JP3212997B2 - 酸素濃度の測定に使用する蛍光プローブ - Google Patents
酸素濃度の測定に使用する蛍光プローブInfo
- Publication number
- JP3212997B2 JP3212997B2 JP51407891A JP51407891A JP3212997B2 JP 3212997 B2 JP3212997 B2 JP 3212997B2 JP 51407891 A JP51407891 A JP 51407891A JP 51407891 A JP51407891 A JP 51407891A JP 3212997 B2 JP3212997 B2 JP 3212997B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluorescent probe
- tissue
- oxygen
- probe according
- fluorescent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
- A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
- A61B5/14556—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases by fluorescence
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
- A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
- A61B5/14555—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases specially adapted for the eye fundus
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
- A61B3/12—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for looking at the eye fundus, e.g. ophthalmoscopes
- A61B3/1241—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for looking at the eye fundus, e.g. ophthalmoscopes specially adapted for observation of ocular blood flow, e.g. by fluorescein angiography
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Pathology (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Hematology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は動物体液若しくは組織内の酸素濃度のインビ
ボ測定に使用する蛍光プローブ、より明確には動物体液
若しくは組織内に蓄積する注射可能な生体適合性蛍光プ
ローブを用いる酸素濃度レベルのインビボ測定に使用す
る蛍光プローブに関する。
ボ測定に使用する蛍光プローブ、より明確には動物体液
若しくは組織内に蓄積する注射可能な生体適合性蛍光プ
ローブを用いる酸素濃度レベルのインビボ測定に使用す
る蛍光プローブに関する。
発明の背景 医学及び生物学の分野に於て酸素が動物の代謝の必須
要素であるということは知られている。酸素供給は、心
筋、脳細胞及び他の神経細胞等、重要な活動を連続的に
行っている体内組織に於て特に重要である。動物組織内
の酸素濃度レベル測定方法を有することが望まれている
ことを強調する一つの例が網膜の疾患である。
要素であるということは知られている。酸素供給は、心
筋、脳細胞及び他の神経細胞等、重要な活動を連続的に
行っている体内組織に於て特に重要である。動物組織内
の酸素濃度レベル測定方法を有することが望まれている
ことを強調する一つの例が網膜の疾患である。
網膜血管病（retinal vascular disease）は米国内で
の失明の主要原因の一つであり、世界中を通しても視力
喪失の主原因である。網膜組織内の酸素付加（oxygenat
ion）の僅かな変化、特に組織低酸素症（tissue hypoxi
a）に於て顕著、が、一部の名を挙げるだけでも、糖尿
病性網膜症に於ける血管新生、支静脈（branch vein）
閉塞に続いて起こる血管新生、鎌状赤血球貧血性網膜
症、水晶体後方繊維増殖症（早期の網膜症）、及び網膜
血管系の高血圧性変化、等の病因の偶発要因（casual f
actors）と関係があるとされている。
の失明の主要原因の一つであり、世界中を通しても視力
喪失の主原因である。網膜組織内の酸素付加（oxygenat
ion）の僅かな変化、特に組織低酸素症（tissue hypoxi
a）に於て顕著、が、一部の名を挙げるだけでも、糖尿
病性網膜症に於ける血管新生、支静脈（branch vein）
閉塞に続いて起こる血管新生、鎌状赤血球貧血性網膜
症、水晶体後方繊維増殖症（早期の網膜症）、及び網膜
血管系の高血圧性変化、等の病因の偶発要因（casual f
actors）と関係があるとされている。
網膜血管病に於ける網膜酸素濃度の支配的な役割にも
抱らず、網膜組織内の酸素濃度診断の為のインビボ方法
は存在しない。更に、全網膜（panretinal）光凝固等の
網膜疾患に於ける網膜酸素付加に対する治療様式の利益
を評価する方法も存在しない。更に、網膜組織低酸素症
が網膜血管系内の変化に先行して起こるとされているこ
とから、疾患の早期診断並びに網膜組織及び血管内の不
可逆的変化以前の中間処置を行えるように網膜組織内の
酸素濃度レベルを測定することが望ましい。
抱らず、網膜組織内の酸素濃度診断の為のインビボ方法
は存在しない。更に、全網膜（panretinal）光凝固等の
網膜疾患に於ける網膜酸素付加に対する治療様式の利益
を評価する方法も存在しない。更に、網膜組織低酸素症
が網膜血管系内の変化に先行して起こるとされているこ
とから、疾患の早期診断並びに網膜組織及び血管内の不
可逆的変化以前の中間処置を行えるように網膜組織内の
酸素濃度レベルを測定することが望ましい。
一般に酸素は循環系により体内の網膜及び他の様々な
組織に運ばれている故に、多くの体内組織の酸素含有量
の試験及び分析は、体内の特定組織内及び周囲の血管の
存在及び（若しくは）活力（viability）並びにそれら
血管内での血液流れを検出することに慣習的に方向付け
られている。蛍光眼底血管造影法は、例えば米国特許出
願第3893447号（Hochheimer等）、第4249825号（Shapir
o）、第4304727号（Dean等）及び第4341223号（Lutz）
に記述されたようにインビボで血管の存在及び血液流れ
を検出する為によく用いられる一つの方法である。しか
しながらこれらの方法及び装置は血管の分析に限定され
ており、最良の場合でも周囲組織内の酸素濃度レベルの
間接的概算に過ぎない。
組織に運ばれている故に、多くの体内組織の酸素含有量
の試験及び分析は、体内の特定組織内及び周囲の血管の
存在及び（若しくは）活力（viability）並びにそれら
血管内での血液流れを検出することに慣習的に方向付け
られている。蛍光眼底血管造影法は、例えば米国特許出
願第3893447号（Hochheimer等）、第4249825号（Shapir
o）、第4304727号（Dean等）及び第4341223号（Lutz）
に記述されたようにインビボで血管の存在及び血液流れ
を検出する為によく用いられる一つの方法である。しか
しながらこれらの方法及び装置は血管の分析に限定され
ており、最良の場合でも周囲組織内の酸素濃度レベルの
間接的概算に過ぎない。
蛍光眼底血管造影法及び類似の蛍光法は、ある種の染
料は蛍光能力を有するという学識に基づいている。かか
る染料の蛍光を特定物質、通常消光剤と呼ぶ、を染料に
若しくは染料と共に添加することにより減光することが
できる。特定の消光剤に感受性を有することが知られて
いる蛍光染料をその特定消光剤の濃度の指示薬として用
いることができる。予め決定された波長を有する励起光
のビーム源に照射された場合に、指示染料はビーム源と
異なる波長を有しその光度が特定消光剤の濃度に反比例
する蛍光ビームを典型的に発する。
料は蛍光能力を有するという学識に基づいている。かか
る染料の蛍光を特定物質、通常消光剤と呼ぶ、を染料に
若しくは染料と共に添加することにより減光することが
できる。特定の消光剤に感受性を有することが知られて
いる蛍光染料をその特定消光剤の濃度の指示薬として用
いることができる。予め決定された波長を有する励起光
のビーム源に照射された場合に、指示染料はビーム源と
異なる波長を有しその光度が特定消光剤の濃度に反比例
する蛍光ビームを典型的に発する。
消光剤の濃度と蛍光強度の減少との関係はStern−Vol
merの関係として一般に知られており、これは以下のよ
うに表すことができる。
merの関係として一般に知られており、これは以下のよ
うに表すことができる。
F0/F＝１＋ｋ［Ｑ］ ここでF0は消光剤不在時の蛍光指示薬の蛍光強度であ
り、Ｆは消光剤存在時の蛍光指示薬の蛍光強度であり、
ｋはそれぞれの消光剤／蛍光指示薬体に特有の消光定数
であり、［Ｑ］は消光剤の濃度若しくは分圧である。
り、Ｆは消光剤存在時の蛍光指示薬の蛍光強度であり、
ｋはそれぞれの消光剤／蛍光指示薬体に特有の消光定数
であり、［Ｑ］は消光剤の濃度若しくは分圧である。
酸素消光に感受性のある幾つかの蛍光染料が知られて
