JP4381705B2 - 経皮的分析物抽出システムと分析システムおよび経皮的分析物抽出方法と分析方法 - Google Patents
経皮的分析物抽出システムと分析システムおよび経皮的分析物抽出方法と分析方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、経皮的分析物抽出システムと分析システムおよび経皮的分析物抽出方法と分析方法に関するものであり、特に、生体組織中の分析物を経皮的に非侵襲または最小の侵襲度で抽出する経皮的分析物抽出システムと方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
臨床検査においては、採血によって得られた血液中の物質の量や存在を測定することによって行われることが一般的である。糖尿病の患者は自分で１日に数回程度血糖値を測定し、この血糖値に基づいてインスリンの投与量を決定したり、食事制限や運動量等を決定する自己血糖管理を行ったりしている。このように糖尿病患者は１日に数回程度血糖値を測定する必要がある。通常、血糖値の測定は穿刺具等を用いて採取した血液試料から測定されており、患者への肉体的苦痛や負担は決して少なくない。このような観点から、採血を伴わず患者への負担の少ない簡易検査が強く望まれている。
【０００３】
このような要望に答えるため、血液を採取することなく非侵襲的に生体組織内の分析物を抽出して分析物の量や濃度を測定する方法が開発されてきている。このような測定方法の一例として、リバースイオントフォレシス法とよばれる方法がある。
リバースイオントフォレシス法は、電気エネルギーを皮膚に付与することによって経皮的に分析物を抽出する方法（例えば、特許文献１、特許文献２）である。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第５２７９５４３号明細書
【特許文献２】
国際公開第９６／０００１１０号パンフレット
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したリバースイオントフォレシス法を採用した測定方法や装置には、皮膚への電気エネルギーの付与開始（通電開始）から長時間が経過しなければ分析物の抽出量が安定しないという問題点があった。例えばシグナス社から発売されているグルコウォッチでは、装置を平衡状態にさせるために実際の測定の開始前に装置を３時間程装着する必要がある。
この出願の発明者は鋭意研究を重ねた結果、分析物の抽出量が長時間安定しない原因を究明したので、以下に説明する。
【０００６】
図１は従来の経皮的分析物抽出システムの内部構成を説明する説明図である。
経皮的分析物抽出システム１は陽極用チャンバー１１、陰極用チャンバー１４、陽極１２、陰極１５、抽出物収集物質１３、１６および電源１７から構成される。１８は被験者の皮膚、２０は生体内部である。陽極用チャンバー１１および陰極用チャンバー１４が皮膚１８に載置される。陽極用チャンバー１１内には陽極１２および抽出物収集物質１３が収容され、陰極用チャンバー１４内には陰極１５および抽出物収集物質１６が収容されている。陽極１２および陰極１５は電源１７に接続されている。電源１７は定電流電源である。
【０００７】
電源１７が電流の供給を開始すると、経皮的分析物抽出システム１は、図２に示す電気回路を構成する。この図において、皮膚１８の電気抵抗値をＲｅｐ、生体内部２０の電気抵抗値をＲｓｕｂとしている。
次に、部分２２を拡大して電源１７による通電開始後の皮膚１８の状態について図３を参照して説明する。図３は通電開始から所定時間経過後の部分２２の状態を説明する説明図である。
【０００８】
皮膚１８には、電源１７から電気エネルギーが付加されて分析物透過パス２４が形成される。分析物透過パスとは、所定のエネルギーを皮膚に付与することによって、汗腺や毛穴等のマクロポアや細胞間のミクロポアを広げてできるパスであって、このパスの内部を分析物が透過することができる。分析物透過パスは、付与するエネルギーが大きい方が形成されやすい。分析物透過パスは、皮膚の他の領域よりも電気抵抗が小さい。
分析物透過パス２４の電気抵抗値Ｒｅｐ１は、分析物透過パス２４以外の領域の抵抗値Ｒｅｐ２よりも小さく（Ｒｅｐ１＜Ｒｅｐ２）、これらの抵抗値は以下の式（１）で表される。
【０００９】
１／Ｒｅｐ＝１／Ｒｅｐ１＋１／Ｒｅｐ２・・・（１）
分析物透過パス２４を流れる電流の量をＩｅｐ１、分析物透過パス２４以外の領域を流れる電流の量をＩｅｐ２とすると、以下の式（２）が成立する。
Ｉｅｐ１×Ｒｅｐ１＝Ｉｅｐ２×Ｒｅｐ２・・・（２）
ここで、Ｒｅｐ１＜Ｒｅｐ２であるから、式（２）より、Ｉｅｐ１＞Ｉｅｐ２が成立する。すなわち、分析物透過パス２４には大きな電流が流れるが、それ以外の領域に流れる電流は小さい。言い換えると、電流が分析物透過パス２４に集中している。このことは、電源１７からの電気エネルギーの多くは分析物透過パス２４に供給され、まだ分析物透過パスが形成されていない領域への電気エネルギーの付与量は小さいことを意味する。従って、まだ分析物透過パスが形成されていない領域は分析物透過パスが形成されにくく、形成されるまでに長時間を必要とする。
【００１０】
そして、図３に示す状態となった後さらに電流を流し続けると、まだ分析物透過パスが形成されていない領域でも徐々に分析物透過パスが形成されていき、ある時間Ｔ１で分析物透過パスの数が一定になる（図４参照）。時間Ｔ１での皮膚の状態を図５に示す。図５に示すように、分析物透過パスが所定数以上形成されると、分析物透過パスの数が安定し、分析物の抽出量も安定するのである。しかし、従来の経皮的分析物抽出システムは、一部の分析物透過パスに電流が集中してしまうことによって、分析物透過パスが形成されるまでの時間（＝Ｔ１）が長くなり、分析物の抽出量が安定するまでに長時間を要していた。
【００１１】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、分析物の抽出前の待機時間を短縮した経皮的分析物抽出システムと分析システムおよび経皮的分析物抽出方法と分析方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明は、生体組織中の分析物を経皮的に抽出する経皮的分析物抽出システムであって、生体の皮膚の第１抽出領域に接触して配置される第１抽出物収集物質および第１抽出物収集物質に接触して配置される第１電極を備え、第１抽出領域に生体組織中の分析物を抽出するための分析物透過パスを形成し分析物を第１抽出物収集物質中に抽出する第１電極部と、生体の皮膚の第２抽出領域に接触して配置される第２抽出物収集物質および第２抽出物収集物質に接触して配置される第２電極を備え、第２抽出領域に分析物透過パスを形成し第２抽出物収集物質中に分析物を抽出する第２電極部と、第１電極部の第１電極に第１電流を供給し第２電極部の第２電極に第２電流を供給する電源部と、電源部に接続され、第１電流および第２電流を通過させる通電用電極部とを備え、第１電極の第１抽出領域に対向し且つ第１抽出物収集物質と接触する面の接触面積が０．０１〜１ｍｍ ２ であり、第２電極の第２抽出領域に対向し且つ第２抽出物収集物質と接触する面の接触面積が０．０１〜１ｍｍ ２ である経皮的分析物抽出システムを提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の経皮的分析物抽出システムは、分析物の抽出方法としてリバースイオントフォレシス法を採用するものである。
本発明においては、非侵襲的に生体組織内の分析物を皮膚を介して（経皮的に）抽出する。具体的には、電気エネルギーを皮膚に付与することによって、汗腺や毛穴等のマクロポアや細胞間のミクロポアを広げて分析物が皮膚を透過するパスを形成し、このパスを通じて分析物を抽出する方法を採用する。
皮膚は、角質層、表皮、真皮からなる。真皮の下の生体組織を生体内とよぶ。
分析物透過パスとは、所定のエネルギーを皮膚に付与することによって、汗腺や毛穴等のマクロポアや細胞間のミクロポアを広げてできるパスであって、このパスの内部を分析物が透過することができる。
【００１６】
皮膚の第１抽出領域とは、第１電極部によって分析物透過パスが形成される皮膚の領域をいう。
第１電極部の第１抽出領域との接触面積とは、第１電極部を皮膚に載置したときに皮膚と接触する第１電極部の面積をいうが、接触する面積のうち、皮膚に電気エネルギーを付加しない部分の面積までを含むものではない。
【００１７】
第１電極部の第１抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であることがより好ましい。これによってさらに分析物の抽出前の待機時間を短縮できるからである。待機時間短縮の観点から、第１電極部の第１抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．０１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよく、０．０１ｍｍ２〜１ｍｍ２であってもよい。
また、分析物の抽出量を確保する観点から、第１電極部の第１抽出領域との接触面積は０．１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよく、０．５ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
従って、両方の観点から、第１電極部の第１抽出領域との接触面積は０．１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよい。
【００１８】
第１電極部は、皮膚に電気エネルギーを伝達するための電極を含み、好ましくは、抽出された分析物を収集するための抽出物収集物質を含む。
第１電極部は、電源部に接続される第１電極と、第１電極に接触し抽出された分析物を収集する第１抽出物収集物質とを含むことが好ましい。
第１電極部の第１抽出領域との接触面積は、第１抽出物収集物質の皮膚との接触面積であることが好ましい。
通電用電極部は、電源部に接続される通電用電極と、通電用電極に接触する抽出物収集物質とを含むことが好ましい。
【００１９】
抽出物収集物質としては、純水、イオン導電性水溶液（例えば生理食塩水）、ヒドロゲル、イオン導電性ヒドロゲル等が挙げられる。イオン導電性ヒドロゲルとしては、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロースなどが挙げられる。
電源部としては、直流電源、交流電源および直流電源と交流電源の組み合わせが使用でき、分析物の抽出量を安定させるという観点からは直流電源として定電流電源を用いることが好ましい。
【００２０】
第１電流は、電源部から通電用電極部、皮膚の第１抽出領域以外の領域、生体内、第１抽出領域、第１電極部の順に流れ電源部に戻る電流であってもよい。
また、第１電流は、電源部から、第１電極部、皮膚の第１抽出領域、生体内、皮膚の第１抽出領域以外の領域、通電用電極部の順に流れ電源部に戻る電流であってもよい。
第１電流の大きさは、３００μＡ以下であることが好ましい。この範囲であれば、本発明の経皮的分析物抽出システムの使用者が感じる痛みが少ないからである。
第１電流の大きさは１０μＡ〜３００μＡであることが好ましい。この範囲であれば、短時間で分析物透過パスの形成や分析物の抽出が行われ、かつ、本発明の経皮的分析物抽出システムの使用者が感じる痛みが少ないからである。
第１電極部は電源部と切り離し可能であることが好ましい。これによって、第１電極部を使い捨て可能とすることができ、第１電極部で抽出した分析物を測定する場合のコンタミネーションによる精度低下の防止が可能となる。
【００２１】
本発明によって抽出される分析物としては、グルコースが好ましく、これ以外に乳酸、アスコルビン酸、アミノ酸、酵素基質、薬物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明の経皮的分析物抽出システムは、生体の皮膚の第２抽出領域に生体組織中の分析物を非侵襲的に抽出するための分析物透過パスを形成し分析物を抽出する第２電極部をさらに備え、電源部は、第１電極部に第１電流を供給する第１電源および第２電極部に第２電流を供給する第２電源を含み、第２電極部の第２抽出領域との接触面積は５０ｍｍ２以下であってもよい。
これによって、分析物の抽出量を増やすことができ、抽出した分析物を測定する場合の精度を向上させることができる。
第２電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
【００２２】
皮膚の第２抽出領域とは、第２電極部によって分析物透過パスが形成される皮膚の領域をいい、第１抽出領域とは異なる領域である。
第２電極部は、第１電極部と同じ構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。
第１電源および第２電源はそれぞれが電流を発生する独立した電源であってもよい。
第１電源および第２電源としては、直流電源、交流電源および直流電源と交流電源の組み合わせが使用でき、分析物の抽出量を安定させるという観点からは直流電源として定電流電源を用いることが好ましい。
【００２３】
第２電極部の第２抽出領域との接触面積とは、第２電極部を皮膚に載置したときに皮膚と接触する第２電極部の面積をいうが、接触する面積のうち、皮膚に電気エネルギーを付加しない部分の面積までを含むものではない。
第２電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよい。
待機時間短縮の観点から、第２電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．０１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよく、０．０１ｍｍ２〜１ｍｍ２であってもよい。
また、分析物の抽出量を確保する観点から、第２電極部の第２抽出領域との接触面積は０．１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよく、０．５ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
従って、両方の観点から、第２電極部の第２抽出領域との接触面積は０．１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよい。
【００２４】
第２電極部は、皮膚に電気エネルギーを伝達するための電極を含み、好ましくは、抽出された分析物を収集するための抽出物収集物質を含む。
第２電極部は、電源部に接続される第２電極と、第２電極に接触し抽出された分析物を収集する第２抽出物収集物質とを含むことが好ましい。
第２抽出物収集物質は第１抽出物収集物質と同じ物質であってもよいし、異なる物質であってもよい。また第１抽出物収集物質と第２抽出物収集物質は、互いに絶縁されていれば一体形状であってもよいし、別体で構成されていてもよい。
第２電極部の第２抽出領域との接触面積は、第２抽出物収集物質の皮膚との接触面積であることが好ましい。
