm上方に位置決めするために、調節手段(8)を作動させる工程、
(c)励起放射線を放射して、ラマン散乱光を検出する工程
を含む、容器内に存在する試料を分析する方法にも関する。
明らかなように、励起放射線は、締結手段(4)に固定された光源によって放射される。
明らかなように、ラマン散乱光の検出は、当該チャンバーにおけるセンサーの締結手段に固定されたセンサーにより実施される。
お分かりのように、この方法は、試料が液体溶液の場合に特に有用であり、当該容器は、シリンジ、灌流バック、瓶、ビーカーもしくは同様の器、アンプル、携帯用注入器から選択される。
別の態様において、当該方法は、固体である試料において実践され、当該容器は、ゼラチンカプセル、カプセル、固体被覆から選択される。
しかしながら、容器を用いない固体試料、特にタブレットにおいてこの方法を実践することも可能である。この態様も本発明の枠組みに含まれる。
一態様において、励起放射線は、1秒間〜1分間の持続時間で放射される。
励起時間はオペレーターによって確定され、特にレーザーのパワーおよび分析される試料の性質に依存する。
分析品質を高めるために、試料は、多くの場合、多数回において励起放射線に晒され、各励起に対して収集されたデータの平均が取られる。
本発明が、概して、携帯用注入器の内容物を特徴づけるためのラマン分光法の使用も包含することに留意されたい。
本発明は、概して、実施例において説明されるような、癌処置を特徴づけるためのラマン分光法の使用も包含する。
本発明による、締結手段および調節手段の態様の断面図を表す。光源の締結手段(4)が、スリーブの形態で見て取れ、ならびに調節手段(8)がミリメートルネジの形態で見て取れる。ネジによる締結を可能にする穴(14)も見て取れる。 図1に示された手段の平面図を表す。3つのネジ穴(14)が明確に見て取れ、同様にレンズ(22)の位置も見て取れる。光源は、レンズ(22)の背後に位置している。センサーもレンズ(22)と同じ場所に位置し得る。 本発明により適用可能な締結手段(4)および調節手段(8)の概略図を示す。ミリメートルネジ(8)(サムホイールおよびネジピッチ)が見て取れ、同様に、レーザーヘッド、レンズ(22)、および場合によりセンサーを収容しているスリーブ(4)も見て取れる。エネルギー源からレーザーヘッドへの光の到達を可能にする光ファイバー(15)の被覆物も表されている。さらに、これにはセンサーによって受光された散乱光をモノクロメーターおよび検出器へと送るための第二光ファイバーも収容され得る。 本発明によるチャンバーを表す。チャンバーの底壁に固定された締結手段(4)および調節手段(8)が表されており、同様に光ファイバー(15)の被覆物も表されている。
実施例1-オキシアザホスホリン(イホスファミド)への適用
手順
ハードウェア：Kaiser Optical(登録商標) RXN1 785nm ラマン分光計
レーザー：785nm-パワー450mW
取得期間：1分間(チャンバー)
・5範囲点(0−1−5−10−15−20mg/mL)(3×)
・3CQ(2−8−16mg/mL)(6×)
・3灌流バック(2−4−6mg/mL)(3×)
・2種の希釈溶媒：NaCl0.9％およびG5％
3日間の検証
HPLCプロトコル：同一(同じ試料)
結果
直線ピークの強度の範囲は、濃度の関数として得られる(1〜20mg/mL)；r2>0.99(n＝9)；有意な勾配(P＜0.001−F検定)。リファレンスの勾配のばらつきは、＜5％の範囲であり、データの日内再現性および日間再現性が認められる。
これらの結果は、この技術がオキシアザホスホリンに対して適用可能であることを示している。
実施例II-アントラサイクリン(イホスファミド)への適用
実施例1と同じハードウェアを使用する。
NaCl 0.9％またはグルコース5％のビヒクル中のドキソルビシンおよびエピルビシンのシリンジ用AQCのためのラマン分光法(SR)の適用
この分子は、エピマー化を示す：すなわち、糖質部分の4番目の炭素原子の立体配置が逆であり、UVスペクトルは同じ(λmax 254nm)。