おり、それらの使用法は、例えば、米国特許第4041932
号（Fostick）、第4476870号（Peterson等）、第458005
9号（Wolfbeis等）、第4861727号（Hauenstein等）、及
び“Oxygen Quenching of Pyrenebutyric Acid Fluores
cene in Water.A Dynamic Probe of the Microenvironm
ent,"Biochemistry,9（３）:464−73（1970）（W.M.Vau
ghan等）に記述されている。しかしながら蛍光指示薬を
用いるこれらの酸素濃度測定方法は、酸素濃度レベルの
インビトロ測定若しくは体液用のみのインビボ適用性に
限られている。更にこれらの体液、主に血液、測定の為
のインビボ方法は、体液若しくはその構成物をそれを通
して分析の為に観察若しくは採取することのできる移植
可能若しくは挿入可能なサンプリングチャンバーを必要
とする。体液内には蛍光指示薬は存在しないが、むしろ
サンプリングチャンバー内に含有される。更に、これら
のインビボ方法は身体組織内の酸素濃度の直接的測定は
全く提供しない。
おり、それらの使用法は、例えば、米国特許第4041932
号（Fostick）、第4476870号（Peterson等）、第458005
9号（Wolfbeis等）、第4861727号（Hauenstein等）、及
び“Oxygen Quenching of Pyrenebutyric Acid Fluores
cene in Water.A Dynamic Probe of the Microenvironm
ent,"Biochemistry,9（３）:464−73（1970）（W.M.Vau
ghan等）に記述されている。しかしながら蛍光指示薬を
用いるこれらの酸素濃度測定方法は、酸素濃度レベルの
インビトロ測定若しくは体液用のみのインビボ適用性に
限られている。更にこれらの体液、主に血液、測定の為
のインビボ方法は、体液若しくはその構成物をそれを通
して分析の為に観察若しくは採取することのできる移植
可能若しくは挿入可能なサンプリングチャンバーを必要
とする。体液内には蛍光指示薬は存在しないが、むしろ
サンプリングチャンバー内に含有される。更に、これら
のインビボ方法は身体組織内の酸素濃度の直接的測定は
全く提供しない。
先行技術の欠点を顧慮し、体液若しくは身体組織内の
酸素濃度レベルの直接的インビボ測定手段を提供するこ
とが所望される。
酸素濃度レベルの直接的インビボ測定手段を提供するこ
とが所望される。
発明の要約 本発明に従い、酸素消光に感受性があり既知の未消光
蛍光強度を有する生体適合性蛍光体プロープを、プロー
ブが体液若しくは若しくは組織内に蓄積するのに十分な
量で動物体内に注入し、体液若しくは組織を励起光にさ
らし、体液若しくは組織内のプローブからの蛍光発光強
度を測定して、体液若しくは組織の酸素濃度レベルを既
知の未消光蛍光強度及び測定された蛍光強度との比較に
より決定することからなる動物体液若しくは組織内の酸
素濃度レベルのインビボ測定に使用する蛍光プローブが
開示される。
蛍光強度を有する生体適合性蛍光体プロープを、プロー
ブが体液若しくは若しくは組織内に蓄積するのに十分な
量で動物体内に注入し、体液若しくは組織を励起光にさ
らし、体液若しくは組織内のプローブからの蛍光発光強
度を測定して、体液若しくは組織の酸素濃度レベルを既
知の未消光蛍光強度及び測定された蛍光強度との比較に
より決定することからなる動物体液若しくは組織内の酸
素濃度レベルのインビボ測定に使用する蛍光プローブが
開示される。
本方法は、好ましくは、適した溶液中のプローブの静
脈内若しくは腹腔内注射及び紫外線励起光を用いて遂行
される。
脈内若しくは腹腔内注射及び紫外線励起光を用いて遂行
される。
好ましい実施例の詳細な説明 酸素濃度レベルのインビボ測定方法は動物体液若しく
は組織のかかるレベルの測定一般に適応するけれども、
本発明の蛍光プローブが網膜中の酸素濃度レベルの測定
に用いられた特定の例により一つの方法が以下に記述さ
れ例証されている。しかしながら、本発明の蛍光プロー
ブを用いて他の体液及び組織の酸素濃度レベルを測定す
ることができることは、この開示により当業者に容易に
理解されるであろう。
は組織のかかるレベルの測定一般に適応するけれども、
本発明の蛍光プローブが網膜中の酸素濃度レベルの測定
に用いられた特定の例により一つの方法が以下に記述さ
れ例証されている。しかしながら、本発明の蛍光プロー
ブを用いて他の体液及び組織の酸素濃度レベルを測定す
ることができることは、この開示により当業者に容易に
理解されるであろう。
本発明によれば、動物体液若しくは組織内の酸素濃度
レベルのインビボ測定のを行うために、酸素消光に感受
性のある生体適合性蛍光プローブの使用する。酸素消光
に感受性のある数種の蛍光プローブ及びそれらの未消光
状態での光強度が強られている。しかしそれら蛍光指示
薬若しくはプローブの蛍光寿命は約10から20nsecの規模
で比較的短い。酸素が電子励起状態の強力な消光剤とし
て知られている一方で、それがかかる短寿命の蛍光に与
える影響は無視できる程度のものである。更に、動物体
液及び組織内の酸素分圧（PO2）が典型的に約０から700
mmHgの範囲に渡るので、酸素分子が衝突しそれにより効
果的蛍光崩壊（effective fluorescence decay）を消光
する時間を与える十分に長い蛍光寿命を有し消光効果が
量化され効果的に正常PO2値と識別できるように十分に
長い崩壊周期を示す酸素消光に感受性のある蛍光プロー
ブを有することが好ましい。
レベルのインビボ測定のを行うために、酸素消光に感受
性のある生体適合性蛍光プローブの使用する。酸素消光
に感受性のある数種の蛍光プローブ及びそれらの未消光
状態での光強度が強られている。しかしそれら蛍光指示
薬若しくはプローブの蛍光寿命は約10から20nsecの規模
で比較的短い。酸素が電子励起状態の強力な消光剤とし
て知られている一方で、それがかかる短寿命の蛍光に与
える影響は無視できる程度のものである。更に、動物体
液及び組織内の酸素分圧（PO2）が典型的に約０から700
mmHgの範囲に渡るので、酸素分子が衝突しそれにより効
果的蛍光崩壊（effective fluorescence decay）を消光
する時間を与える十分に長い蛍光寿命を有し消光効果が
量化され効果的に正常PO2値と識別できるように十分に
長い崩壊周期を示す酸素消光に感受性のある蛍光プロー
ブを有することが好ましい。
本発明によれば蛍光プローブは約70nsec以上の蛍光寿
命を有しているのが好ましく、約135nsecの蛍光寿命の
ものが現在好まれている。更に、体液及び組織に与える
損害を最少のものとし、もしあったとしても比較的僅か
な副作用であるように、蛍光プローブは生体適合性のも
のでなければならない。蛍光プローブの適した例にはピ
レン酪酸（Pyrenebutyric acid）若しくはその生体適合
性塩の形態が含まれる。ピレン酪酸は約135nsecという
比較的長い蛍光寿命を有し、動物体液及び組織内に典型
的に見られる生理的範囲内の酸素濃度により強力に消光
される。現時点ではピレン酪酸ナトリウムからなる蛍光
プローブが好まれるが、医学及び生物学に於ける当業者
は、上述した望ましい特性を有する他の生体適合性蛍光
プローブと同様に他の塩の形態のピレン酪酸を本発明に
従って用いることができることを理解するであろう。
命を有しているのが好ましく、約135nsecの蛍光寿命の
ものが現在好まれている。更に、体液及び組織に与える
損害を最少のものとし、もしあったとしても比較的僅か
な副作用であるように、蛍光プローブは生体適合性のも
のでなければならない。蛍光プローブの適した例にはピ
レン酪酸（Pyrenebutyric acid）若しくはその生体適合
性塩の形態が含まれる。ピレン酪酸は約135nsecという
比較的長い蛍光寿命を有し、動物体液及び組織内に典型
的に見られる生理的範囲内の酸素濃度により強力に消光
される。現時点ではピレン酪酸ナトリウムからなる蛍光
プローブが好まれるが、医学及び生物学に於ける当業者
は、上述した望ましい特性を有する他の生体適合性蛍光
プローブと同様に他の塩の形態のピレン酪酸を本発明に
従って用いることができることを理解するであろう。
本発明に従い、蛍光プローブの溶解特性並びに検査さ
れる体液若しくは組織のタイプ並びにその他の要素に依
存して他の賦形剤並びキャリアーを用いることができる
が、動物の身体への投与を容易にする為に蛍光プローブ
がジメチルスルホキシド（DMSO）若しくは生理食塩水等
の無毒溶液中に存在することが現時点で好まれている。
れる体液若しくは組織のタイプ並びにその他の要素に依
存して他の賦形剤並びキャリアーを用いることができる
が、動物の身体への投与を容易にする為に蛍光プローブ
がジメチルスルホキシド（DMSO）若しくは生理食塩水等
の無毒溶液中に存在することが現時点で好まれている。
蛍光プローブは溶液中のプローブの溶解度に依存して
溶液1mlにつき約50mgから約1000mgの量で溶液中に存在
することが好ましい。当業者はより高い若しくはより低
い蛍光プローブ濃度を使用することができることを理解
するであろうが、蛍光プローブがピレン酪酸ナトリウム
からなり無毒溶液がDMSOからなる一つの例に於ては、蛍
光プローブは溶液1mlにつき約250mgの量で溶液中に存在
する。
溶液1mlにつき約50mgから約1000mgの量で溶液中に存在
することが好ましい。当業者はより高い若しくはより低
い蛍光プローブ濃度を使用することができることを理解
するであろうが、蛍光プローブがピレン酪酸ナトリウム
からなり無毒溶液がDMSOからなる一つの例に於ては、蛍
光プローブは溶液1mlにつき約250mgの量で溶液中に存在
する。