第１電極部と第２電極部は、第１電極と、第２電極と、第１電極および第２電極に接触する単一の抽出物収集物質から構成することによって一体化してもよい。
【００２５】
第２電流は、電源部から通電用電極部、皮膚の第２抽出領域以外の領域、生体内、第２抽出領域、第２電極部の順に流れ電源部に戻る電流であってもよい。
また、第２電流は、電源部から、第２電極部、皮膚の第２抽出領域、生体内、皮膚の第２抽出領域以外の領域、通電用電極部の順に流れ電源部に戻る電流であってもよい。
第２電流の大きさは、３００μＡ以下であることが好ましい。この範囲であれば、本発明の経皮的分析物抽出システムの使用者が感じる痛みが少ないからである。
第２電流の大きさは１０μＡ〜３００μＡであってもよい。
【００２６】
第２電極部は電源部と切り離し可能であることが好ましい。これによって、第２電極部を使い捨て可能とすることができ、第２電極部で抽出した分析物を測定する場合のコンタミネーションによる精度低下の防止が可能となる。
通電用電極部は、第１電流および第２電流を通過させる単一の通電用電極であってもよい。
通電用電極部は、第１電流を通過させる第１通電用電極および第２電流を通過させる第２通電用電極を含んでいてもよい。
【００２７】
本発明の経皮的分析物抽出システムは、分析物の抽出を促進させるための抽出促進部をさらに備えてもよい。
抽出促進部としては、分析物透過パスを通じて分析物を抽出させるための超音波を第１抽出領域および／または第２抽出領域に照射する超音波照射部や、分析物透過パスを通じて分析物を吸引するための陰圧を第１抽出領域および／または第２抽出領域に付与する陰圧付与部や、分析物の抽出を促進させるための薬剤を第１抽出領域および／または第２抽出領域に付与する薬剤付与部などが挙げられる。
分析物の抽出を促進させるための薬剤としては、メントール、アルコール、界面活性剤などが挙げられる。
これによって、分析物抽出方法としてソノフォレシス法や陰圧吸引法やケミカルエンハンサー法などを併用することができる。
従って、分析物の抽出量を増やすことができ、第１電極部および／または第２電極部で抽出した分析物を測定する場合の精度を向上させることができる。
【００２８】
本発明の経皮的分析物抽出システムは、分析物透過パスの形成を促進させるためのパス形成促進部をさらに備えてもよい。
パス形成促進部としては、分析物透過パスを形成するための超音波を第１抽出領域および／または第２抽出領域に照射する超音波照射部や、分析物透過パスの形成を促進させるための薬剤を第１抽出領域および／または第２抽出領域に付与する薬剤付与部などが挙げられる。
分析物透過パスの形成を促進させるための薬剤としては、メントール、アルコール、界面活性剤などが挙げられる。
これによって、分析物透過パスの形成方法としてソノフォレシス法やケミカルエンハンサー法などを併用することができる。
従って、分析物透過パスの形成時間をさらに短縮させることができる。
【００２９】
また、本発明の経皮的分析物抽出システムと、第１電極部によって抽出された分析物を測定し分析量に対応する信号を出力する測定部と、測定部から出力された信号を分析し分析結果を得る分析部と、分析部で得られた分析結果を出力する出力部とを備える経皮的分析物分析システムが提供される。
測定部で採用可能な測定方法としては、高速液体クロマトグラフィー（HPLC）を用いた電気化学検出法、ヘキソキナーゼ法（HK法）、グルコースオキシターゼ（GOD）電極法、グルコースオキシターゼ（GOD）比色法等が挙げられる。このような測定法を用いた測定部は測定の度に交換可能なディスポーザル構成とすることも可能である。
【００３０】
分析部としては、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータやサーバなどを使用することができる。
出力部としては、ＣＲＴ，ＬＣＤなどの表示装置やプリンターや他のコンピュータにデータを出力する通信手段などが使用できる。
経皮的分析物抽出システム、測定部、分析部、出力部は一体化して例えば、腕時計のような形状としてもよいし、別体構成としてもよい。
【００３１】
別の観点から、この発明は、生体組織中の分析物を経皮的に抽出する経皮的分析物抽出システムであって、第１電極と、第１電極に接触し、生体の皮膚の第１抽出領域に載置される第１抽出物収集物質と、皮膚の第１抽出領域以外の領域に配置される第１通電用電極と、両極に第１電極および第１通電用電極が接続され、第１電極および第１通電用電極を通過する第１電流を供給する第１電源とを含み、第１抽出物収集物質の皮膚との接触面積が５０ｍｍ２以下である経皮的分析物抽出システムを提供する。
第１抽出物収集物質の皮膚との接触面積は、０．０１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
【００３２】
第１抽出物収集物質の皮膚との接触面積が０．０１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であることがより好ましい。これによってさらに分析物の抽出前の待機時間を短縮できるからである。
第１抽出物収集物質の皮膚との接触面積は、０．１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよい。
第１通電用電極の皮膚への配置方法としては、皮膚に直接載置してもよく、抽出物収集物質を介して皮膚に載置してもよく、また、皮膚に埋め込んでもよい。
第１電極が陰極であり、第１通電用電極が陽極であってもよい。
第１電極が陽極であり、第１通電用電極が陰極であってもよい。
【００３３】
本発明の経皮的分析物抽出システムは、第２電極と、第２電極に接触し、生体の皮膚の第２抽出領域に載置される第２抽出物収集物質と、皮膚の第１および第２抽出領域以外の領域に配置される第２通電用電極と、両極に第２電極および第２通電用電極が接続され、第２電極および第２通電用電極を通過する第２電流を供給する第２電源とをさらに備え、第２抽出物収集物質の皮膚との接触面積が５０ｍｍ２以下であってもよい。
第２抽出物収集物質の皮膚との接触面積は、０．０１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
第２抽出物収集物質の皮膚との接触面積が０．０１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよい。
第２抽出物収集物質の皮膚との接触面積は、０．１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよい。
第１および第２通電用電極は一体化されていてもよい。
【００３４】
第１、第２電極および第１、第２通電用電極としては同じ構成のものを使用してもよいし、異なる構成のものを使用してもよく、その材質としては、Ａｇ、ＡｇＣｌ、カーボン、プラチナなどが使用できる。
第１および第２電源が供給する第１電流および第２電流の大きさは、３００μＡ以下であることが好ましい。
第１および第２電源が供給する第１電流および第２電流の大きさは、１０μＡ〜３００μＡであってもよい。
第１電源および第２電源としては、直流電源、交流電源および直流電源と交流電源の組み合わせが使用でき、分析物の抽出量を安定させるという観点からは直流電源として定電流電源を用いることが好ましい。
第１電極は第１電源と切り離し可能であってもよい。
第２電極は第２電源と切り離し可能であってもよい。
【００３５】
またこの発明は、生体組織中の分析物を経皮的に抽出する経皮的分析物抽出システムであって、生体の皮膚の第１抽出領域に生体組織中の分析物を非侵襲的に抽出するための分析物透過パスを形成する第１パス形成電極部と、第１抽出領域に形成された分析物透過パスを通じて分析物を抽出する第１抽出電極部と、第１パス形成電極部または第１抽出電極部に第１電流を供給する電源部と、電源部に接続され、第１電流を通過させる通電用電極部とを含み、第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は５０ｍｍ２以下である経皮的分析物抽出システムを提供する。
第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
【００３６】
第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であることがより好ましい。これによってさらに分析物の抽出前の待機時間を短縮できるからである。
待機時間短縮の観点から、第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．０１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよく、０．０１ｍｍ２〜１ｍｍ２であってもよい。
また、分析物の抽出量を確保する観点から、第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は０．１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよく、０．５ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
従って、両方の観点から、第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は０．１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよい。
【００３７】
第１パス形成電極部と第１抽出電極部は同時に電源部に接続されていてもよいし、どちらか一方のみが接続されていてもよい。
分析物透過パス形成時には第１パス形成電極部が電源部に接続され、分析物抽出時には第１パス形成電極部が電源部から切り離され、第１抽出電極部が電源部に接続されてもよい。
第１パス形成電極部と第１抽出電極部は同じ構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。
【００３８】
本発明の経皮的分析物抽出システムは、生体の皮膚の第２抽出領域に生体組織中の分析物を非侵襲的に抽出するための分析物透過パスを形成する第２パス形成電極部と、第２抽出領域に形成された分析物透過パスを通じて分析物を抽出する第２抽出電極部とをさらに備え、電源部は、第１パス形成電極部または第１抽出電極部に第１電流を供給する第１電源と、第２パス形成電極部または第２抽出電極部に第２電流を供給する第２電源を含み、第２パス形成電極部の第２抽出領域との接触面積は５０ｍｍ２以下であってもよい。
これによって、分析物の抽出量を増やすことができ、抽出した分析物を測定する場合の精度を向上させることができる。
【００３９】
第２パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
第２パス形成電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよい。
待機時間短縮の観点から、第２パス形成電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．０１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよく、０．０１ｍｍ２〜１ｍｍ２であってもよい。
また、分析物の抽出量を確保する観点から、第２パス形成電極部の第２抽出領域との接触面積は０．１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよく、０．５ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
従って、両方の観点から、第２パス形成電極部の第２抽出領域との接触面積は０．１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよい。
【００４０】
第１パス形成電極部と第２パス形成電極部は、第１電極と、第２電極と、第１電極および第２電極に接触する単一の抽出物収集物質から構成することによって一体化してもよい。
同様に、第１抽出電極部と第２抽出電極部は、第１電極と、第２電極と、第１電極および第２電極に接触する単一の抽出物収集物質から構成することによって一体化してもよい。
【００４１】
第２パス形成電極部と第２抽出電極部は同時に電源部に接続されていてもよいし、どちらか一方のみが接続されていてもよい。
分析物透過パス形成時には第２パス形成電極部が電源部に接続され、分析物抽出時には第２パス形成電極部が電源部から切り離され、第２抽出電極部が電源部に接続されてもよい。
第１電流および第２電流は、分析物透過パス形成時と分析物抽出時とで大きさや方向が同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００４２】
本発明の経皮的分析物抽出方法は、生体の皮膚の第２抽出領域に生体組織中の分析物を非侵襲的に抽出するための分析物透過パスを形成して分析物を抽出する第２電極部を皮膚の第２抽出領域に載置するステップと、皮膚の第２抽出領域と第２電極部を流れる第２電流を供給して分析物透過パスを形成するステップと、第２抽出領域に形成された分析物透過パスと第２電極部を流れる第２電流を供給して分析物を抽出するステップとを含み、第２電極部の第２抽出領域との接触面積は５０ｍｍ２以下であってもよい。
【００４３】
これによって、分析物の抽出量を増やすことができ、抽出した分析物を測定する場合の精度を向上させることができる。
第２電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
第１電極部の第１抽出領域との接触面積および第２電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよい。
【００４４】
第１電極部を皮膚の第１抽出領域に載置するステップと第２電極部を皮膚の第２抽出領域に載置するステップは同時に行ってもよいしタイミングをずらして行ってもよい。
第１抽出領域と第１電極部を流れる第１電流の供給と、第２抽出領域と第２電極部を流れる第２電流の供給は同時に行ってもよいしタイミングをずらして行ってもよい。
第１抽出領域に形成された分析物透過パスと第１電極部を流れる第１電流の供給と、第２抽出領域に形成された分析物透過パスと第２電極部を流れる第２電流の供給は同時に行ってもよいしタイミングをずらして行ってもよい。
【００４５】
また、本発明は、生体組織中に存在する分析物を経皮的に抽出するための経皮的分析物抽出方法であって、生体の皮膚の第１抽出領域に生体組織中の分析物を非侵襲的に抽出するための分析物透過パスを形成する第１パス形成電極部を皮膚の第１抽出領域に載置するステップと、皮膚の第１抽出領域と第１パス形成電極部を流れる第１パス形成電流を供給して分析物透過パスを形成するステップと、第１パス形成電極部を第１抽出領域から除去するステップと、第１抽出領域に形成された分析物透過パスを通じて分析物を抽出する第１抽出電極部を第１抽出領域に載置するステップと、第１抽出領域に形成された分析物透過パスと第１抽出電極部を流れる第１抽出電流を供給して分析物を抽出するステップとを含み、第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は５０ｍｍ２以下である経皮的分析物抽出方法を提供する。