得られた結果は、良好な直線性から、使用されているビヒクルにかかわらず、ラマン分光法によって2つの製品の溶液中での濃度を測定することが可能となることを示している。
さらに、ドキソルビシンの2つの特徴的波長(465cm-1および350cm-1)が認められ、エピルビシンとの区別が可能となる。
さらに、観察されるスペクトルの性質から、使用されているビヒクルの区別も可能となる。
実施例III−携帯用注入器への適用
実施例1と同じハードウェアを使用する。
携帯用注入器の課題は、注入器に一度導入されてしまった試料の試料採取は、注入器を壊さないかぎり不可能なことである。さらに、試料を囲む2つの容器の存在が、励起シグナルの強度を減じる(各容器は、励起エネルギーの一部を吸収する)。
2つの容器の存在にもかかわらず、ラマン分光法により、携帯用注入器に収容される製品の性質を適格と認定することが可能であること示すことができた。

Claims (10)

  1. 不透明平行六面体の形態をとることを特徴とし、試料を分析するための使用の間、
    (a)垂直壁の1つにおける、該試料を導入するためのハッチと、
    (b)底壁における、第一の穴、および励起放射線を供給するための光源を締結するための手段(4)、および該励起放射線の焦点を確定するために該励起放射線の収束を可能にするレンズ(22)と、
    (c)垂直壁または前記底壁における、第二の穴、およびラマン散乱光の検出を可能にするセンサーを締結するための手段と
    を有する、ラマン分光法によって試料を分析するためのチャンバーであって、
    前記締結手段(4)が、分析チャンバー内での前記焦点の高さの調節を可能にするために、垂直軸に沿って前記励起放射線の該焦点を変更することを可能にする調節手段(8)を含む、
    前記チャンバー。
  2. 第二の穴が、第一の穴と組み合わされていることを特徴とする、請求項1記載の分析チャンバー。
  3. 締結手段(4)が、焦点での励起放射線の収束を可能にするレンズ(22)と光源とを一緒に移動させることを可能にすることを特徴とする、請求項1または2記載の分析チャンバー。
  4. 締結手段(4)が、焦点での励起放射線の収束を可能にするレンズ(22)を移動させることを可能にし、光源が、分析チャンバーの底壁に対して固定されていることを特徴とする、請求項1または2記載の分析チャンバー。
  5. 光源およびレンズ(22)の締結手段(4)が、チャンバーの底壁に締結された遮光スリーブを含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項記載の分析チャンバー。
  6. 励起放射線の焦点の変更を可能にする調節手段(8)が、ミリメートルネジを含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項記載の分析チャンバー。
  7. (a)第一の穴に対して垂直でありかつ第二の穴と向かい合う、請求項1〜6のいずれか一項記載のチャンバーのベースプレート上に、試料を配置する工程、
    (b)締結手段(4)に固定された光源によって放射された励起放射線の焦点を、試料中、容器のおよそ1cm上方に位置決めするために、調節手段(8)を作動させる工程、
    (c)励起放射線を放射させて、チャンバーのセンサーの締結手段に固定されたセンサーによりラマン散乱光を検出する工程
    を含む、容器内に存在する試料を分析する方法。
  8. 前記試料が液体溶液であり、かつ容器が、シリンジ、灌流バック、瓶、ビーカーもしくは同様の器、アンプル、携帯用注入器(試料を収容する第二の柔軟な内部容器を収容する第一の密封された外部容器を含む)から選択されることを特徴とする、請求項7記載の方法。
  9. 前記試料が固体であり、かつ容器が、ゼラチンカプセル、カプセル、固体被覆から選択されることを特徴とする、請求項7記載の方法。
  10. 励起放射線が、1秒間〜1分間の持続時間で放射されることを特徴とする、請求項8〜9のいずれか一項記載の方法。
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