蛍光プローブを検査される体液若しくは組織内に局部
的に注入することができる一方で、より単純でより全身
的な静脈若しくは腹腔注射を用いることが現時点で好ま
れている。本発明によれば、蛍光プローブは検査される
体液若しくは組織内にプローブが蓄積するのに十分な量
をもって動物体内に注入される。所望される蛍光プロー
ブの蓄積レベルは部分的に、体液若しくは組織内のプロ
ーブからの蛍光発光を測定する為の測定装置（以下に記
述）の能力若しくは感度に依存する。ある組織若しくは
体液内の蓄積レベルは、他の要素に加え、本発明に従う
投薬量に依存する。例えば、本発明に従い網膜組織内の
酸素濃度レベルの検出を望む場合には蛍光プローブは無
毒溶液中に存在し、当業者はこの開示によってより多く
の若しくはより少ない投薬量を用いることができること
を理解するであろうが、好ましくは体重1kgにつき約25m
gから約250mgの量で投与され、体重1kgにつき約150mg投
与されるのがより好ましい。
的に注入することができる一方で、より単純でより全身
的な静脈若しくは腹腔注射を用いることが現時点で好ま
れている。本発明によれば、蛍光プローブは検査される
体液若しくは組織内にプローブが蓄積するのに十分な量
をもって動物体内に注入される。所望される蛍光プロー
ブの蓄積レベルは部分的に、体液若しくは組織内のプロ
ーブからの蛍光発光を測定する為の測定装置（以下に記
述）の能力若しくは感度に依存する。ある組織若しくは
体液内の蓄積レベルは、他の要素に加え、本発明に従う
投薬量に依存する。例えば、本発明に従い網膜組織内の
酸素濃度レベルの検出を望む場合には蛍光プローブは無
毒溶液中に存在し、当業者はこの開示によってより多く
の若しくはより少ない投薬量を用いることができること
を理解するであろうが、好ましくは体重1kgにつき約25m
gから約250mgの量で投与され、体重1kgにつき約150mg投
与されるのがより好ましい。
蛍光プローブの全身性注射を避けることが望ましい場
合の本発明の代わりの具体例に於ては、プローブは角膜
及び他の上皮組織等に局所的に投与される。また本発明
の別の具体例に於ては、プローブは動物体内の予め決定
された組織タイプを標的としてプローブ送る手段を用い
て投与される。
合の本発明の代わりの具体例に於ては、プローブは角膜
及び他の上皮組織等に局所的に投与される。また本発明
の別の具体例に於ては、プローブは動物体内の予め決定
された組織タイプを標的としてプローブ送る手段を用い
て投与される。
かかる標的手段の一つの例は、動物体内への注入の為
に、リポソームを用いて周囲に膜を形成し蛍光プローブ
をカプセルに包み込むというものである。リポソーム
は、標的となる体液若しくは組織に対して特異親和性
（specific affinity）を示す種類の脂質からなること
が好ましい。例えばレチノールを基とするリポソームは
感光性であり、光に刺激されるとその含有物を放出す
る。本発明に従い、リポソーム内に含有される蛍光プロ
ーブを、例えば目を標的として送り、光にさらされない
身体の他の部分ではプローブの放出を実質的に避ける一
方で目に入る光がプローブの放出を引き起こすというよ
うにかかるリポソームを用いることができる。
に、リポソームを用いて周囲に膜を形成し蛍光プローブ
をカプセルに包み込むというものである。リポソーム
は、標的となる体液若しくは組織に対して特異親和性
（specific affinity）を示す種類の脂質からなること
が好ましい。例えばレチノールを基とするリポソームは
感光性であり、光に刺激されるとその含有物を放出す
る。本発明に従い、リポソーム内に含有される蛍光プロ
ーブを、例えば目を標的として送り、光にさらされない
身体の他の部分ではプローブの放出を実質的に避ける一
方で目に入る光がプローブの放出を引き起こすというよ
うにかかるリポソームを用いることができる。
蛍光プローブが動物体内に投与されると、蛍光プロー
ブは検査されることが望まれる体液若しくは組織内に蓄
積される。如何なる特定の理論に束縛される意図なく、
出願人はピレン環の疎水性に起因してピレン酪酸若しく
はその生体適合性塩の形態が膜構造内に蓄積するものと
考えている。加えて、ピレン酪酸若しくはその塩の形態
はたんぱく室に結合する。それ故、本発明の蛍光プロー
ブは時間を与えられれば、検査される動物の組織及び体
液内に蓄積する。例えば網膜組織内の酸素濃度レベルの
測定が所望される場合、網膜組織内に蛍光プローブが蓄
積するのに必要とされる時間は一般におよそ１時間であ
る。プローブが他の体液若しくは組織に蓄積するのに必
要とされる時間は、体液若しくは組織の種類及び密度並
びにプローブ注入箇所からのアクセシビリティによって
変化する。
ブは検査されることが望まれる体液若しくは組織内に蓄
積される。如何なる特定の理論に束縛される意図なく、
出願人はピレン環の疎水性に起因してピレン酪酸若しく
はその生体適合性塩の形態が膜構造内に蓄積するものと
考えている。加えて、ピレン酪酸若しくはその塩の形態
はたんぱく室に結合する。それ故、本発明の蛍光プロー
ブは時間を与えられれば、検査される動物の組織及び体
液内に蓄積する。例えば網膜組織内の酸素濃度レベルの
測定が所望される場合、網膜組織内に蛍光プローブが蓄
積するのに必要とされる時間は一般におよそ１時間であ
る。プローブが他の体液若しくは組織に蓄積するのに必
要とされる時間は、体液若しくは組織の種類及び密度並
びにプローブ注入箇所からのアクセシビリティによって
変化する。
蛍光プローブが体液若しくは組織内に存在すると共
に、体液若しくは組織は次にプローブを蛍光させる為に
励起光にさらされる。本発明のプローブによる測定は、
励起光手段及び測定手段（以下に記述）にアクセスでき
る殆ど全ての体液若しくは組織に適用することができる
と信じられている。例えば検査される組織が網膜組織を
含む場合には、励起光及び測定手段は目の比較的透明な
成分を通して身体の外側から操作することができる。他
の体液及び組織は、例えば、励起光及び発光が送達され
受け取られる製品化されたファイバーオプチック装置を
用いて検査することができる。
に、体液若しくは組織は次にプローブを蛍光させる為に
励起光にさらされる。本発明のプローブによる測定は、
励起光手段及び測定手段（以下に記述）にアクセスでき
る殆ど全ての体液若しくは組織に適用することができる
と信じられている。例えば検査される組織が網膜組織を
含む場合には、励起光及び測定手段は目の比較的透明な
成分を通して身体の外側から操作することができる。他
の体液及び組織は、例えば、励起光及び発光が送達され
受け取られる製品化されたファイバーオプチック装置を
用いて検査することができる。
励起光は蛍光プローブの励起状態を誘発させるのに十
分な波長からなるべきであり、その崩壊が蛍光発光を生
じる。励起光は紫外光を出す能力のある適切な励起フィ
ルターを装備した水銀ランプ若しくはキセノンストロボ
スコープ等の励起手段により生ぜられることが好まし
い。蛍光プローブがピレン酪酸若しくはその生体適合性
塩の形態からなる場合には、励起光は25nmの帯域を有す
る約340nmの波長であることが好ましい。
分な波長からなるべきであり、その崩壊が蛍光発光を生
じる。励起光は紫外光を出す能力のある適切な励起フィ
ルターを装備した水銀ランプ若しくはキセノンストロボ
スコープ等の励起手段により生ぜられることが好まし
い。蛍光プローブがピレン酪酸若しくはその生体適合性
塩の形態からなる場合には、励起光は25nmの帯域を有す
る約340nmの波長であることが好ましい。
蛍光プローブがピレン酪酸若しくはその生体適合性塩
からなる場合には、励起光に反応して体内組織若しくは
体液内の蛍光プローブにより発せられる蛍光は一般に約
400nm以上の波長を有する。この発光は、例えば測定装
置に約400nm以上の発光波長を通過させる発光フィルタ
ーを用いて全ての反射励起光から分離することができ
る。
からなる場合には、励起光に反応して体内組織若しくは
体液内の蛍光プローブにより発せられる蛍光は一般に約
400nm以上の波長を有する。この発光は、例えば測定装
置に約400nm以上の発光波長を通過させる発光フィルタ
ーを用いて全ての反射励起光から分離することができ
る。
測定手段は体液若しくは組織内の蛍光プローブから発
せられた光の比強度を測定する能力を有しているべきで
ある。修正眼底カメラ、シリコン−増感−標的チューブ
カメラ（SIT）、光ダイオードアレイ及び光電子増倍管
等の他の装置を本発明により用いることができるが、適
した測定手段の一つの例は、COHUモデル4815CCDカメ
ラ、DAGE増感CCDカメラモデル72I若しくはPhotometrics
社Star One ChilledCCDカメラ等の高利得（high−gai
n）低ノイズ電荷結合素子（CCD）カメラを含む市販オプ
チカル検出器からなる。
せられた光の比強度を測定する能力を有しているべきで
ある。修正眼底カメラ、シリコン−増感−標的チューブ
カメラ（SIT）、光ダイオードアレイ及び光電子増倍管
等の他の装置を本発明により用いることができるが、適
した測定手段の一つの例は、COHUモデル4815CCDカメ
ラ、DAGE増感CCDカメラモデル72I若しくはPhotometrics
社Star One ChilledCCDカメラ等の高利得（high−gai
n）低ノイズ電荷結合素子（CCD）カメラを含む市販オプ
チカル検出器からなる。
人間の眼は比高強度を識別するのは比較的不得手であ
るので、例えばApple Macintosh、IBM AT、或いはJand
el ScienificのJAVAソフトウェアパック、Media Cybern
eticsのImagePro、NHIのImage等のカメラのフィールド
内の光強度をフィルターし平均化し量化する適したソフ
トウェア及びハードウェアを有する互換性のマイクロプ
ロセッサー、を用いてカメラの出力をデジタル化する手