第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
【００４６】
本発明の経皮的分析方法は、生体の皮膚の第２抽出領域に生体組織中の分析物を非侵襲的に抽出するための分析物透過パスを形成する第２パス形成電極部を皮膚の第２抽出領域に載置するステップと、皮膚の第２抽出領域と第２パス形成電極部を流れる第２パス形成電流を供給して分析物透過パスを形成するステップと、第２パス形成電極部を第２抽出領域から除去するステップと、第２抽出領域に形成された分析物透過パスを通じて分析物を抽出する第２抽出電極部を第２抽出領域に載置するステップと、第２抽出領域に形成された分析物透過パスと第２抽出電極部を流れる第２抽出電流を供給して分析物を抽出するステップとを含み、第２パス形成電極部の第２抽出領域との接触面積は５０ｍｍ２以下であってもよい。
【００４７】
第２パス形成電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積および第２パス形成電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよい。
第１パス形成電極部を皮膚の第１抽出領域に載置するステップと第２パス形成電極部を皮膚の第２抽出領域に載置するステップは同時に行ってもよいしタイミングをずらして行ってもよい。
第１パス形成電流の供給と、第２パス形成電流の供給は同時に行ってもよいしタイミングをずらして行ってもよい。
第１抽出電流の供給と、第２抽出電流の供給は同時に行ってもよいしタイミングをずらして行ってもよい。
【００４８】
また、本発明の経皮的分析物抽出方法と、抽出された分析物の量に対応する信号を出力するステップと、出力された信号を分析して分析結果を得るステップと、得られた分析結果を出力するステップとを含む経皮的分析物分析方法が提供される。
【００４９】
以下、図面に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。
図６はこの発明の経皮的分析物抽出システムの第１実施形態の概観図である。
経皮的分析物抽出システム２７は、システム本体２８とバンド２９からなる。２６は使用者の手首の断面を示している。
使用者は、バンド２９を手首２６に巻き付けてシステム本体２８を手首の任意の位置に固定する。
なお、このシステムは、グルコースを抽出するシステムである。
【００５０】
図７は手首２６に巻き付けられた状態のシステム本体２８の内部構成を説明する説明図である。 システム本体２８は、▲１▼５０μＡの定電流を供給する電源３０と、▲２▼電源３０のマイナス側に接続される陰極３６と、陰極３６を内部に配置する陰極用チャンバー３４と、陰極用チャンバー３４内に収容され陰極３６と接触する抽出物収集物質３８とからなる第１電極部３２と、▲３▼電源３０のプラス側に接続される陽極４４と、陽極４４を内部に配置する陽極用チャンバー４２と、陽極用チャンバー４２内に収容され陽極４４と接触する抽出物収集物質４５とからなる通電用電極部４０と、▲４▼電源３０と第１電極部３２を切り離し可能とするコネクタ５０とから構成される。
【００５１】
陰極３６として、ＡｇＣｌ製のワイヤーを用い、陽極４４としてリング状のＡｇを用い、陰極用チャンバー３４として内径がφ０．６ｍｍのガラスキャピラリーを用い、陽極用チャンバー４２として、内径がφ８ｍｍのアクリル製チャンバーを用い、抽出物収集物質３８，４５としてヒドロキシプロピルセルロースを用いた。
なお、この実施形態では、第１電極部３２と通電用電極部４０は異なる構成としているが、通電用電極部４０として、第１電極部３２を用いることもできる。
【００５２】
第１電極部３２が載置された皮膚の領域は第１抽出領域４８であり、通電用電極部４０が載置された皮膚の領域は陽極側領域４６である。ここで、第１電極部３２の第１抽出領域４８との接触面積は、抽出物収集物質３８と皮膚との接触面積に等しく、その面積は、陰極用チャンバー３４の内径がφ０．６ｍｍであることから、０．２８ｍｍ２（＝π×０．３ｍｍ×０．３ｍｍ）である。
グルコースは主に、陰極側である第１電極部３２に収集される。従って、電源３０のプラス側とマイナス側を入れ替えれば、グルコースは主に通電用電極部４０に収集される。例えば、所定時間ごとに電源３０のプラス側とマイナス側を入れ替えれば、第１電極部３２および通電用電極部４０の両方を分析物収集用の電極部として使用することができる。この場合、通電用電極部４０は第１電極部３２と同じ構成にしておくとよい。
なお、分析物透過パスは、第１抽出領域４８にも陽極側領域４６にも形成される。
【００５３】
図８は、上記の経皮的分析物抽出システム２７を含む経皮的分析物分析システム１００を示す模式図である。
経皮的分析物分析システム１００は、経皮的分析物抽出システム２７と分析システム１０４からなる。分析システム１０４は、抽出物収集物質３８（図７）内に抽出された分析物を測定し、分析物量に対応する信号を出力する測定部（センサー）１０１、測定部１０１から出力された信号を分析して分析結果を出力する分析部１０２および分析部１０２から出力された分析結果を出力（表示）する出力部１０３とからなる。
ここで、測定部１０１は高速液体クロマトグラフィー（HPLC）を用いた電気化学検出法を採用するセンサーである。分析部１０２としては、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータが用いられ、出力部１０３としては、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）が用いられている。
なお、この実施形態では分析物抽出システム２７と分析システム１０４は別体構成であるが、分析システム１０４をシステム本体２８に内蔵して一体化してもよい。
【００５４】
次に、経皮的分析物分析システム１００の使用方法について図９に示すフローチャートおよび図６〜８、１０を参照して説明する。
図９は、経皮的分析物分析システム１００の使用方法を説明するフローチャートである。図１０は、分析物透過パスが形成された第１領域の状態を説明する説明図である。
まず、使用者は、バンド２９（図６）を手首２６に巻き付けることにより、第１電極部３２（図７）、通電用電極部４０を被験者の皮膚１８の表面に載置して固定する（ステップＳ１）。
次に、陽極４４を陽極側、陰極３６を陰極側として電源３０から５０μＡの定電流Ｉが供給される（ステップＳ２）。
電流Ｉは、電源３０から通電用電極部４０、皮膚の陽極側領域４６、生体内部２０、第１抽出領域４８、第１電極部３２の順に流れ、電源３０に戻る。
電流が第１抽出領域４８を通過することによって分析物透過パス５２（図１０）が形成される（ステップＳ３）。
【００５５】
さらに電流Ｉを供給することによって分析物透過パス５２を通じて分析物が抽出物収集物質３８内に抽出される（ステップＳ４）。
電流Ｉの供給を終了することによって、分析物の抽出は終了する（ステップＳ５）。
使用者は、コネクタ５０を外し、第１電極部３２を第１抽出領域４８から除去し、第１電極部３２を分析システム１０４（図８）の測定部１０１にセットする（ステップＳ６）。
測定部１０１によって、第１電極部３２に抽出された分析物（グルコース）の量に対応する信号が分析部１０２に出力される（ステップＳ７）。
分析部１０２によって、測定部１０１から出力された信号が分析され、分析結果が出力部１０３に出力される（ステップＳ８）。
出力部１０３によって、分析部１０２から出力された分析結果が表示される（ステップＳ９）。
【００５６】
次に、経皮的分析物分析システム１００の別の使用方法について図１１に示すフローチャートおよび図６〜８、１０を参照して説明する。
図１１は、経皮的分析物分析システム１００の別の使用方法を説明するフローチャートである。
まず、使用者は、バンド２９（図６）を手首２６に巻き付けることにより、第１電極部３２（図７）、通電用電極部４０を被験者の皮膚１８の表面に載置する（ステップＳ１１）。ここで、第１電極部３２は、第１抽出領域４８に分析物透過パスを形成するために使用されるパス形成電極部である。
次に、陽極４４を陽極側、陰極３６を陰極側として電源３０から５０μＡの定電流Ｉが供給される（ステップＳ１２）。
電流Ｉは、電源３０から通電用電極部４０、皮膚の陽極側領域４６、生体内部２０、第１抽出領域４８、第１電極部３２の順に流れ、電源３０に戻る。
電流が第１抽出領域４８を通過することによって分析物透過パス５２（図１０）が形成される（ステップＳ１３）。
【００５７】
電流Ｉの供給を終了し、コネクタ５０を外し、第１電極部３２を第１抽出領域４８から除去する（ステップＳ１４）。
次に、コネクタ５０に別の第１電極部３２を接続し、その第１電極部３２を第１抽出領域４８に載置する（ステップＳ１５）。ここで使用される別の第１電極部３２は、分析物透過パスを通じて分析物を抽出するために使用される抽出電極部である。
次に、陽極４４を陽極側、陰極３６を陰極側として電源３０から５０μＡの定電流Ｉが供給される（ステップＳ１６）。
電流が分析物透過パス５２を流れることによって分析物が抽出物収集物質３８内に抽出される（ステップＳ１７）。
【００５８】
電流Ｉの供給を終了することによって、分析物の抽出は終了する（ステップＳ１８）。
使用者は、コネクタ５０を外し、第１電極部３２を第１抽出領域４８から除去し、第１電極部３２を分析システム１０４（図８）の測定部１０１にセットする（ステップＳ１９）。
測定部１０１によって、第１電極部３２に抽出された分析物（グルコース）の量に対応する信号が分析部１０２に出力される（ステップＳ２０）。
分析部１０２によって、測定部１０１から出力された信号が分析され、分析結果が出力部１０３に出力される（ステップＳ２１）。
出力部１０３によって、分析部１０２から出力された分析結果が表示される（ステップＳ２２）。
【００５９】
なお、この実施形態では、パス形成電極部および抽出電極部として第１電極部３２を使用したが、それぞれ別の構成の電極部を使用することも可能である。
また、ステップＳ１３とステップＳ１７における電流Ｉとして同じ大きさ、同じ方向の電流を使用したが、これらの大きさ、方向は互いに異なっていてもよい。
【００６０】
次に、別の実施形態について説明する。
図１２はこの発明の経皮的分析物抽出システムの第２実施形態の概観図である。
経皮的分析物抽出システム１２７は、システム本体１２８とバンド１２９からなる。２６は使用者の手首の断面を示している。
使用者は、バンド１２９を手首２６に巻き付けてシステム本体１２８を手首の任意の位置に固定する。
なお、このシステムは、グルコースを抽出するシステムである。
【００６１】
図１３は手首２６に巻き付けられた状態のシステム本体１２８の内部構成を説明する説明図である。 システム本体１２８は、▲１▼５０μＡの定電流を供給する第１電源１３０ａと５０μＡの定電流を供給する第２電源１３０ｂとを含む電源部１３０と、▲２▼第１電源１３０ａのマイナス側に接続される陰極１３６ａと、陰極１３６ａを内部に配置する陰極用チャンバー１３４ａと、陰極用チャンバー１３４ａ内に収容され陰極１３６ａと接触する抽出物収集物質１３８ａとからなる第１電極部１３２ａと、▲３▼第２電源１３０ｂのマイナス側に接続される陰極１３６ｂと、陰極１３６ｂを内部に配置する陰極用チャンバー１３４ｂと、陰極用チャンバー１３４ｂ内に収容され陰極１３６ｂと接触する抽出物収集物質１３８ｂとからなる第２電極部１３２ｂと、▲４▼第１電源１３０ａおよび第２電源１３０ｂのプラス側に接続される陽極１４４と、陽極１４４を内部に配置する陽極用チャンバー１４２と、陽極用チャンバー１４２内に収容され陽極１４４と接触する抽出物収集物質１４５とからなる通電用電極部１４０と、▲５▼第１電源１３０ａと第１電極部１３２ａを切り離し可能とするコネクタ１５０ａと、▲６▼第２電源１３０ｂと第２電極部１３２ｂを切り離し可能とするコネクタ１５０ｂとから構成される。
【００６２】
陰極１３６ａ、１３６ｂとしてＡｇＣｌ製のワイヤーを用い、陽極１４４としてリング状のＡｇを用い、陰極用チャンバー１３４ａ、１３４ｂとして内径がφ０．６ｍｍのガラスキャピラリーを用い、陽極用チャンバー１４２として内径がφ８ｍｍのアクリル製チャンバーを用い、抽出物収集物質１３８ａ、１３８ｂ，１４５としてヒドロキシプロピルセルロースを用いた。
なお、この実施形態では、第１電極部１３２ａ、第２電極部１３２ｂと通電用電極部１４０は異なる構成としているが、通電用電極部１４０として、第１電極部１３２ａまたは１３２ｂを用いることもできる。
【００６３】
第１電極部１３２ａが載置された皮膚の領域は第１抽出領域１４８ａであり、第２電極部１３２ｂが載置された皮膚の領域は第２抽出領域１４８ｂであり、通電用電極部１４０が載置された皮膚の領域は陽極側領域１４６である。ここで、第１電極部１３２ａの第１抽出領域１４８ａとの接触面積は、抽出物収集物質１３８ａと皮膚との接触面積に等しく、その面積は、陰極用チャンバー１３４ａの内径がφ０．６ｍｍであることから、０．２８ｍｍ２（＝π×０．３ｍｍ×０．３ｍｍ）である。同様に、第２電極部１３２ｂの第２抽出領域１４８ｂとの接触面積は、抽出物収集物質１３８ｂと皮膚との接触面積に等しく、その面積は、陰極用チャンバー１３４ｂの内径がφ０．６ｍｍであることから、０．２８ｍｍ２（＝π×０．３ｍｍ×０．３ｍｍ）である。
【００６４】
第２実施形態の経皮的分析物抽出システムによれば、抽出電極部の抽出領域との接触面積の合計が第１実施形態の経皮的分析物抽出システムより大きくなるため、分析物の抽出量を増加させることができる。
グルコースは主に、陰極側である第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂに収集される。従って、第１電源１３０ａおよび第２電源１３０ｂのプラス側とマイナス側を入れ替えれば、グルコースは主に通電用電極部１４０に収集される。例えば、所定時間ごとに第１電源１３０ａおよび第２電源１３０ｂのプラス側とマイナス側を入れ替えれば、第１電極部１３２ａ、第２電極部１３２ｂおよび第１通電用電極部１４０の両方を分析物収集用の電極部として使用することができる。この場合、通電用電極部１４０は第１電極部１３２ａまたは第２電極部１３２ｂと同じ構成にしておくとよい。
なお、分析物透過パスは、第１抽出領域１４８ａにも第２抽出領域１４８ｂにも陽極側領域１４６にも形成される。
【００６５】
図１４は、上記の経皮的分析物抽出システム１２７を含む経皮的分析物分析システム２００を示す模式図である。
経皮的分析物分析システム２００は、経皮的分析物抽出システム１２７と分析システム１０４ａからなる。分析システム１０４ａは、抽出物収集物質１３８ａ（図１３）および１３８ｂ内に抽出された分析物を測定し、分析物量に対応する信号を出力する測定部（センサー）１０１ａ、測定部１０１ａから出力された信号を分析して分析結果を出力する分析部１０２ａおよび分析部１０２ａから出力された分析結果を出力（表示）する出力部１０３ａとからなる。
【００６６】