段により測定装置を更に装備することが望ましい。加え
て、カメラからのデジタル化された出力は、例えばソフ
トウェアの内容範囲内で予め決められたルックアップ表
（LUT）との比較により処理されることができ、さもな
ければデジタル化された値は、蛍光強度と体液若しくは
組織内に存在する酸素濃度レベルとの関係を表す特有の
等式に当てはめられる。
るので、例えばApple Macintosh、IBM AT、或いはJand
el ScienificのJAVAソフトウェアパック、Media Cybern
eticsのImagePro、NHIのImage等のカメラのフィールド
内の光強度をフィルターし平均化し量化する適したソフ
トウェア及びハードウェアを有する互換性のマイクロプ
ロセッサー、を用いてカメラの出力をデジタル化する手
段により測定装置を更に装備することが望ましい。加え
て、カメラからのデジタル化された出力は、例えばソフ
トウェアの内容範囲内で予め決められたルックアップ表
（LUT）との比較により処理されることができ、さもな
ければデジタル化された値は、蛍光強度と体液若しくは
組織内に存在する酸素濃度レベルとの関係を表す特有の
等式に当てはめられる。
前に論述されたように、体液及び組織内の酸素分圧に
対応する範囲に於て、蛍光強度は酸素濃度と反比例の関
係にある。この関係はStern−Volmerの関係により表さ
れる。Stern−Volmer消光定数若しくは酸素分子とプロ
ーブ分子との間の拡散制御された衝突の速度定数（ｋ）
は生理的プロセスをより良く反映するように酸素分圧の
点から等式Ｉに示されるように書き直すことができる。
対応する範囲に於て、蛍光強度は酸素濃度と反比例の関
係にある。この関係はStern−Volmerの関係により表さ
れる。Stern−Volmer消光定数若しくは酸素分子とプロ
ーブ分子との間の拡散制御された衝突の速度定数（ｋ）
は生理的プロセスをより良く反映するように酸素分圧の
点から等式Ｉに示されるように書き直すことができる。
F0/F＝１＋∝kqPO2 （Ｉ） ここで、F0は酸素消光の無い場合の蛍光プローブの蛍
光強度であり、Ｆは酸素消光がある場合の蛍光プローブ
の蛍光強度であり、∝は特定の種類の体液若しくは組織
に特有の酸素のブンゼン溶解度係数であり、kqは蛍光プ
ローブの消光定数であり、PO2は酸素分圧である。もし
その組織若しくはタイプのブンゼン溶解度係数が分から
なければ、下の例２に例証されているように問題とされ
ている組織若しくは液体タイプの測定を行い検量線若し
くは標準曲線を作成することにより決定することができ
る。プローブがピレン酪酸若しくはその塩からなる場合
には、消光定数（kq）は1.5×10-3/mm Hg O2である。
光強度であり、Ｆは酸素消光がある場合の蛍光プローブ
の蛍光強度であり、∝は特定の種類の体液若しくは組織
に特有の酸素のブンゼン溶解度係数であり、kqは蛍光プ
ローブの消光定数であり、PO2は酸素分圧である。もし
その組織若しくはタイプのブンゼン溶解度係数が分から
なければ、下の例２に例証されているように問題とされ
ている組織若しくは液体タイプの測定を行い検量線若し
くは標準曲線を作成することにより決定することができ
る。プローブがピレン酪酸若しくはその塩からなる場合
には、消光定数（kq）は1.5×10-3/mm Hg O2である。
発光強度が量化されると、図１から５に見られるよう
に結果を図式的に示すか、或いは例えばデジタル化され
た出力を高解像度のモニターに送るか若しくは例えば様
々な蛍光強度の擬色イメージを提供する為に蛍光強度レ
ベルを予め決定された色にデジタル結合するかして視覚
的に表示することができる。
に結果を図式的に示すか、或いは例えばデジタル化され
た出力を高解像度のモニターに送るか若しくは例えば様
々な蛍光強度の擬色イメージを提供する為に蛍光強度レ
ベルを予め決定された色にデジタル結合するかして視覚
的に表示することができる。
本発明に重要なことではないが、検査される組織若し
くは体液を映し出す特定の装置により、視覚的異常を修
正する為の方法を提供することが所望される場合があ
る。例えば本発明に従い網膜眼底の酸素濃度レベルが分
析される場合、本願開示により当業者により決定され得
る修正は、眼底の異なる部分による吸収の部分的差異と
同様にUV励起光による眼底の照明の空間的差異をも修正
する為のハードウェア若しくはソフトウェアにより為さ
れるべきである。
くは体液を映し出す特定の装置により、視覚的異常を修
正する為の方法を提供することが所望される場合があ
る。例えば本発明に従い網膜眼底の酸素濃度レベルが分
析される場合、本願開示により当業者により決定され得
る修正は、眼底の異なる部分による吸収の部分的差異と
同様にUV励起光による眼底の照明の空間的差異をも修正
する為のハードウェア若しくはソフトウェアにより為さ
れるべきである。
実施例 本発明はこれより以下の特定の非制限的例に関して更
により詳細に説明される。
により詳細に説明される。
例１ ピレン酪酸（５グラム）を沸騰したクロロホルム（35
0ml）中に溶かしワットマンろ紙を通してろ過すること
により、ピレン酪酸からピレン酪酸ナトリウムを調製し
た。沸騰した95％エタノール（200ml）中のNaOH（0.7グ
ラム）を熱いろ液に添加し攪拌した。得られた溶液を暗
所で保存し温度を室温まで下げた。溶液を再度ろ過し室
温のクロロホルム（100ml）をろ液に添加した。溶液の
温度を２時間の間０℃に下げた。沈殿したピレン酪酸ナ
トリウムをろ過によりリクレームし、低温クロロホルム
で２回洗浄して結晶をブフナーフィルター上で乾燥させ
た。次に、ピレン酪酸ナトリウム溶液をDMSO中のピレン
酪酸ナトリウム溶液（250mg/ml）として注射用に調整
し、細菌汚染物を除去する為に0.22μｍの孔経を有する
殺菌フィルターを通してろ過した。
0ml）中に溶かしワットマンろ紙を通してろ過すること
により、ピレン酪酸からピレン酪酸ナトリウムを調製し
た。沸騰した95％エタノール（200ml）中のNaOH（0.7グ
ラム）を熱いろ液に添加し攪拌した。得られた溶液を暗
所で保存し温度を室温まで下げた。溶液を再度ろ過し室
温のクロロホルム（100ml）をろ液に添加した。溶液の
温度を２時間の間０℃に下げた。沈殿したピレン酪酸ナ
トリウムをろ過によりリクレームし、低温クロロホルム
で２回洗浄して結晶をブフナーフィルター上で乾燥させ
た。次に、ピレン酪酸ナトリウム溶液をDMSO中のピレン
酪酸ナトリウム溶液（250mg/ml）として注射用に調整
し、細菌汚染物を除去する為に0.22μｍの孔経を有する
殺菌フィルターを通してろ過した。
例２ ピレン酪酸ナトリウムの網膜細胞に対する親和性を観
察する為に、生きている蛙の網膜を受容器（receptor）
からビトレラ（vitrella）表面まで薄切りにし、全ての
網膜層の側面が明らかになるように薄片を横向きにし
た。薄片をピレン酪酸ナトリウム（100μＭ）を含むリ
ンガー溶液中で培養し、340nmの紫外線（25nm半帯域
幅）を照射した。蛍光発光が400−420nmで観察され、蛍
光像をCCDカメラによって捕らえた。カメラの出力をIBM
ATのクローンマイクロプロセッサーを用いてデジタル
化し、結果として得られた像を記憶させた。薄片の片端
を通気したリンガー溶液で灌流し、酸素ミクロカソード
を用いた測定では100μＭのピレン酪酸ナトリウムは網
膜層内のPO2プロフィールに影響を与えないことが分か
った。
察する為に、生きている蛙の網膜を受容器（receptor）
からビトレラ（vitrella）表面まで薄切りにし、全ての
網膜層の側面が明らかになるように薄片を横向きにし
た。薄片をピレン酪酸ナトリウム（100μＭ）を含むリ
ンガー溶液中で培養し、340nmの紫外線（25nm半帯域
幅）を照射した。蛍光発光が400−420nmで観察され、蛍
光像をCCDカメラによって捕らえた。カメラの出力をIBM
ATのクローンマイクロプロセッサーを用いてデジタル
化し、結果として得られた像を記憶させた。薄片の片端
を通気したリンガー溶液で灌流し、酸素ミクロカソード
を用いた測定では100μＭのピレン酪酸ナトリウムは網
膜層内のPO2プロフィールに影響を与えないことが分か
った。
網膜薄片をガラス器具つまり下部を灌流チャンバーに
より、受容器及びビトレラ表面を顕微鏡載物ガラスによ
り、上部をカバーガラスにより固定した。薄片の左切片
のみを酸素含有灌流液にさらした。グルコース含有リン
ガー溶液中にグルコースを混入させることによりPO2を
０にしたリンガー溶液を用いて薄片の切片を灌流した。
次に酸素の無い時の組織の平均光強度を記録し、デジタ
ル化された薄片像に於けるそれぞれの絵画素の位置の為
のF0値を求めた。
より、受容器及びビトレラ表面を顕微鏡載物ガラスによ
り、上部をカバーガラスにより固定した。薄片の左切片
のみを酸素含有灌流液にさらした。グルコース含有リン
ガー溶液中にグルコースを混入させることによりPO2を
０にしたリンガー溶液を用いて薄片の切片を灌流した。
次に酸素の無い時の組織の平均光強度を記録し、デジタ
ル化された薄片像に於けるそれぞれの絵画素の位置の為
のF0値を求めた。
網膜組織に特有のブンセン溶解度係数を得る為に、最
初に暗流（光の照射のない時にCCD配列中に存在する電
流）を引き算し、酸素が無い絵画素値（F0）を絵画素ご
とに酸素が存在する時の蛍光薄片の絵画素配列（Ｆ）で
割った。次のこの割り算の結果を酸素ミクロカソードを
接線の方向にそれぞれの網膜層内の灌流側からPO2値が
０のところまで動かすことにより得たPO2値と比較し
た。F0/FとPO0間の直線回帰（linear regression）によ
り、下記の表１に示されるように、それぞれの網膜層の
∝Kq値を得、それにより等式Ｉに従いPO2を算出するこ
とを得た。
初に暗流（光の照射のない時にCCD配列中に存在する電
流）を引き算し、酸素が無い絵画素値（F0）を絵画素ご
とに酸素が存在する時の蛍光薄片の絵画素配列（Ｆ）で
割った。次のこの割り算の結果を酸素ミクロカソードを
接線の方向にそれぞれの網膜層内の灌流側からPO2値が
０のところまで動かすことにより得たPO2値と比較し
た。F0/FとPO0間の直線回帰（linear regression）によ
り、下記の表１に示されるように、それぞれの網膜層の
∝Kq値を得、それにより等式Ｉに従いPO2を算出するこ
とを得た。
網膜組織を通じた及び網膜組織内の定常状態PO2の表
面プロットの結果が、酸素が網膜層内で消費される時及
び層の間を拡散する時の灌流側からのPO2の減少を示す
図１に図式的に説明されている。
面プロットの結果が、酸素が網膜層内で消費される時及
び層の間を拡散する時の灌流側からのPO2の減少を示す
図１に図式的に説明されている。
この技術の信頼性は、酸素ミクロカソードを用いて得
られたPO2値を、蛍光プローブから由来したPO2値と直線
回帰的に比較することにより決定された。測定係数（co
efficient of determination,R2）0.9715が観察され、
この信頼性の結果は図２に図式的に説明されている。こ
れらの結果は本発明の蛍光プローブが、網膜組織酸素レ
ベルを時空的に評価するのに有効な非消費的方法を提供
することを示している。
られたPO2値を、蛍光プローブから由来したPO2値と直線
回帰的に比較することにより決定された。測定係数（co
efficient of determination,R2）0.9715が観察され、
この信頼性の結果は図２に図式的に説明されている。こ
れらの結果は本発明の蛍光プローブが、網膜組織酸素レ
ベルを時空的に評価するのに有効な非消費的方法を提供
することを示している。
例３ 動物網膜組織の酸素濃度レベルをインビボ測定する為
に、映像装置を以下の様に設置しそれは図３に図式的に
説明されている。網膜眼底を適切な倍率を用いて複合顕
微鏡で映像化し、角膜による反射を紫外線伝導ガラスで
作られた眼底レンズにより消した。顕微鏡を、高圧水銀
ランプを光源として用いるシャッター付き上蛍光システ
ム（shuttered epifluorescence system）、タングステ
ン光源を用い明視野可視光にて網膜眼底を観察できる光
路内のペリクル（pellicle），励起フィルター（340nm
ピーク、25nm帯域）、400nm未満の波長を網膜眼底に反
射し400nm以上の発光波長を顕微鏡に接続された高利得
低ノイズ電荷結合素子CCDカメラに送るダイクロイック
ミラー、の追加により修正した。CCDカメラの出力をIBM
ATクローンコンピュータを用いてデジタル化し、出力
を高解像度RGBモニターに送った。デジタル化された光
強度を比酸素濃度に転換した。
に、映像装置を以下の様に設置しそれは図３に図式的に
説明されている。網膜眼底を適切な倍率を用いて複合顕
微鏡で映像化し、角膜による反射を紫外線伝導ガラスで
作られた眼底レンズにより消した。顕微鏡を、高圧水銀
ランプを光源として用いるシャッター付き上蛍光システ
ム（shuttered epifluorescence system）、タングステ
ン光源を用い明視野可視光にて網膜眼底を観察できる光
路内のペリクル（pellicle），励起フィルター（340nm
ピーク、25nm帯域）、400nm未満の波長を網膜眼底に反
射し400nm以上の発光波長を顕微鏡に接続された高利得
低ノイズ電荷結合素子CCDカメラに送るダイクロイック
ミラー、の追加により修正した。CCDカメラの出力をIBM
ATクローンコンピュータを用いてデジタル化し、出力
を高解像度RGBモニターに送った。デジタル化された光
強度を比酸素濃度に転換した。
例４ 例１の方法により調製したピレン酸ナトリウムを体重
1kgにつき250mgの投与量で１回の静脈若しくは腹腔注射
を用いアルビノラットに投与した。網膜組織内の酸素プ
ローブ濃度レベルは１時間後に安定した。ラットを腹腔
ネンブタール（50mg/kg）で麻酔した。市販の瞳孔散大
薬を用い瞳孔を膨張させた。その動物の鼻及び口にマス
クをかぶせ、ラットに異なるレベルの呼吸酸素を与えた
際に例３の装置を用いてラット網膜眼底部分の平均PO2
を測定した。この処置の結果は図４に図式的に説明され
ており、本発明の酸素プローブが異なる代謝条件に於け
る網膜PO2のインビボ測定法を提供することを証明す
る。
1kgにつき250mgの投与量で１回の静脈若しくは腹腔注射
を用いアルビノラットに投与した。網膜組織内の酸素プ
ローブ濃度レベルは１時間後に安定した。ラットを腹腔
ネンブタール（50mg/kg）で麻酔した。市販の瞳孔散大
薬を用い瞳孔を膨張させた。その動物の鼻及び口にマス
クをかぶせ、ラットに異なるレベルの呼吸酸素を与えた
際に例３の装置を用いてラット網膜眼底部分の平均PO2
を測定した。この処置の結果は図４に図式的に説明され
ており、本発明の酸素プローブが異なる代謝条件に於け
る網膜PO2のインビボ測定法を提供することを証明す
る。
例５ 例４の手順に従い、アルビノラットにピレン酸ナトリ
ウムを注射し、麻酔をかけ、瞳孔を膨張させた。網膜血
管の明分野検査の間に観察されたような網膜血管を分枝
させる能力のある眼圧（IPO）を急激に増加（１秒未
満）させることによりラット網膜を乏血（ischemic）に
した。図５に示されているように、IOPの急激な増加に
続いてPO2が０ PO2に向かい指数的に減少した。PO2は
圧力の解放と共に指数的に回復し、同様の条件の下で観
察された血流測定でのそれと類似したオーバーシュート
を証明した。網膜組織に於ける酸素濃度レベルのこの減
少及び回復は、緑内障等の病状に於ける網膜酸素消費量
の全体測定（gross measure）を得るためにこの方法を
用いることができることを示している。
ウムを注射し、麻酔をかけ、瞳孔を膨張させた。網膜血
管の明分野検査の間に観察されたような網膜血管を分枝
させる能力のある眼圧（IPO）を急激に増加（１秒未
満）させることによりラット網膜を乏血（ischemic）に
した。図５に示されているように、IOPの急激な増加に
続いてPO2が０ PO2に向かい指数的に減少した。PO2は
圧力の解放と共に指数的に回復し、同様の条件の下で観
察された血流測定でのそれと類似したオーバーシュート
を証明した。網膜組織に於ける酸素濃度レベルのこの減
少及び回復は、緑内障等の病状に於ける網膜酸素消費量
の全体測定（gross measure）を得るためにこの方法を
用いることができることを示している。
例６ 全網膜光凝固、（PRP）、の網膜PO2に対する効果を調
査する為に、アルビノラット網膜の一部に制限光凝固レ
ーザーバーン（50μｍ、500mW、0.5秒継続）を数多く受
けさせた。PRPの二日後、光凝固部分を横切ってPO2レベ
ルを測定する為にラットを例４の手順にかけた。結果は
光凝固部分を横切って測定したPO2レベルを示す図６に
グラフにより図式的に説明されている。図説されている
ようにPO2レベルは光凝固域全体で増加し、これは網膜P
O2に対するPRPの有益的効果が本発明の蛍光プローブを
用いることにより直接観察できることを示している。
査する為に、アルビノラット網膜の一部に制限光凝固レ
ーザーバーン（50μｍ、500mW、0.5秒継続）を数多く受
けさせた。PRPの二日後、光凝固部分を横切ってPO2レベ
ルを測定する為にラットを例４の手順にかけた。結果は
光凝固部分を横切って測定したPO2レベルを示す図６に
グラフにより図式的に説明されている。図説されている
ようにPO2レベルは光凝固域全体で増加し、これは網膜P
O2に対するPRPの有益的効果が本発明の蛍光プローブを
用いることにより直接観察できることを示している。
前の記述から、本発明が動物体液若しくは組織中の酸
素濃度レベルを直接測定する蛍光プローブに提供するこ
とが理解されよう。本発明の蛍光プローブは、眼科学、
心臓学、胃腸病学、肺学、腫瘍学、及び生きている動物
体液及び組織の酸素濃度レベルの知識がその特定の組織
若しくは体液の代謝速度及び活力に関する有益な情報を
提供することができる他の分野に於ける診断及び治療に
有益であるということができる。例えば、火傷をした、
そうでなければ外傷を受けた組織の酸素濃度レベルは損
傷の程度を示すものである。更に、本発明の蛍光プロー
ブを用いることにより腫瘍細胞に典型的な代謝速度の増
加を評価することができ、例えば眼及び身体の他の部分
のガン組織の早期発見及び診療をすることができる。本
発明の使用を例証する他の例は、酸素含有量に反映され
る高高度若しくは重力（Ｇ）ストレスの眼及び他の組織
に対する影響を測定するものである。また本発明を全身
性若しくは眼性薬剤の組織酸素付加に対する影響を測定
する為にも用いることができる。更なる他の使用法がこ
の開示により医学及び生物学分野の当業者により認識さ
れるであろう。
素濃度レベルを直接測定する蛍光プローブに提供するこ
とが理解されよう。本発明の蛍光プローブは、眼科学、
心臓学、胃腸病学、肺学、腫瘍学、及び生きている動物
体液及び組織の酸素濃度レベルの知識がその特定の組織
若しくは体液の代謝速度及び活力に関する有益な情報を
提供することができる他の分野に於ける診断及び治療に
有益であるということができる。例えば、火傷をした、
そうでなければ外傷を受けた組織の酸素濃度レベルは損
傷の程度を示すものである。更に、本発明の蛍光プロー
ブを用いることにより腫瘍細胞に典型的な代謝速度の増
加を評価することができ、例えば眼及び身体の他の部分
のガン組織の早期発見及び診療をすることができる。本
発明の使用を例証する他の例は、酸素含有量に反映され
る高高度若しくは重力（Ｇ）ストレスの眼及び他の組織
に対する影響を測定するものである。また本発明を全身
性若しくは眼性薬剤の組織酸素付加に対する影響を測定