ここで、測定部１０１ａは高速液体クロマトグラフィー（HPLC）を用いた電気化学検出法を採用するセンサーである。分析部１０２ａとしては、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータが用いられ、出力部１０３ａとしては、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）が用いられている。
なお、この実施形態では分析物抽出システム１２７と分析システム１０４ａは別体構成であるが、分析システム１０４ａをシステム本体１２８に内蔵して一体化してもよい。
【００６７】
次に、経皮的分析物分析システム２００の使用方法について図１５に示すフローチャートおよび図１２〜１４、１６を参照して説明する。
図１５は、経皮的分析物分析システム２００の使用方法を説明するフローチャートである。図１６は、分析物透過パスが形成された第１領域と第２領域の状態を説明する説明図である。
まず、使用者は、バンド１２９（図１２）を手首２６に巻き付けることにより、第１電極部１３２ａ（図１３）、第２電極部１３２ｂおよび通電用電極部１４０を被験者の皮膚１８の表面に載置して固定する（ステップＳ１０１）。
次に、陽極１４４を陽極側、陰極１３６ａ、１３６ｂを陰極側として第１電源１３０ａおよび第２電源１３０ｂからそれぞれ５０μＡの定電流Ｉ１、Ｉ２が供給される（ステップＳ１０２）。
【００６８】
電流Ｉ１の少なくとも一部は、第１電源１３０ａから通電用電極部１４０、皮膚の陽極側領域１４６、生体内部２０、第１抽出領域１４８ａ、第１電極部１３２ａの順に流れ、第１電源１３０ａに戻る。
電流Ｉ２の少なくとも一部は、第２電源１３０ｂから通電用電極部１４０、皮膚の陽極側領域１４６、生体内部２０、第２抽出領域１４８ｂ、第２電極部１３２ｂの順に流れ、第２電源１３０ｂに戻る。
電流が第１抽出領域１４８ａおよび第２抽出領域１４８ｂを通過することによって分析物透過パス１５２ａ、１５２ｂ（図１６）が形成される（ステップＳ１０３）。
【００６９】
さらに電流Ｉ１、Ｉ２を供給することによって分析物透過パス１５２ａ、１５２ｂを通じて分析物が抽出物収集物質１３８ａ、１３８ｂ内に抽出される（ステップＳ１０４）。
電流Ｉ１、Ｉ２の供給を終了することによって、分析物の抽出は終了する（ステップＳ１０５）。
使用者は、コネクタ１５０ａ、１５０ｂを外し、第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂを第１抽出領域１４８ａおよび第２抽出領域１４８ｂから除去し、第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂを分析システム１０４ａ（図１４）の測定部１０１ａにセットする（ステップＳ１０６）。
測定部１０１ａによって、第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂに抽出された分析物（グルコース）の量に対応する信号が分析部１０２ａに出力される（ステップＳ１０７）。
【００７０】
分析部１０２ａによって、測定部１０１ａから出力された信号が分析され、分析結果が出力部１０３ａに出力される（ステップＳ１０８）。
出力部１０３ａによって、分析部１０２ａから出力された分析結果が表示される（ステップＳ１０９）。
なお、ステップＳ１０２における定電流Ｉ１の供給と定電流Ｉ２の供給は同時に行っているが、タイミングをずらして行ってもよい。
次に、経皮的分析物分析システム２００の別の使用方法について図１７に示すフローチャートおよび図１２〜１４、１６を参照して説明する。
図１７は、経皮的分析物分析システム２００の別の使用方法を説明するフローチャートである。
【００７１】
まず、使用者は、バンド１２９（図１２）を手首２６に巻き付けることにより、第１電極部１３２ａ（図１３）、第２電極部１３２ｂ、通電用電極部１４０を被験者の皮膚１８の表面に載置する（ステップＳ１１１）。ここで、第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂは、第１抽出領域１４８ａおよび第２抽出領域１４８ｂに分析物透過パスを形成するために使用されるパス形成電極部である。
次に、陽極１４４を陽極側、陰極１３６ａ，１３６ｂを陰極側として第１電源１３０ａおよび第２電源１３０ｂからそれぞれ５０μＡの定電流Ｉ１、Ｉ２が供給される（ステップＳ１１２）。
【００７２】
電流Ｉ１の少なくとも一部は、第１電源１３０ａから通電用電極部１４０、皮膚の陽極側領域１４６、生体内部２０、第１抽出領域１４８ａ、第１電極部１３２ａの順に流れ、第１電源１３０ａに戻る。
電流Ｉ２の少なくとも一部は、主に、第２電源１３０ｂから通電用電極部１４０、皮膚の陽極側領域１４６、生体内部２０、第２抽出領域１４８ｂ、第２電極部１３２ｂの順に流れ、第２電源１３０ｂに戻る。
電流が第１抽出領域１４８ａおよび第２抽出領域１４８ｂを通過することによって分析物透過パス１５２ａ、１５２ｂ（図１６）が形成される（ステップＳ１１３）。
電流Ｉ１、Ｉ２の供給を終了し、コネクタ１５０ａ、１５０ｂを外し、第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂを第１抽出領域１４８ａおよび第２抽出領域１４８ｂから除去する（ステップＳ１１４）。
【００７３】
次に、コネクタ１５０ａ、１５０ｂに別の第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂをそれぞれ接続し、その第１電極部１３２ａおよび第２電極１３２ｂを第１抽出領域１４８ａおよび第２抽出領域１４８ｂにそれぞれ載置する（ステップＳ１１５）。ここで使用される別の第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂは、分析物透過パスを通じて分析物を抽出するために使用される抽出電極部である。
次に、陽極１４４を陽極側、陰極１３６ａ，１３６ｂを陰極側として第１電源１３０ａおよび第２電源１３０ｂからそれぞれ５０μＡの定電流Ｉ１、Ｉ２が供給される（ステップＳ１１６）。
【００７４】
電流が分析物透過パス１５２ａ，１５２ｂを流れることによって分析物が抽出物収集物質１３８ａおよび１３８ｂ内に抽出される（ステップＳ１１７）。
電流Ｉ１、Ｉ２の供給を終了することによって、分析物の抽出は終了する（ステップＳ１１８）。
使用者は、コネクタ１５０ａ，１５０ｂを外し、第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂを第１抽出領域１４８ａおよび第２抽出領域１４８ｂから除去し、第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂを分析システム１０４ａの測定部１０１ａにセットする（ステップＳ１１９）。
測定部１０１ａ（図１４）によって、第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂに抽出された分析物（グルコース）の量に対応する信号が分析部１０２ａに出力される（ステップＳ１２０）。
【００７５】
分析部１０２ａによって、測定部１０１ａから出力された信号が分析され、分析結果が出力部１０３ａに出力される（ステップＳ１２１）。
出力部１０３ａによって、分析部１０２ａから出力された分析結果が表示される（ステップＳ１２２）。
なお、この実施形態では、パス形成電極および抽出電極部として第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂを使用したが、パス形成電極と抽出電極部とで別の構成の電極部を使用することも可能である。
また、ステップＳ１１３とステップＳ１１７における電流Ｉ１として同じ大きさ、同じ方向の電流を使用したが、これらの大きさ、方向はステップによって異なっていてもよい。電流Ｉ２についても同様である。
また、ステップＳ１１２における定電流Ｉ１の供給と定電流Ｉ２の供給は同時に行っているが、タイミングをずらして行ってもよい。同様に、ステップＳ１１４やステップＳ１１６における電極部除去や電流供給のタイミングをずらしてもよい。
【００７６】
なお、この実施形態では、パス形成電極部または抽出電極部として２つの電極部１３２ａ，１３２ｂ（図１３）を用いているが、これに限定されるものではなく、電極部は３つ以上であってもよい。この場合、電極部を一体化してもよい。なお、電源１３０ａ、１３０ｂ等の数は電極部の数と同数以上準備する。
図１８に、一体化されたパス形成電極部の実施形態を示す。パス形成電極部２３２は、直方体の抽出物収集物質２３８と、抽出物収集物質２３８の上面に整列して貼付された９個の電極２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、・・・２３６ｆ・・・２３６ｉからなり、それぞれの電極は電源１３０ａ、１３０ｂ等（図１３）に切り離し可能に接続される。電極２３６ａ等としてＡｇＣｌが、抽出物収集物質２３８としてヒドロキシプロピルセルロースが用いられている。１つの電極とその電極の下方部分の抽出物収集物質２３８が一体となって１つの電極部を構成する。すなわち、パス形成電極部２３２は、９個の電極部が一体化されたものである。
【００７７】
抽出物収集物質２３８の下面は、１辺が９ｍｍの正方形である。従って、抽出物収集物質２３８と皮膚との接触面積は８１ｍｍ２（＝９ｍｍ×９ｍｍ）であり、電極部が９個あることから、各電極部の皮膚の抽出領域との接触面積は９ｍｍ２（＝８１ｍｍ２÷９個）である。
パス形成電極部２３２は抽出電極部として使用することも可能である。
パス形成電極部２３２を分析物透過パス形成のために使用した場合、抽出電極部として、通電用電極部１４０のように電極部の皮膚との接触面積が５０ｍｍ２を超えるものを使用することもできる。
【００７８】
パス形成電極部を複数用いる場合、パス形成電極部の皮膚の抽出領域との接触面積の総和は、０．１ｍｍ２〜２００ｍｍ２であることが好ましく、１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であることがより好ましい。
同様に、抽出電極部を複数用いる場合、抽出電極部の皮膚の抽出領域との接触面積の総和は、０．１ｍｍ２〜２００ｍｍ２であることが好ましく、１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であることがより好ましい。
【００７９】
上記２つの実施形態では、リバースイオントフォレシス法のみを採用した経皮的分析物抽出システムを示したが、これらに限定されるものではなく、皮膚の抽出領域に超音波を照射して皮膚のバリア機能を低下させ受動拡散を促進することにより生体中の分析物を抽出するソノフォレシス法、皮膚の抽出領域を陰圧で吸引して生体中の分析物を抽出する陰圧吸引法、皮膚の抽出領域に分析物の経皮移動を促進するためのエンハンサーを付与するケミカルエンハンサー法などを適当に組み合わせて採用することもできる。
【００８０】
例えば、上記実施形態で示した経皮的分析物抽出システム２７や１２７に、抽出領域に超音波を照射する超音波照射部や、抽出領域を陰圧で吸引する吸引部や、抽出領域にエンハンサーを付与するエンハンサー付与部を設けてもよい。
これによって、分析物の抽出量を増加させることができ、より精度の高い分析が可能となる。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、分析物の抽出前の待機時間を短縮した経皮的分析物抽出システムと分析システムおよび経皮的分析物抽出方法と分析方法が提供された。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の経皮的分析物抽出システムの内部構成を説明する説明図である。
【図２】 経皮的分析物抽出システム１が構成する電気回路を説明する説明図である。
【図３】 通電開始から所定時間経過後の部分２２の状態を説明する説明図である。
【図４】 通電開始からの時間と分析物透過パス数の関係を示すグラフである。
【図５】 通電開始から時間Ｔ１経過後の皮膚の状態を示す説明図である。
【図６】 この発明の経皮的分析物抽出システムの第１実施形態の概観図である。
【図７】 手首２６に巻き付けられた状態のシステム本体２８の内部構成を説明する説明図である。
【図８】 経皮的分析物抽出システム２７を含む経皮的分析物分析システム１００を示す模式図である。
【図９】 経皮的分析物分析システム１００の使用方法を説明するフローチャートである。
【図１０】 分析物透過パスが形成された第１領域の状態を説明する説明図である。
【図１１】 経皮的分析物分析システム１００の別の使用方法を説明するフローチャートである。
【図１２】 この発明の経皮的分析物抽出システムの第２実施形態の概観図である。
【図１３】 手首２６に巻き付けられた状態のシステム本体１２８の内部構成を説明する説明図である。
【図１４】 経皮的分析物抽出システム１２７を含む経皮的分析物分析システム２００を示す模式図である。
【図１５】 経皮的分析物分析システム２００の使用方法を説明するフローチャートである。
【図１６】 分析物透過パスが形成された第１領域と第２領域の状態を説明する説明図である。
【図１７】 経皮的分析物分析システム２００の別の使用方法を説明するフローチャートである。
【図１８】 パス形成電極部２３２の斜視図である。
【符号の説明】
１ 経皮的分析物抽出システム
１１ 陰極用チャンバー
１２ 陰極
１４ 陽極用チャンバー
１５ 陽極
１３，１６ 抽出物収集物質
１７ 電源
１８ 皮膚
２０ 生体内部
２２ 部分
２６ 手首の断面
２７ 経皮的分析物抽出システム
２８ システム本体
２９ バンド
３０ 電源
３２ 第1電極部
３４ 陰極用チャンバー
３６ 陰極
３８、４５ 抽出物収集物質
４０ 通電用電極部
４２ 陽極用チャンバー
４４ 陽極
４６ 陽極側領域
４８ 第１抽出領域
５０ コネクタ
５２ 分析物透過パス
１００ 経皮的分析物分析システム
１０１ 測定部
１０２ 分析部
１０３ 出力部
１０４ 分析システム
【発明の属する技術分野】
この発明は、経皮的分析物抽出システムと分析システムおよび経皮的分析物抽出方法と分析方法に関するものであり、特に、生体組織中の分析物を経皮的に非侵襲または最小の侵襲度で抽出する経皮的分析物抽出システムと方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
臨床検査においては、採血によって得られた血液中の物質の量や存在を測定することによって行われることが一般的である。糖尿病の患者は自分で１日に数回程度血糖値を測定し、この血糖値に基づいてインスリンの投与量を決定したり、食事制限や運動量等を決定する自己血糖管理を行ったりしている。このように糖尿病患者は１日に数回程度血糖値を測定する必要がある。通常、血糖値の測定は穿刺具等を用いて採取した血液試料から測定されており、患者への肉体的苦痛や負担は決して少なくない。このような観点から、採血を伴わず患者への負担の少ない簡易検査が強く望まれている。
【０００３】
このような要望に答えるため、血液を採取することなく非侵襲的に生体組織内の分析物を抽出して分析物の量や濃度を測定する方法が開発されてきている。このような測定方法の一例として、リバースイオントフォレシス法とよばれる方法がある。