する為にも用いることができる。更なる他の使用法がこ
の開示により医学及び生物学分野の当業者により認識さ
れるであろう。
本発明をその精神若しくは本質的性質から離れること
なく他の特有の形態に具体化することができ、それ故、
発明の範囲を示している前述の明細書よりはむしろ添付
された請求の範囲に対し参照がなされるべきである。
なく他の特有の形態に具体化することができ、それ故、
発明の範囲を示している前述の明細書よりはむしろ添付
された請求の範囲に対し参照がなされるべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−63842（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−198528（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 5/145 G01N 21/64 G01N 21/78
Claims (11)
- 【請求項１】酸素消光に感受性があり既知の未消光蛍光
強度を有する生体適合性蛍光体よりなり、動物の組織内
に蓄積するのに十分な量の蛍光プローブであって、動物
の身体に投与して該組織を励起光にさらし、該組織内の
プローブからの蛍光発光強度を測定し、該組織の酸素濃
度レベルを既知の未消光蛍光強度及び測定された蛍光強
度との比較して動物体組織内の酸素濃度の測定を行うの
に使用される蛍光プローブ。 - 【請求項２】約70nsec以上の蛍光寿命を有する請求項１
に記載の蛍光プローブ。 - 【請求項３】約135nsecの蛍光寿命を有する請求項２に
記載の蛍光プローブ。 - 【請求項４】ピレン酪酸若しくはその生体適合性塩の形
態からなる請求項１に記載の蛍光プローブ。 - 【請求項５】ピレン酪酸ナトリウムからなる請求項１に
記載の蛍光プローブ。 - 【請求項６】溶液中に存在する請求項１に記載の蛍光プ
ローブ。 - 【請求項７】溶液がジメチルスルホキシドもしくは生理
食塩水からなる請求項６に記載の蛍光プローブ。 - 【請求項８】溶液1mlに付き約250mgから約1000mgの量で
溶液中に存在する請求項６に記載の蛍光プローブ。 - 【請求項９】動物体内の予め決められた組織を標的とす
る標的手段中に存在する請求項１に記載の蛍光プロー
ブ。 - 【請求項１０】標的手段がリポソームである請求項９に
記載の蛍光プローブ。 - 【請求項１１】リポソームが感光性リポソームである請
求項10に記載の蛍光プローブ。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US567,486 | 1984-01-03 | ||
| US07/567,486 US5186173A (en) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | Method for in vivo measurement of oxygen concentration levels |
| PCT/US1991/005007 WO1992003086A1 (en) | 1990-08-14 | 1991-07-16 | In vivo measurement of oxygen concentration levels |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06503487A JPH06503487A (ja) | 1994-04-21 |
| JP3212997B2 true JP3212997B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=24267364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51407891A Expired - Fee Related JP3212997B2 (ja) | 1990-08-14 | 1991-07-16 | 酸素濃度の測定に使用する蛍光プローブ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5186173A (ja) |
| EP (1) | EP0543896A4 (ja) |
| JP (1) | JP3212997B2 (ja) |
| KR (1) | KR930701130A (ja) |
| CA (1) | CA2088587C (ja) |
| WO (1) | WO1992003086A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013534614A (ja) * | 2010-03-25 | 2013-09-05 | モコン・インコーポレーテッド | 発光寿命に基づく分析物検出装置及び校正技術 |
| KR102253048B1 (ko) * | 2019-04-25 | 2021-05-17 | 주식회사 케이티앤지 | 에어로졸 생성 장치의 충전 시스템 |
| KR102636268B1 (ko) | 2019-04-29 | 2024-02-16 | 필립모리스 프로덕츠 에스.에이. | 이동 가능하게 부착된 마우스피스를 갖는 에어로졸 발생 장치 |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5203328A (en) * | 1991-07-17 | 1993-04-20 | Georgia Tech Research Corporation | Apparatus and methods for quantitatively measuring molecular changes in the ocular lens |
| US5284139A (en) * | 1991-12-30 | 1994-02-08 | Abbot Laboratories | Hemometrix temperature compensation |
| US5515864A (en) * | 1994-04-21 | 1996-05-14 | Zuckerman; Ralph | Method and apparatus for the in vivo measurement of oxygen concentration levels by the indirect determination of fluoescence lifetime |
| US7255851B2 (en) * | 1994-07-01 | 2007-08-14 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Non-invasive localization of a light-emitting conjugate in a mammal |
| DE19648935B4 (de) * | 1996-11-26 | 2008-05-15 | IMEDOS Intelligente Optische Systeme der Medizin- und Messtechnik GmbH | Vorrichtung und Verfahren zur Untersuchung von Gefäßen |
| US6337993B1 (en) | 1997-02-27 | 2002-01-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Blood flow measuring apparatus |
| US6149589A (en) * | 1998-03-26 | 2000-11-21 | Universite De Montreal | On-line and real-time spectroreflectometry measurement of oxygenation in a patient's eye |
| US5919132A (en) * | 1998-03-26 | 1999-07-06 | Universite De Montreal | On-line and real-time spectroreflectometry measurement of oxygenation in a patient's eye |
| US6592847B1 (en) * | 1998-05-14 | 2003-07-15 | The General Hospital Corporation | Intramolecularly-quenched near infrared flourescent probes |
| IL125614A (en) * | 1998-07-31 | 2003-01-12 | Amiram Grinvald | System and method for non-invasive imaging of retinal function |
| US6701168B1 (en) | 1999-10-14 | 2004-03-02 | Trustees Of The University Of Pennsylvania | Apparatus for measuring an oxygen concentration gradient and method of use thereof |
| US6395555B1 (en) | 1999-10-14 | 2002-05-28 | David F. Wilson | Method and apparatus for determining the effect of a drug on cells |
| CA2387492C (en) * | 1999-10-14 | 2012-07-10 | The Trustees Of The University Of Pennsylvania | Apparatus for measuring an oxygen concentration gradient and method of use thereof |
| US7383076B2 (en) * | 2000-11-27 | 2008-06-03 | The General Hospital Corporation | Fluorescence-mediated molecular tomography |
| US20030044353A1 (en) * | 2001-01-05 | 2003-03-06 | Ralph Weissleder | Activatable imaging probes |
| JP3787634B2 (ja) * | 2003-06-06 | 2006-06-21 | 国立大学法人 東京大学 | 生体内物質の濃度計測方法及び濃度計測装置 |
| DE102005036410A1 (de) * | 2005-07-29 | 2007-02-01 | Biocam Gmbh | Verfahren zur Ermittlung der Sauerstoffpartialdruckverteilung in zumindest einem Gewebeflächenabschnitt, insbesondere Hautgewebeflächenabschnitt |
| US8129105B2 (en) | 2006-04-13 | 2012-03-06 | Ralph Zuckerman | Method and apparatus for the non-invasive measurement of tissue function and metabolism by determination of steady-state fluorescence anisotropy |
| EP2345995B1 (en) * | 2006-04-18 | 2015-07-01 | GE Healthcare Bio-Sciences Corp. | Method for investigating live cells |
| WO2008092095A2 (en) * | 2007-01-25 | 2008-07-31 | Madden Kathleen S | Protein kinase c gamma as a biomarker for neuropsychological and cognitive functions in the central nervous system |
| WO2008157359A2 (en) * | 2007-06-15 | 2008-12-24 | Norbert Massie | Method and apparatus for imaging an eye of a small animal |
| DK2244741T3 (en) | 2008-01-18 | 2015-05-26 | Visen Medical Inc | Fluorescent imaging agents |
| EP2296532B1 (en) | 2008-04-24 | 2018-10-31 | Bioptigen, Inc. | Optical coherence tomography (oct) imaging systems having adaptable lens systems and related methods and computer program products |
| JP6554089B2 (ja) * | 2013-03-19 | 2019-07-31 | サージセンス コーポレイション | 組織酸素化の測定用の器具、システムおよびメソッド |
| JP7057926B1 (ja) * | 2021-03-26 | 2022-04-21 | 株式会社汀線科学研究所 | 蛍光測定装置 |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3893447A (en) * | 1973-06-04 | 1975-07-08 | Univ Johns Hopkins | Simultaneous angiography of the separate retinal and choroidal circulations |
| US3915564A (en) * | 1974-09-12 | 1975-10-28 | Zeiss Stiftung | Retinal image-display system |
| US4041932A (en) * | 1975-02-06 | 1977-08-16 | Fostick Moshe A | Method for monitoring blood gas tension and pH from outside the body |
| DE2508637C3 (de) * | 1975-02-28 | 1979-11-22 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V., 3400 Goettingen | Anordnung zur optischen Messung von Blutgasen |
| GB1564315A (en) * | 1976-04-01 | 1980-04-10 | Secr Defence | Method and apparatus for measuring retinal blood flow |
| DE2632556C2 (de) * | 1976-07-20 | 1984-09-20 | Max Planck Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen | Lichtzuführung für eine Vorrichtung zur optischen Messung von Stoffkonzentrationen |
| DE2632710C3 (de) * | 1976-07-21 | 1979-11-08 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V., 3400 Goettingen | Anordnung zur optischen Messung von Stoffkonzentrationen |
| US4213678A (en) * | 1977-09-29 | 1980-07-22 | Retina Foundation | Scanning ophthalmoscope for examining the fundus of the eye |
| US4249825A (en) * | 1979-05-14 | 1981-02-10 | The Trustees Of Boston University | Method and apparatus suitable for ocular blood flow analysis |
| US4304720A (en) * | 1980-04-30 | 1981-12-08 | Merck & Co., Inc. | Fluorescein esters and ethers and the preparation thereof |
| US4423931A (en) * | 1980-09-09 | 1984-01-03 | Shapiro Jerrold M | Fundus camera accessory for analysis of the ocular fundus contour |
| US4341223A (en) * | 1981-02-04 | 1982-07-27 | Lutz Lauralee A | Fluoresceable composition and method of determining fluid flow |
| US4412543A (en) * | 1981-04-09 | 1983-11-01 | Xanar, Inc. | Apparatus for determining the concentration of a fluorescent material in an eye |
| US4350676A (en) * | 1981-05-21 | 1982-09-21 | Laties Alan M | Ophthalmic use of carboxyfluorescein |
| US4476870A (en) * | 1982-03-30 | 1984-10-16 | The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services | Fiber optic PO.sbsb.2 probe |
| DE3245939C2 (de) * | 1982-12-11 | 1985-12-19 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Vorrichtung zur Erzeugung eines Bildes des Augenhintergrundes |
| AT390840B (de) * | 1983-06-08 | 1990-07-10 | Avl Verbrennungskraft Messtech | Verfahren zur fluorimetrischen bestimmung der konzentration von in einer substanz enthaltenen stoffen und anordnung zur durchfuehrung dieses verfahrens |