リバースイオントフォレシス法は、電気エネルギーを皮膚に付与することによって経皮的に分析物を抽出する方法（例えば、特許文献１、特許文献２）である。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第５２７９５４３号明細書
【特許文献２】
国際公開第９６／０００１１０号パンフレット
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したリバースイオントフォレシス法を採用した測定方法や装置には、皮膚への電気エネルギーの付与開始（通電開始）から長時間が経過しなければ分析物の抽出量が安定しないという問題点があった。例えばシグナス社から発売されているグルコウォッチでは、装置を平衡状態にさせるために実際の測定の開始前に装置を３時間程装着する必要がある。
この出願の発明者は鋭意研究を重ねた結果、分析物の抽出量が長時間安定しない原因を究明したので、以下に説明する。
【０００６】
図１は従来の経皮的分析物抽出システムの内部構成を説明する説明図である。
経皮的分析物抽出システム１は陽極用チャンバー１１、陰極用チャンバー１４、陽極１２、陰極１５、抽出物収集物質１３、１６および電源１７から構成される。１８は被験者の皮膚、２０は生体内部である。陽極用チャンバー１１および陰極用チャンバー１４が皮膚１８に載置される。陽極用チャンバー１１内には陽極１２および抽出物収集物質１３が収容され、陰極用チャンバー１４内には陰極１５および抽出物収集物質１６が収容されている。陽極１２および陰極１５は電源１７に接続されている。電源１７は定電流電源である。
【０００７】
電源１７が電流の供給を開始すると、経皮的分析物抽出システム１は、図２に示す電気回路を構成する。この図において、皮膚１８の電気抵抗値をＲｅｐ、生体内部２０の電気抵抗値をＲｓｕｂとしている。
次に、部分２２を拡大して電源１７による通電開始後の皮膚１８の状態について図３を参照して説明する。図３は通電開始から所定時間経過後の部分２２の状態を説明する説明図である。
【０００８】
皮膚１８には、電源１７から電気エネルギーが付加されて分析物透過パス２４が形成される。分析物透過パスとは、所定のエネルギーを皮膚に付与することによって、汗腺や毛穴等のマクロポアや細胞間のミクロポアを広げてできるパスであって、このパスの内部を分析物が透過することができる。分析物透過パスは、付与するエネルギーが大きい方が形成されやすい。分析物透過パスは、皮膚の他の領域よりも電気抵抗が小さい。
分析物透過パス２４の電気抵抗値Ｒｅｐ１は、分析物透過パス２４以外の領域の抵抗値Ｒｅｐ２よりも小さく（Ｒｅｐ１＜Ｒｅｐ２）、これらの抵抗値は以下の式（１）で表される。
【０００９】
１／Ｒｅｐ＝１／Ｒｅｐ１＋１／Ｒｅｐ２・・・（１）
分析物透過パス２４を流れる電流の量をＩｅｐ１、分析物透過パス２４以外の領域を流れる電流の量をＩｅｐ２とすると、以下の式（２）が成立する。
Ｉｅｐ１×Ｒｅｐ１＝Ｉｅｐ２×Ｒｅｐ２・・・（２）
ここで、Ｒｅｐ１＜Ｒｅｐ２であるから、式（２）より、Ｉｅｐ１＞Ｉｅｐ２が成立する。すなわち、分析物透過パス２４には大きな電流が流れるが、それ以外の領域に流れる電流は小さい。言い換えると、電流が分析物透過パス２４に集中している。このことは、電源１７からの電気エネルギーの多くは分析物透過パス２４に供給され、まだ分析物透過パスが形成されていない領域への電気エネルギーの付与量は小さいことを意味する。従って、まだ分析物透過パスが形成されていない領域は分析物透過パスが形成されにくく、形成されるまでに長時間を必要とする。
【００１０】
そして、図３に示す状態となった後さらに電流を流し続けると、まだ分析物透過パスが形成されていない領域でも徐々に分析物透過パスが形成されていき、ある時間Ｔ１で分析物透過パスの数が一定になる（図４参照）。時間Ｔ１での皮膚の状態を図５に示す。図５に示すように、分析物透過パスが所定数以上形成されると、分析物透過パスの数が安定し、分析物の抽出量も安定するのである。しかし、従来の経皮的分析物抽出システムは、一部の分析物透過パスに電流が集中してしまうことによって、分析物透過パスが形成されるまでの時間（＝Ｔ１）が長くなり、分析物の抽出量が安定するまでに長時間を要していた。
【００１１】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、分析物の抽出前の待機時間を短縮した経皮的分析物抽出システムと分析システムおよび経皮的分析物抽出方法と分析方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明は、生体組織中の分析物を経皮的に抽出する経皮的分析物抽出システムであって、生体の皮膚の第１抽出領域に接触して配置される第１抽出物収集物質および第１抽出物収集物質に接触して配置される第１電極を備え、第１抽出領域に生体組織中の分析物を抽出するための分析物透過パスを形成し分析物を第１抽出物収集物質中に抽出する第１電極部と、生体の皮膚の第２抽出領域に接触して配置される第２抽出物収集物質および第２抽出物収集物質に接触して配置される第２電極を備え、第２抽出領域に分析物透過パスを形成し第２抽出物収集物質中に分析物を抽出する第２電極部と、第１電極部の第１電極に第１電流を供給し第２電極部の第２電極に第２電流を供給する電源部と、電源部に接続され、第１電流および第２電流を通過させる通電用電極部とを備え、第１電極の第１抽出領域に対向し且つ第１抽出物収集物質と接触する面の接触面積が０．０１〜１ｍｍ ２ であり、第２電極の第２抽出領域に対向し且つ第２抽出物収集物質と接触する面の接触面積が０．０１〜１ｍｍ ２ である経皮的分析物抽出システムを提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の経皮的分析物抽出システムは、分析物の抽出方法としてリバースイオントフォレシス法を採用するものである。
本発明においては、非侵襲的に生体組織内の分析物を皮膚を介して（経皮的に）抽出する。具体的には、電気エネルギーを皮膚に付与することによって、汗腺や毛穴等のマクロポアや細胞間のミクロポアを広げて分析物が皮膚を透過するパスを形成し、このパスを通じて分析物を抽出する方法を採用する。
皮膚は、角質層、表皮、真皮からなる。真皮の下の生体組織を生体内とよぶ。
分析物透過パスとは、所定のエネルギーを皮膚に付与することによって、汗腺や毛穴等のマクロポアや細胞間のミクロポアを広げてできるパスであって、このパスの内部を分析物が透過することができる。
【００１６】
皮膚の第１抽出領域とは、第１電極部によって分析物透過パスが形成される皮膚の領域をいう。
第１電極部の第１抽出領域との接触面積とは、第１電極部を皮膚に載置したときに皮膚と接触する第１電極部の面積をいうが、接触する面積のうち、皮膚に電気エネルギーを付加しない部分の面積までを含むものではない。
【００１７】
第１電極部の第１抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であることがより好ましい。これによってさらに分析物の抽出前の待機時間を短縮できるからである。待機時間短縮の観点から、第１電極部の第１抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．０１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよく、０．０１ｍｍ２〜１ｍｍ２であってもよい。
また、分析物の抽出量を確保する観点から、第１電極部の第１抽出領域との接触面積は０．１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよく、０．５ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
従って、両方の観点から、第１電極部の第１抽出領域との接触面積は０．１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよい。
【００１８】
第１電極部は、皮膚に電気エネルギーを伝達するための電極を含み、好ましくは、抽出された分析物を収集するための抽出物収集物質を含む。
第１電極部は、電源部に接続される第１電極と、第１電極に接触し抽出された分析物を収集する第１抽出物収集物質とを含むことが好ましい。
第１電極部の第１抽出領域との接触面積は、第１抽出物収集物質の皮膚との接触面積であることが好ましい。
通電用電極部は、電源部に接続される通電用電極と、通電用電極に接触する抽出物収集物質とを含むことが好ましい。
【００１９】
抽出物収集物質としては、純水、イオン導電性水溶液（例えば生理食塩水）、ヒドロゲル、イオン導電性ヒドロゲル等が挙げられる。イオン導電性ヒドロゲルとしては、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロースなどが挙げられる。
電源部としては、直流電源、交流電源および直流電源と交流電源の組み合わせが使用でき、分析物の抽出量を安定させるという観点からは直流電源として定電流電源を用いることが好ましい。
【００２０】
第１電流は、電源部から通電用電極部、皮膚の第１抽出領域以外の領域、生体内、第１抽出領域、第１電極部の順に流れ電源部に戻る電流であってもよい。
また、第１電流は、電源部から、第１電極部、皮膚の第１抽出領域、生体内、皮膚の第１抽出領域以外の領域、通電用電極部の順に流れ電源部に戻る電流であってもよい。
第１電流の大きさは、３００μＡ以下であることが好ましい。この範囲であれば、本発明の経皮的分析物抽出システムの使用者が感じる痛みが少ないからである。
第１電流の大きさは１０μＡ〜３００μＡであることが好ましい。この範囲であれば、短時間で分析物透過パスの形成や分析物の抽出が行われ、かつ、本発明の経皮的分析物抽出システムの使用者が感じる痛みが少ないからである。
第１電極部は電源部と切り離し可能であることが好ましい。これによって、第１電極部を使い捨て可能とすることができ、第１電極部で抽出した分析物を測定する場合のコンタミネーションによる精度低下の防止が可能となる。
【００２１】
本発明によって抽出される分析物としては、グルコースが好ましく、これ以外に乳酸、アスコルビン酸、アミノ酸、酵素基質、薬物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明の経皮的分析物抽出システムは、生体の皮膚の第２抽出領域に生体組織中の分析物を非侵襲的に抽出するための分析物透過パスを形成し分析物を抽出する第２電極部をさらに備え、電源部は、第１電極部に第１電流を供給する第１電源および第２電極部に第２電流を供給する第２電源を含み、第２電極部の第２抽出領域との接触面積は５０ｍｍ２以下であってもよい。
これによって、分析物の抽出量を増やすことができ、抽出した分析物を測定する場合の精度を向上させることができる。
第２電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
【００２２】
皮膚の第２抽出領域とは、第２電極部によって分析物透過パスが形成される皮膚の領域をいい、第１抽出領域とは異なる領域である。
第２電極部は、第１電極部と同じ構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。
第１電源および第２電源はそれぞれが電流を発生する独立した電源であってもよい。
第１電源および第２電源としては、直流電源、交流電源および直流電源と交流電源の組み合わせが使用でき、分析物の抽出量を安定させるという観点からは直流電源として定電流電源を用いることが好ましい。
【００２３】
第２電極部の第２抽出領域との接触面積とは、第２電極部を皮膚に載置したときに皮膚と接触する第２電極部の面積をいうが、接触する面積のうち、皮膚に電気エネルギーを付加しない部分の面積までを含むものではない。
第２電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよい。
待機時間短縮の観点から、第２電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．０１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよく、０．０１ｍｍ２〜１ｍｍ２であってもよい。
また、分析物の抽出量を確保する観点から、第２電極部の第２抽出領域との接触面積は０．１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよく、０．５ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
従って、両方の観点から、第２電極部の第２抽出領域との接触面積は０．１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよい。
【００２４】
第２電極部は、皮膚に電気エネルギーを伝達するための電極を含み、好ましくは、抽出された分析物を収集するための抽出物収集物質を含む。
第２電極部は、電源部に接続される第２電極と、第２電極に接触し抽出された分析物を収集する第２抽出物収集物質とを含むことが好ましい。
第２抽出物収集物質は第１抽出物収集物質と同じ物質であってもよいし、異なる物質であってもよい。また第１抽出物収集物質と第２抽出物収集物質は、互いに絶縁されていれば一体形状であってもよいし、別体で構成されていてもよい。
第２電極部の第２抽出領域との接触面積は、第２抽出物収集物質の皮膚との接触面積であることが好ましい。
第１電極部と第２電極部は、第１電極と、第２電極と、第１電極および第２電極に接触する単一の抽出物収集物質から構成することによって一体化してもよい。
【００２５】
第２電流は、電源部から通電用電極部、皮膚の第２抽出領域以外の領域、生体内、第２抽出領域、第２電極部の順に流れ電源部に戻る電流であってもよい。
また、第２電流は、電源部から、第２電極部、皮膚の第２抽出領域、生体内、皮膚の第２抽出領域以外の領域、通電用電極部の順に流れ電源部に戻る電流であってもよい。
第２電流の大きさは、３００μＡ以下であることが好ましい。この範囲であれば、本発明の経皮的分析物抽出システムの使用者が感じる痛みが少ないからである。
第２電流の大きさは１０μＡ〜３００μＡであってもよい。
【００２６】
第２電極部は電源部と切り離し可能であることが好ましい。これによって、第２電極部を使い捨て可能とすることができ、第２電極部で抽出した分析物を測定する場合のコンタミネーションによる精度低下の防止が可能となる。
通電用電極部は、第１電流および第２電流を通過させる単一の通電用電極であってもよい。
通電用電極部は、第１電流を通過させる第１通電用電極および第２電流を通過させる第２通電用電極を含んでいてもよい。
【００２７】
本発明の経皮的分析物抽出システムは、分析物の抽出を促進させるための抽出促進部をさらに備えてもよい。
抽出促進部としては、分析物透過パスを通じて分析物を抽出させるための超音波を第１抽出領域および／または第２抽出領域に照射する超音波照射部や、分析物透過パスを通じて分析物を吸引するための陰圧を第１抽出領域および／または第２抽出領域に付与する陰圧付与部や、分析物の抽出を促進させるための薬剤を第１抽出領域および／または第２抽出領域に付与する薬剤付与部などが挙げられる。
分析物の抽出を促進させるための薬剤としては、メントール、アルコール、界面活性剤などが挙げられる。
これによって、分析物抽出方法としてソノフォレシス法や陰圧吸引法やケミカルエンハンサー法などを併用することができる。
従って、分析物の抽出量を増やすことができ、第１電極部および／または第２電極部で抽出した分析物を測定する場合の精度を向上させることができる。
【００２８】
本発明の経皮的分析物抽出システムは、分析物透過パスの形成を促進させるためのパス形成促進部をさらに備えてもよい。
パス形成促進部としては、分析物透過パスを形成するための超音波を第１抽出領域および／または第２抽出領域に照射する超音波照射部や、分析物透過パスの形成を促進させるための薬剤を第１抽出領域および／または第２抽出領域に付与する薬剤付与部などが挙げられる。
分析物透過パスの形成を促進させるための薬剤としては、メントール、アルコール、界面活性剤などが挙げられる。
これによって、分析物透過パスの形成方法としてソノフォレシス法やケミカルエンハンサー法などを併用することができる。
従って、分析物透過パスの形成時間をさらに短縮させることができる。
【００２９】
また、本発明の経皮的分析物抽出システムと、第１電極部によって抽出された分析物を測定し分析量に対応する信号を出力する測定部と、測定部から出力された信号を分析し分析結果を得る分析部と、分析部で得られた分析結果を出力する出力部とを備える経皮的分析物分析システムが提供される。
測定部で採用可能な測定方法としては、高速液体クロマトグラフィー（HPLC）を用いた電気化学検出法、ヘキソキナーゼ法（HK法）、グルコースオキシターゼ（GOD）電極法、グルコースオキシターゼ（GOD）比色法等が挙げられる。このような測定法を用いた測定部は測定の度に交換可能なディスポーザル構成とすることも可能である。
【００３０】
分析部としては、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータやサーバなどを使用することができる。
出力部としては、ＣＲＴ，ＬＣＤなどの表示装置やプリンターや他のコンピュータにデータを出力する通信手段などが使用できる。
経皮的分析物抽出システム、測定部、分析部、出力部は一体化して例えば、腕時計のような形状としてもよいし、別体構成としてもよい。
【００３１】
別の観点から、この発明は、生体組織中の分析物を経皮的に抽出する経皮的分析物抽出システムであって、第１電極と、第１電極に接触し、生体の皮膚の第１抽出領域に載置される第１抽出物収集物質と、皮膚の第１抽出領域以外の領域に配置される第１通電用電極と、両極に第１電極および第１通電用電極が接続され、第１電極および第１通電用電極を通過する第１電流を供給する第１電源とを含み、第１抽出物収集物質の皮膚との接触面積が５０ｍｍ２以下である経皮的分析物抽出システムを提供する。
第１抽出物収集物質の皮膚との接触面積は、０．０１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
【００３２】
第１抽出物収集物質の皮膚との接触面積が０．０１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であることがより好ましい。これによってさらに分析物の抽出前の待機時間を短縮できるからである。
第１抽出物収集物質の皮膚との接触面積は、０．１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよい。
第１通電用電極の皮膚への配置方法としては、皮膚に直接載置してもよく、抽出物収集物質を介して皮膚に載置してもよく、また、皮膚に埋め込んでもよい。
第１電極が陰極であり、第１通電用電極が陽極であってもよい。
第１電極が陽極であり、第１通電用電極が陰極であってもよい。
【００３３】
本発明の経皮的分析物抽出システムは、第２電極と、第２電極に接触し、生体の皮膚の第２抽出領域に載置される第２抽出物収集物質と、皮膚の第１および第２抽出領域以外の領域に配置される第２通電用電極と、両極に第２電極および第２通電用電極が接続され、第２電極および第２通電用電極を通過する第２電流を供給する第２電源とをさらに備え、第２抽出物収集物質の皮膚との接触面積が５０ｍｍ２以下であってもよい。
第２抽出物収集物質の皮膚との接触面積は、０．０１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
第２抽出物収集物質の皮膚との接触面積が０．０１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよい。
第２抽出物収集物質の皮膚との接触面積は、０．１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよい。
第１および第２通電用電極は一体化されていてもよい。
【００３４】
第１、第２電極および第１、第２通電用電極としては同じ構成のものを使用してもよいし、異なる構成のものを使用してもよく、その材質としては、Ａｇ、ＡｇＣｌ、カーボン、プラチナなどが使用できる。
第１および第２電源が供給する第１電流および第２電流の大きさは、３００μＡ以下であることが好ましい。
第１および第２電源が供給する第１電流および第２電流の大きさは、１０μＡ〜３００μＡであってもよい。
第１電源および第２電源としては、直流電源、交流電源および直流電源と交流電源の組み合わせが使用でき、分析物の抽出量を安定させるという観点からは直流電源として定電流電源を用いることが好ましい。
第１電極は第１電源と切り離し可能であってもよい。
第２電極は第２電源と切り離し可能であってもよい。
【００３５】
またこの発明は、生体組織中の分析物を経皮的に抽出する経皮的分析物抽出システムであって、生体の皮膚の第１抽出領域に生体組織中の分析物を非侵襲的に抽出するための分析物透過パスを形成する第１パス形成電極部と、第１抽出領域に形成された分析物透過パスを通じて分析物を抽出する第１抽出電極部と、第１パス形成電極部または第１抽出電極部に第１電流を供給する電源部と、電源部に接続され、第１電流を通過させる通電用電極部とを含み、第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は５０ｍｍ２以下である経皮的分析物抽出システムを提供する。
第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
【００３６】
第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であることがより好ましい。これによってさらに分析物の抽出前の待機時間を短縮できるからである。
待機時間短縮の観点から、第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．０１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよく、０．０１ｍｍ２〜１ｍｍ２であってもよい。
また、分析物の抽出量を確保する観点から、第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は０．１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよく、０．５ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
従って、両方の観点から、第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は０．１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよい。
【００３７】
第１パス形成電極部と第１抽出電極部は同時に電源部に接続されていてもよいし、どちらか一方のみが接続されていてもよい。
分析物透過パス形成時には第１パス形成電極部が電源部に接続され、分析物抽出時には第１パス形成電極部が電源部から切り離され、第１抽出電極部が電源部に接続されてもよい。
第１パス形成電極部と第１抽出電極部は同じ構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。
【００３８】
本発明の経皮的分析物抽出システムは、生体の皮膚の第２抽出領域に生体組織中の分析物を非侵襲的に抽出するための分析物透過パスを形成する第２パス形成電極部と、第２抽出領域に形成された分析物透過パスを通じて分析物を抽出する第２抽出電極部とをさらに備え、電源部は、第１パス形成電極部または第１抽出電極部に第１電流を供給する第１電源と、第２パス形成電極部または第２抽出電極部に第２電流を供給する第２電源を含み、第２パス形成電極部の第２抽出領域との接触面積は５０ｍｍ２以下であってもよい。
これによって、分析物の抽出量を増やすことができ、抽出した分析物を測定する場合の精度を向上させることができる。
【００３９】
第２パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
第２パス形成電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよい。
待機時間短縮の観点から、第２パス形成電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．０１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよく、０．０１ｍｍ２〜１ｍｍ２であってもよい。
また、分析物の抽出量を確保する観点から、第２パス形成電極部の第２抽出領域との接触面積は０．１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよく、０．５ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
従って、両方の観点から、第２パス形成電極部の第２抽出領域との接触面積は０．１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよい。
【００４０】
第１パス形成電極部と第２パス形成電極部は、第１電極と、第２電極と、第１電極および第２電極に接触する単一の抽出物収集物質から構成することによって一体化してもよい。
同様に、第１抽出電極部と第２抽出電極部は、第１電極と、第２電極と、第１電極および第２電極に接触する単一の抽出物収集物質から構成することによって一体化してもよい。
【００４１】
第２パス形成電極部と第２抽出電極部は同時に電源部に接続されていてもよいし、どちらか一方のみが接続されていてもよい。
分析物透過パス形成時には第２パス形成電極部が電源部に接続され、分析物抽出時には第２パス形成電極部が電源部から切り離され、第２抽出電極部が電源部に接続されてもよい。
第１電流および第２電流は、分析物透過パス形成時と分析物抽出時とで大きさや方向が同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００４２】
本発明の経皮的分析物抽出方法は、生体の皮膚の第２抽出領域に生体組織中の分析物を非侵襲的に抽出するための分析物透過パスを形成して分析物を抽出する第２電極部を皮膚の第２抽出領域に載置するステップと、皮膚の第２抽出領域と第２電極部を流れる第２電流を供給して分析物透過パスを形成するステップと、第２抽出領域に形成された分析物透過パスと第２電極部を流れる第２電流を供給して分析物を抽出するステップとを含み、第２電極部の第２抽出領域との接触面積は５０ｍｍ２以下であってもよい。
【００４３】
これによって、分析物の抽出量を増やすことができ、抽出した分析物を測定する場合の精度を向上させることができる。
第２電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
第１電極部の第１抽出領域との接触面積および第２電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよい。
【００４４】
第１電極部を皮膚の第１抽出領域に載置するステップと第２電極部を皮膚の第２抽出領域に載置するステップは同時に行ってもよいしタイミングをずらして行ってもよい。
第１抽出領域と第１電極部を流れる第１電流の供給と、第２抽出領域と第２電極部を流れる第２電流の供給は同時に行ってもよいしタイミングをずらして行ってもよい。
第１抽出領域に形成された分析物透過パスと第１電極部を流れる第１電流の供給と、第２抽出領域に形成された分析物透過パスと第２電極部を流れる第２電流の供給は同時に行ってもよいしタイミングをずらして行ってもよい。
【００４５】
また、本発明は、生体組織中に存在する分析物を経皮的に抽出するための経皮的分析物抽出方法であって、生体の皮膚の第１抽出領域に生体組織中の分析物を非侵襲的に抽出するための分析物透過パスを形成する第１パス形成電極部を皮膚の第１抽出領域に載置するステップと、皮膚の第１抽出領域と第１パス形成電極部を流れる第１パス形成電流を供給して分析物透過パスを形成するステップと、第１パス形成電極部を第１抽出領域から除去するステップと、第１抽出領域に形成された分析物透過パスを通じて分析物を抽出する第１抽出電極部を第１抽出領域に載置するステップと、第１抽出領域に形成された分析物透過パスと第１抽出電極部を流れる第１抽出電流を供給して分析物を抽出するステップとを含み、第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は５０ｍｍ２以下である経皮的分析物抽出方法を提供する。
第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
【００４６】
本発明の経皮的分析方法は、生体の皮膚の第２抽出領域に生体組織中の分析物を非侵襲的に抽出するための分析物透過パスを形成する第２パス形成電極部を皮膚の第２抽出領域に載置するステップと、皮膚の第２抽出領域と第２パス形成電極部を流れる第２パス形成電流を供給して分析物透過パスを形成するステップと、第２パス形成電極部を第２抽出領域から除去するステップと、第２抽出領域に形成された分析物透過パスを通じて分析物を抽出する第２抽出電極部を第２抽出領域に載置するステップと、第２抽出領域に形成された分析物透過パスと第２抽出電極部を流れる第２抽出電流を供給して分析物を抽出するステップとを含み、第２パス形成電極部の第２抽出領域との接触面積は５０ｍｍ２以下であってもよい。
【００４７】
第２パス形成電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってもよい。
第１パス形成電極部の第１抽出領域との接触面積および第２パス形成電極部の第２抽出領域との接触面積は０．０１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜２５ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜１０ｍｍ２であってもよく、０．１ｍｍ２〜５ｍｍ２であってもよい。
第１パス形成電極部を皮膚の第１抽出領域に載置するステップと第２パス形成電極部を皮膚の第２抽出領域に載置するステップは同時に行ってもよいしタイミングをずらして行ってもよい。
第１パス形成電流の供給と、第２パス形成電流の供給は同時に行ってもよいしタイミングをずらして行ってもよい。
第１抽出電流の供給と、第２抽出電流の供給は同時に行ってもよいしタイミングをずらして行ってもよい。
【００４８】
また、本発明の経皮的分析物抽出方法と、抽出された分析物の量に対応する信号を出力するステップと、出力された信号を分析して分析結果を得るステップと、得られた分析結果を出力するステップとを含む経皮的分析物分析方法が提供される。
【００４９】
以下、図面に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。
図６はこの発明の経皮的分析物抽出システムの第１実施形態の概観図である。
経皮的分析物抽出システム２７は、システム本体２８とバンド２９からなる。２６は使用者の手首の断面を示している。
使用者は、バンド２９を手首２６に巻き付けてシステム本体２８を手首の任意の位置に固定する。
なお、このシステムは、グルコースを抽出するシステムである。
【００５０】
図７は手首２６に巻き付けられた状態のシステム本体２８の内部構成を説明する説明図である。 システム本体２８は、▲１▼５０μＡの定電流を供給する電源３０と、▲２▼電源３０のマイナス側に接続される陰極３６と、陰極３６を内部に配置する陰極用チャンバー３４と、陰極用チャンバー３４内に収容され陰極３６と接触する抽出物収集物質３８とからなる第１電極部３２と、▲３▼電源３０のプラス側に接続される陽極４４と、陽極４４を内部に配置する陽極用チャンバー４２と、陽極用チャンバー４２内に収容され陽極４４と接触する抽出物収集物質４５とからなる通電用電極部４０と、▲４▼電源３０と第１電極部３２を切り離し可能とするコネクタ５０とから構成される。
【００５１】
陰極３６として、ＡｇＣｌ製のワイヤーを用い、陽極４４としてリング状のＡｇを用い、陰極用チャンバー３４として内径がφ０．６ｍｍのガラスキャピラリーを用い、陽極用チャンバー４２として、内径がφ８ｍｍのアクリル製チャンバーを用い、抽出物収集物質３８，４５としてヒドロキシプロピルセルロースを用いた。
なお、この実施形態では、第１電極部３２と通電用電極部４０は異なる構成としているが、通電用電極部４０として、第１電極部３２を用いることもできる。
【００５２】
第１電極部３２が載置された皮膚の領域は第１抽出領域４８であり、通電用電極部４０が載置された皮膚の領域は陽極側領域４６である。ここで、第１電極部３２の第１抽出領域４８との接触面積は、抽出物収集物質３８と皮膚との接触面積に等しく、その面積は、陰極用チャンバー３４の内径がφ０．６ｍｍであることから、０．２８ｍｍ２（＝π×０．３ｍｍ×０．３ｍｍ）である。
グルコースは主に、陰極側である第１電極部３２に収集される。従って、電源３０のプラス側とマイナス側を入れ替えれば、グルコースは主に通電用電極部４０に収集される。例えば、所定時間ごとに電源３０のプラス側とマイナス側を入れ替えれば、第１電極部３２および通電用電極部４０の両方を分析物収集用の電極部として使用することができる。この場合、通電用電極部４０は第１電極部３２と同じ構成にしておくとよい。
なお、分析物透過パスは、第１抽出領域４８にも陽極側領域４６にも形成される。
【００５３】
図８は、上記の経皮的分析物抽出システム２７を含む経皮的分析物分析システム１００を示す模式図である。
経皮的分析物分析システム１００は、経皮的分析物抽出システム２７と分析システム１０４からなる。分析システム１０４は、抽出物収集物質３８（図７）内に抽出された分析物を測定し、分析物量に対応する信号を出力する測定部（センサー）１０１、測定部１０１から出力された信号を分析して分析結果を出力する分析部１０２および分析部１０２から出力された分析結果を出力（表示）する出力部１０３とからなる。
ここで、測定部１０１は高速液体クロマトグラフィー（HPLC）を用いた電気化学検出法を採用するセンサーである。分析部１０２としては、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータが用いられ、出力部１０３としては、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）が用いられている。
なお、この実施形態では分析物抽出システム２７と分析システム１０４は別体構成であるが、分析システム１０４をシステム本体２８に内蔵して一体化してもよい。
【００５４】
次に、経皮的分析物分析システム１００の使用方法について図９に示すフローチャートおよび図６〜８、１０を参照して説明する。
図９は、経皮的分析物分析システム１００の使用方法を説明するフローチャートである。図１０は、分析物透過パスが形成された第１領域の状態を説明する説明図である。
まず、使用者は、バンド２９（図６）を手首２６に巻き付けることにより、第１電極部３２（図７）、通電用電極部４０を被験者の皮膚１８の表面に載置して固定する（ステップＳ１）。
次に、陽極４４を陽極側、陰極３６を陰極側として電源３０から５０μＡの定電流Ｉが供給される（ステップＳ２）。
電流Ｉは、電源３０から通電用電極部４０、皮膚の陽極側領域４６、生体内部２０、第１抽出領域４８、第１電極部３２の順に流れ、電源３０に戻る。
電流が第１抽出領域４８を通過することによって分析物透過パス５２（図１０）が形成される（ステップＳ３）。
【００５５】
さらに電流Ｉを供給することによって分析物透過パス５２を通じて分析物が抽出物収集物質３８内に抽出される（ステップＳ４）。
電流Ｉの供給を終了することによって、分析物の抽出は終了する（ステップＳ５）。
使用者は、コネクタ５０を外し、第１電極部３２を第１抽出領域４８から除去し、第１電極部３２を分析システム１０４（図８）の測定部１０１にセットする（ステップＳ６）。
測定部１０１によって、第１電極部３２に抽出された分析物（グルコース）の量に対応する信号が分析部１０２に出力される（ステップＳ７）。
分析部１０２によって、測定部１０１から出力された信号が分析され、分析結果が出力部１０３に出力される（ステップＳ８）。
出力部１０３によって、分析部１０２から出力された分析結果が表示される（ステップＳ９）。
【００５６】
次に、経皮的分析物分析システム１００の別の使用方法について図１１に示すフローチャートおよび図６〜８、１０を参照して説明する。
図１１は、経皮的分析物分析システム１００の別の使用方法を説明するフローチャートである。
まず、使用者は、バンド２９（図６）を手首２６に巻き付けることにより、第１電極部３２（図７）、通電用電極部４０を被験者の皮膚１８の表面に載置する（ステップＳ１１）。ここで、第１電極部３２は、第１抽出領域４８に分析物透過パスを形成するために使用されるパス形成電極部である。
次に、陽極４４を陽極側、陰極３６を陰極側として電源３０から５０μＡの定電流Ｉが供給される（ステップＳ１２）。
電流Ｉは、電源３０から通電用電極部４０、皮膚の陽極側領域４６、生体内部２０、第１抽出領域４８、第１電極部３２の順に流れ、電源３０に戻る。
電流が第１抽出領域４８を通過することによって分析物透過パス５２（図１０）が形成される（ステップＳ１３）。
【００５７】
電流Ｉの供給を終了し、コネクタ５０を外し、第１電極部３２を第１抽出領域４８から除去する（ステップＳ１４）。
次に、コネクタ５０に別の第１電極部３２を接続し、その第１電極部３２を第１抽出領域４８に載置する（ステップＳ１５）。ここで使用される別の第１電極部３２は、分析物透過パスを通じて分析物を抽出するために使用される抽出電極部である。
次に、陽極４４を陽極側、陰極３６を陰極側として電源３０から５０μＡの定電流Ｉが供給される（ステップＳ１６）。
電流が分析物透過パス５２を流れることによって分析物が抽出物収集物質３８内に抽出される（ステップＳ１７）。
【００５８】
電流Ｉの供給を終了することによって、分析物の抽出は終了する（ステップＳ１８）。
使用者は、コネクタ５０を外し、第１電極部３２を第１抽出領域４８から除去し、第１電極部３２を分析システム１０４（図８）の測定部１０１にセットする（ステップＳ１９）。
測定部１０１によって、第１電極部３２に抽出された分析物（グルコース）の量に対応する信号が分析部１０２に出力される（ステップＳ２０）。
分析部１０２によって、測定部１０１から出力された信号が分析され、分析結果が出力部１０３に出力される（ステップＳ２１）。
出力部１０３によって、分析部１０２から出力された分析結果が表示される（ステップＳ２２）。
【００５９】
なお、この実施形態では、パス形成電極部および抽出電極部として第１電極部３２を使用したが、それぞれ別の構成の電極部を使用することも可能である。
また、ステップＳ１３とステップＳ１７における電流Ｉとして同じ大きさ、同じ方向の電流を使用したが、これらの大きさ、方向は互いに異なっていてもよい。
【００６０】
次に、別の実施形態について説明する。
図１２はこの発明の経皮的分析物抽出システムの第２実施形態の概観図である。
経皮的分析物抽出システム１２７は、システム本体１２８とバンド１２９からなる。２６は使用者の手首の断面を示している。
使用者は、バンド１２９を手首２６に巻き付けてシステム本体１２８を手首の任意の位置に固定する。
なお、このシステムは、グルコースを抽出するシステムである。
【００６１】
図１３は手首２６に巻き付けられた状態のシステム本体１２８の内部構成を説明する説明図である。 システム本体１２８は、▲１▼５０μＡの定電流を供給する第１電源１３０ａと５０μＡの定電流を供給する第２電源１３０ｂとを含む電源部１３０と、▲２▼第１電源１３０ａのマイナス側に接続される陰極１３６ａと、陰極１３６ａを内部に配置する陰極用チャンバー１３４ａと、陰極用チャンバー１３４ａ内に収容され陰極１３６ａと接触する抽出物収集物質１３８ａとからなる第１電極部１３２ａと、▲３▼第２電源１３０ｂのマイナス側に接続される陰極１３６ｂと、陰極１３６ｂを内部に配置する陰極用チャンバー１３４ｂと、陰極用チャンバー１３４ｂ内に収容され陰極１３６ｂと接触する抽出物収集物質１３８ｂとからなる第２電極部１３２ｂと、▲４▼第１電源１３０ａおよび第２電源１３０ｂのプラス側に接続される陽極１４４と、陽極１４４を内部に配置する陽極用チャンバー１４２と、陽極用チャンバー１４２内に収容され陽極１４４と接触する抽出物収集物質１４５とからなる通電用電極部１４０と、▲５▼第１電源１３０ａと第１電極部１３２ａを切り離し可能とするコネクタ１５０ａと、▲６▼第２電源１３０ｂと第２電極部１３２ｂを切り離し可能とするコネクタ１５０ｂとから構成される。
【００６２】
陰極１３６ａ、１３６ｂとしてＡｇＣｌ製のワイヤーを用い、陽極１４４としてリング状のＡｇを用い、陰極用チャンバー１３４ａ、１３４ｂとして内径がφ０．６ｍｍのガラスキャピラリーを用い、陽極用チャンバー１４２として内径がφ８ｍｍのアクリル製チャンバーを用い、抽出物収集物質１３８ａ、１３８ｂ，１４５としてヒドロキシプロピルセルロースを用いた。
なお、この実施形態では、第１電極部１３２ａ、第２電極部１３２ｂと通電用電極部１４０は異なる構成としているが、通電用電極部１４０として、第１電極部１３２ａまたは１３２ｂを用いることもできる。
【００６３】
第１電極部１３２ａが載置された皮膚の領域は第１抽出領域１４８ａであり、第２電極部１３２ｂが載置された皮膚の領域は第２抽出領域１４８ｂであり、通電用電極部１４０が載置された皮膚の領域は陽極側領域１４６である。ここで、第１電極部１３２ａの第１抽出領域１４８ａとの接触面積は、抽出物収集物質１３８ａと皮膚との接触面積に等しく、その面積は、陰極用チャンバー１３４ａの内径がφ０．６ｍｍであることから、０．２８ｍｍ２（＝π×０．３ｍｍ×０．３ｍｍ）である。同様に、第２電極部１３２ｂの第２抽出領域１４８ｂとの接触面積は、抽出物収集物質１３８ｂと皮膚との接触面積に等しく、その面積は、陰極用チャンバー１３４ｂの内径がφ０．６ｍｍであることから、０．２８ｍｍ２（＝π×０．３ｍｍ×０．３ｍｍ）である。
【００６４】
第２実施形態の経皮的分析物抽出システムによれば、抽出電極部の抽出領域との接触面積の合計が第１実施形態の経皮的分析物抽出システムより大きくなるため、分析物の抽出量を増加させることができる。
グルコースは主に、陰極側である第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂに収集される。従って、第１電源１３０ａおよび第２電源１３０ｂのプラス側とマイナス側を入れ替えれば、グルコースは主に通電用電極部１４０に収集される。例えば、所定時間ごとに第１電源１３０ａおよび第２電源１３０ｂのプラス側とマイナス側を入れ替えれば、第１電極部１３２ａ、第２電極部１３２ｂおよび第１通電用電極部１４０の両方を分析物収集用の電極部として使用することができる。この場合、通電用電極部１４０は第１電極部１３２ａまたは第２電極部１３２ｂと同じ構成にしておくとよい。
なお、分析物透過パスは、第１抽出領域１４８ａにも第２抽出領域１４８ｂにも陽極側領域１４６にも形成される。
【００６５】
図１４は、上記の経皮的分析物抽出システム１２７を含む経皮的分析物分析システム２００を示す模式図である。
経皮的分析物分析システム２００は、経皮的分析物抽出システム１２７と分析システム１０４ａからなる。分析システム１０４ａは、抽出物収集物質１３８ａ（図１３）および１３８ｂ内に抽出された分析物を測定し、分析物量に対応する信号を出力する測定部（センサー）１０１ａ、測定部１０１ａから出力された信号を分析して分析結果を出力する分析部１０２ａおよび分析部１０２ａから出力された分析結果を出力（表示）する出力部１０３ａとからなる。
【００６６】
ここで、測定部１０１ａは高速液体クロマトグラフィー（HPLC）を用いた電気化学検出法を採用するセンサーである。分析部１０２ａとしては、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータが用いられ、出力部１０３ａとしては、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）が用いられている。
なお、この実施形態では分析物抽出システム１２７と分析システム１０４ａは別体構成であるが、分析システム１０４ａをシステム本体１２８に内蔵して一体化してもよい。
【００６７】
次に、経皮的分析物分析システム２００の使用方法について図１５に示すフローチャートおよび図１２〜１４、１６を参照して説明する。
図１５は、経皮的分析物分析システム２００の使用方法を説明するフローチャートである。図１６は、分析物透過パスが形成された第１領域と第２領域の状態を説明する説明図である。
まず、使用者は、バンド１２９（図１２）を手首２６に巻き付けることにより、第１電極部１３２ａ（図１３）、第２電極部１３２ｂおよび通電用電極部１４０を被験者の皮膚１８の表面に載置して固定する（ステップＳ１０１）。
次に、陽極１４４を陽極側、陰極１３６ａ、１３６ｂを陰極側として第１電源１３０ａおよび第２電源１３０ｂからそれぞれ５０μＡの定電流Ｉ１、Ｉ２が供給される（ステップＳ１０２）。
【００６８】
電流Ｉ１の少なくとも一部は、第１電源１３０ａから通電用電極部１４０、皮膚の陽極側領域１４６、生体内部２０、第１抽出領域１４８ａ、第１電極部１３２ａの順に流れ、第１電源１３０ａに戻る。
電流Ｉ２の少なくとも一部は、第２電源１３０ｂから通電用電極部１４０、皮膚の陽極側領域１４６、生体内部２０、第２抽出領域１４８ｂ、第２電極部１３２ｂの順に流れ、第２電源１３０ｂに戻る。
電流が第１抽出領域１４８ａおよび第２抽出領域１４８ｂを通過することによって分析物透過パス１５２ａ、１５２ｂ（図１６）が形成される（ステップＳ１０３）。
【００６９】
さらに電流Ｉ１、Ｉ２を供給することによって分析物透過パス１５２ａ、１５２ｂを通じて分析物が抽出物収集物質１３８ａ、１３８ｂ内に抽出される（ステップＳ１０４）。
電流Ｉ１、Ｉ２の供給を終了することによって、分析物の抽出は終了する（ステップＳ１０５）。
使用者は、コネクタ１５０ａ、１５０ｂを外し、第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂを第１抽出領域１４８ａおよび第２抽出領域１４８ｂから除去し、第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂを分析システム１０４ａ（図１４）の測定部１０１ａにセットする（ステップＳ１０６）。
測定部１０１ａによって、第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂに抽出された分析物（グルコース）の量に対応する信号が分析部１０２ａに出力される（ステップＳ１０７）。
【００７０】
分析部１０２ａによって、測定部１０１ａから出力された信号が分析され、分析結果が出力部１０３ａに出力される（ステップＳ１０８）。
出力部１０３ａによって、分析部１０２ａから出力された分析結果が表示される（ステップＳ１０９）。
なお、ステップＳ１０２における定電流Ｉ１の供給と定電流Ｉ２の供給は同時に行っているが、タイミングをずらして行ってもよい。
次に、経皮的分析物分析システム２００の別の使用方法について図１７に示すフローチャートおよび図１２〜１４、１６を参照して説明する。
図１７は、経皮的分析物分析システム２００の別の使用方法を説明するフローチャートである。
【００７１】
まず、使用者は、バンド１２９（図１２）を手首２６に巻き付けることにより、第１電極部１３２ａ（図１３）、第２電極部１３２ｂ、通電用電極部１４０を被験者の皮膚１８の表面に載置する（ステップＳ１１１）。ここで、第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂは、第１抽出領域１４８ａおよび第２抽出領域１４８ｂに分析物透過パスを形成するために使用されるパス形成電極部である。
次に、陽極１４４を陽極側、陰極１３６ａ，１３６ｂを陰極側として第１電源１３０ａおよび第２電源１３０ｂからそれぞれ５０μＡの定電流Ｉ１、Ｉ２が供給される（ステップＳ１１２）。
【００７２】
電流Ｉ１の少なくとも一部は、第１電源１３０ａから通電用電極部１４０、皮膚の陽極側領域１４６、生体内部２０、第１抽出領域１４８ａ、第１電極部１３２ａの順に流れ、第１電源１３０ａに戻る。
電流Ｉ２の少なくとも一部は、主に、第２電源１３０ｂから通電用電極部１４０、皮膚の陽極側領域１４６、生体内部２０、第２抽出領域１４８ｂ、第２電極部１３２ｂの順に流れ、第２電源１３０ｂに戻る。
電流が第１抽出領域１４８ａおよび第２抽出領域１４８ｂを通過することによって分析物透過パス１５２ａ、１５２ｂ（図１６）が形成される（ステップＳ１１３）。
電流Ｉ１、Ｉ２の供給を終了し、コネクタ１５０ａ、１５０ｂを外し、第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂを第１抽出領域１４８ａおよび第２抽出領域１４８ｂから除去する（ステップＳ１１４）。
【００７３】
次に、コネクタ１５０ａ、１５０ｂに別の第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂをそれぞれ接続し、その第１電極部１３２ａおよび第２電極１３２ｂを第１抽出領域１４８ａおよび第２抽出領域１４８ｂにそれぞれ載置する（ステップＳ１１５）。ここで使用される別の第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂは、分析物透過パスを通じて分析物を抽出するために使用される抽出電極部である。
次に、陽極１４４を陽極側、陰極１３６ａ，１３６ｂを陰極側として第１電源１３０ａおよび第２電源１３０ｂからそれぞれ５０μＡの定電流Ｉ１、Ｉ２が供給される（ステップＳ１１６）。
【００７４】
電流が分析物透過パス１５２ａ，１５２ｂを流れることによって分析物が抽出物収集物質１３８ａおよび１３８ｂ内に抽出される（ステップＳ１１７）。
電流Ｉ１、Ｉ２の供給を終了することによって、分析物の抽出は終了する（ステップＳ１１８）。
使用者は、コネクタ１５０ａ，１５０ｂを外し、第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂを第１抽出領域１４８ａおよび第２抽出領域１４８ｂから除去し、第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂを分析システム１０４ａの測定部１０１ａにセットする（ステップＳ１１９）。
測定部１０１ａ（図１４）によって、第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂに抽出された分析物（グルコース）の量に対応する信号が分析部１０２ａに出力される（ステップＳ１２０）。
【００７５】
分析部１０２ａによって、測定部１０１ａから出力された信号が分析され、分析結果が出力部１０３ａに出力される（ステップＳ１２１）。
出力部１０３ａによって、分析部１０２ａから出力された分析結果が表示される（ステップＳ１２２）。
なお、この実施形態では、パス形成電極および抽出電極部として第１電極部１３２ａおよび第２電極部１３２ｂを使用したが、パス形成電極と抽出電極部とで別の構成の電極部を使用することも可能である。
また、ステップＳ１１３とステップＳ１１７における電流Ｉ１として同じ大きさ、同じ方向の電流を使用したが、これらの大きさ、方向はステップによって異なっていてもよい。電流Ｉ２についても同様である。
また、ステップＳ１１２における定電流Ｉ１の供給と定電流Ｉ２の供給は同時に行っているが、タイミングをずらして行ってもよい。同様に、ステップＳ１１４やステップＳ１１６における電極部除去や電流供給のタイミングをずらしてもよい。
【００７６】
なお、この実施形態では、パス形成電極部または抽出電極部として２つの電極部１３２ａ，１３２ｂ（図１３）を用いているが、これに限定されるものではなく、電極部は３つ以上であってもよい。この場合、電極部を一体化してもよい。なお、電源１３０ａ、１３０ｂ等の数は電極部の数と同数以上準備する。
図１８に、一体化されたパス形成電極部の実施形態を示す。パス形成電極部２３２は、直方体の抽出物収集物質２３８と、抽出物収集物質２３８の上面に整列して貼付された９個の電極２３６ａ、２３６ｂ、２３６ｃ、・・・２３６ｆ・・・２３６ｉからなり、それぞれの電極は電源１３０ａ、１３０ｂ等（図１３）に切り離し可能に接続される。電極２３６ａ等としてＡｇＣｌが、抽出物収集物質２３８としてヒドロキシプロピルセルロースが用いられている。１つの電極とその電極の下方部分の抽出物収集物質２３８が一体となって１つの電極部を構成する。すなわち、パス形成電極部２３２は、９個の電極部が一体化されたものである。
【００７７】
抽出物収集物質２３８の下面は、１辺が９ｍｍの正方形である。従って、抽出物収集物質２３８と皮膚との接触面積は８１ｍｍ２（＝９ｍｍ×９ｍｍ）であり、電極部が９個あることから、各電極部の皮膚の抽出領域との接触面積は９ｍｍ２（＝８１ｍｍ２÷９個）である。
パス形成電極部２３２は抽出電極部として使用することも可能である。
パス形成電極部２３２を分析物透過パス形成のために使用した場合、抽出電極部として、通電用電極部１４０のように電極部の皮膚との接触面積が５０ｍｍ２を超えるものを使用することもできる。
【００７８】
パス形成電極部を複数用いる場合、パス形成電極部の皮膚の抽出領域との接触面積の総和は、０．１ｍｍ２〜２００ｍｍ２であることが好ましく、１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であることがより好ましい。
同様に、抽出電極部を複数用いる場合、抽出電極部の皮膚の抽出領域との接触面積の総和は、０．１ｍｍ２〜２００ｍｍ２であることが好ましく、１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であることがより好ましい。
【００７９】
上記２つの実施形態では、リバースイオントフォレシス法のみを採用した経皮的分析物抽出システムを示したが、これらに限定されるものではなく、皮膚の抽出領域に超音波を照射して皮膚のバリア機能を低下させ受動拡散を促進することにより生体中の分析物を抽出するソノフォレシス法、皮膚の抽出領域を陰圧で吸引して生体中の分析物を抽出する陰圧吸引法、皮膚の抽出領域に分析物の経皮移動を促進するためのエンハンサーを付与するケミカルエンハンサー法などを適当に組み合わせて採用することもできる。
【００８０】
例えば、上記実施形態で示した経皮的分析物抽出システム２７や１２７に、抽出領域に超音波を照射する超音波照射部や、抽出領域を陰圧で吸引する吸引部や、抽出領域にエンハンサーを付与するエンハンサー付与部を設けてもよい。
これによって、分析物の抽出量を増加させることができ、より精度の高い分析が可能となる。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、分析物の抽出前の待機時間を短縮した経皮的分析物抽出システムと分析システムおよび経皮的分析物抽出方法と分析方法が提供された。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の経皮的分析物抽出システムの内部構成を説明する説明図である。
【図２】 経皮的分析物抽出システム１が構成する電気回路を説明する説明図である。
【図３】 通電開始から所定時間経過後の部分２２の状態を説明する説明図である。
【図４】 通電開始からの時間と分析物透過パス数の関係を示すグラフである。
【図５】 通電開始から時間Ｔ１経過後の皮膚の状態を示す説明図である。
【図６】 この発明の経皮的分析物抽出システムの第１実施形態の概観図である。
【図７】 手首２６に巻き付けられた状態のシステム本体２８の内部構成を説明する説明図である。
【図８】 経皮的分析物抽出システム２７を含む経皮的分析物分析システム１００を示す模式図である。
【図９】 経皮的分析物分析システム１００の使用方法を説明するフローチャートである。
【図１０】 分析物透過パスが形成された第１領域の状態を説明する説明図である。
【図１１】 経皮的分析物分析システム１００の別の使用方法を説明するフローチャートである。
【図１２】 この発明の経皮的分析物抽出システムの第２実施形態の概観図である。
【図１３】 手首２６に巻き付けられた状態のシステム本体１２８の内部構成を説明する説明図である。
【図１４】 経皮的分析物抽出システム１２７を含む経皮的分析物分析システム２００を示す模式図である。
【図１５】 経皮的分析物分析システム２００の使用方法を説明するフローチャートである。
【図１６】 分析物透過パスが形成された第１領域と第２領域の状態を説明する説明図である。
【図１７】 経皮的分析物分析システム２００の別の使用方法を説明するフローチャートである。
【図１８】 パス形成電極部２３２の斜視図である。
【符号の説明】
１ 経皮的分析物抽出システム
１１ 陰極用チャンバー
１２ 陰極
１４ 陽極用チャンバー
１５ 陽極
１３，１６ 抽出物収集物質
１７ 電源
１８ 皮膚
２０ 生体内部
２２ 部分
２６ 手首の断面
２７ 経皮的分析物抽出システム
２８ システム本体
２９ バンド
３０ 電源
３２ 第1電極部
３４ 陰極用チャンバー
３６ 陰極
３８、４５ 抽出物収集物質
４０ 通電用電極部
４２ 陽極用チャンバー
４４ 陽極
４６ 陽極側領域
４８ 第１抽出領域
５０ コネクタ
５２ 分析物透過パス
１００ 経皮的分析物分析システム
１０１ 測定部
１０２ 分析部
１０３ 出力部
１０４ 分析システム
Claims (7)
- 生体組織中の分析物を経皮的に抽出する経皮的分析物抽出システムであって、
生体の皮膚の第１抽出領域に接触して配置される第１抽出物収集物質および第１抽出物収集物質に接触して配置される第１電極を備え、第１抽出領域に生体組織中の分析物を抽出するための分析物透過パスを形成し分析物を第１抽出物収集物質中に抽出する第１電極部と、
生体の皮膚の第２抽出領域に接触して配置される第２抽出物収集物質および第２抽出物収集物質に接触して配置される第２電極を備え、第２抽出領域に分析物透過パスを形成し第２抽出物収集物質中に分析物を抽出する第２電極部と、
第１電極部の第１電極に第１電流を供給し第２電極部の第２電極に第２電流を供給する電源部と、
電源部に接続され、第１電流および第２電流を通過させる通電用電極部とを備え、
第１電極の第１抽出領域に対向し且つ第１抽出物収集物質と接触する面の接触面積が０．０１〜１ｍｍ ２ であり、第２電極の第２抽出領域に対向し且つ第２抽出物収集物質と接触する面の接触面積が０．０１〜１ｍｍ ２ である経皮的分析物抽出システム。 - 第１電流は、電源部から通電用電極部、皮膚の第１抽出領域以外の領域、生体内、第１抽出領域、第１抽出物収集物質、第１電極の順に流れ電源部に戻る電流である請求項１または請求項１記載の経皮的分析物抽出システム。
- 第１電流の大きさは、３００μＡ以下である請求項１または請求項２に記載の経皮的分析物抽出システム。
- 第１電極部は電源部と切り離し可能である請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の経皮的分析物抽出システム。
- 分析物の抽出を促進させるための抽出促進部をさらに備える請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の経皮的分析物抽出システム。
- 分析物がグルコースである請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の経皮的分析物抽出システム。
- 請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の経皮的分析物抽出システムと、第１電極部および第２電極部によって抽出された分析物を測定し分析量に対応する信号を出力する測定部と、測定部から出力された信号を分析し分析結果を得る分析部と、分析部で得られた分析結果を出力する出力部とを備える経皮的分析物分析システム。
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