| AU579420B2 (en) * | 1984-10-17 | 1988-11-24 | Vbg Produkter Ab | Apparatus for matching the brake pressure of vehicle combinations to the actual load |
| US4753958A (en) * | 1985-02-07 | 1988-06-28 | University Of Cal | Photochemotherapy of epithelial diseases with derivatives of hematoporphyrins |
| US4810655A (en) * | 1985-07-03 | 1989-03-07 | Abbott Laboratories | Method for measuring oxygen concentration |
| US4861727A (en) * | 1986-09-08 | 1989-08-29 | C. R. Bard, Inc. | Luminescent oxygen sensor based on a lanthanide complex |
| US4891043A (en) * | 1987-05-28 | 1990-01-02 | Board Of Trustees Of The University Of Illinois | System for selective release of liposome encapsulated material via laser radiation |
| US4947850A (en) * | 1988-03-11 | 1990-08-14 | Trustees Of The University Of Pennsylvania | Method and apparatus for imaging an internal body portion of a host animal |
| US4947856A (en) * | 1988-10-26 | 1990-08-14 | Abbott Laboratories | Fluid pressure monitoring and flow control apparatus |
-
1990
- 1990-08-14 US US07/567,486 patent/US5186173A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-07-16 WO PCT/US1991/005007 patent/WO1992003086A1/en not_active Application Discontinuation
- 1991-07-16 CA CA002088587A patent/CA2088587C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-07-16 JP JP51407891A patent/JP3212997B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-07-16 KR KR1019930700413A patent/KR930701130A/ko not_active Application Discontinuation
- 1991-07-16 EP EP9191915007A patent/EP0543896A4/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013534614A (ja) * | 2010-03-25 | 2013-09-05 | モコン・インコーポレーテッド | 発光寿命に基づく分析物検出装置及び校正技術 |
| KR102253048B1 (ko) * | 2019-04-25 | 2021-05-17 | 주식회사 케이티앤지 | 에어로졸 생성 장치의 충전 시스템 |
| KR102636268B1 (ko) | 2019-04-29 | 2024-02-16 | 필립모리스 프로덕츠 에스.에이. | 이동 가능하게 부착된 마우스피스를 갖는 에어로졸 발생 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06503487A (ja) | 1994-04-21 |
| KR930701130A (ko) | 1993-06-11 |
| WO1992003086A1 (en) | 1992-03-05 |
| CA2088587A1 (en) | 1992-02-15 |
| EP0543896A1 (en) | 1993-06-02 |
| EP0543896A4 (en) | 1994-10-19 |
| US5186173A (en) | 1993-02-16 |
| CA2088587C (en) | 2001-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3212997B2 (ja) | 酸素濃度の測定に使用する蛍光プローブ | |
| Dysli et al. | Fluorescence lifetime imaging ophthalmoscopy | |
| Mordon et al. | Indocyanine green: physicochemical factors affecting its fluorescencein vivo | |
| Keane et al. | Retinal imaging in the twenty-first century: state of the art and future directions | |
| US7949387B2 (en) | Method for evaluating relative oxygen saturation in body tissues | |
| Sauer et al. | Fluorescence lifetime imaging ophthalmoscopy (FLIO) of macular pigment | |
| Cunha-Vaz et al. | Characterization of the early stages of diabetic retinopathy by vitreous fluorophotometry | |
| JPH09512446A (ja) | 定常状態でのルミネセンスの存続時間による分析物の検出 | |
| Holz et al. | Simultaneous confocal scanning laser fluorescein and indocyanine green angiography | |
| BG65173B1 (bg) | Флуоресцентно контрастно средство за близка инфрачервена област на спектъра и флуоресцентно изобразяване | |
| JP2009533160A (ja) | 定常状態の蛍光異方性を測定することで組織機能と代謝の非侵襲計測をする方法および装置 | |
| Rechtman et al. | An update on retinal circulation assessment technologies | |
| JP2007277576A (ja) | 生理的機能の測定方法 | |
| Dysli et al. | Fluorescence lifetime imaging in retinal artery occlusion | |
| NO328630B1 (no) | Naer infrarodt, fluorescerende kontrastmiddel og fluorescensavbildning | |
| Rovati et al. | Autofluorescence methods in ophthalmology | |
| Stepinac et al. | Light-induced retinal vascular damage by Pd-porphyrin luminescent oxygen probes | |
| Jung et al. | Longitudinal adaptive optics fluorescence microscopy reveals cellular mosaicism in patients | |
| US8332007B2 (en) | Quantitative three-dimensional mapping of oxygen tension | |
| Ricardi et al. | Fluorescein angiography | |
| Stolwijk et al. | Corneal autofluorescence in diabetic and penetrating keratoplasty patients as measured by fluorophotometry | |
| Chen et al. | Blood-ocular barriers | |
| Cunha-Vaz et al. | Studies on retinal blood flow: I. Estimation of human retinal blood flow by slit-lamp fluorophotometry | |
| Zuckerman et al. | Optical mapping of inner retinal tissue PO2 | |
| Yoshida et al. | Effect of vitreous detachment on vitreous fluorophotometry |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |