JP5275217B2 - 生体内分析のためのシステム - Google Patents

Description

本発明は、概して、ポイント・オブ・ケア（現場）分析に関し、特に、リポソーム、ナノコンテナまたはその両方を利用した生体内の体液分析に関する。

幾つかの場合、癌のような疾病は、腫瘍特異的なマーカ、典型的には、特定の抗体用の血液を分析することによって検出することができる。疑わしい物質の存在について、体液サンプルを体外検査することは一般的である。たとえば、免疫測定は、ペプチド、タンパク質、酵素、ホルモン、ビタミン、薬物、炭水化物などのような様々な物質の定性または定量に対して広く使用されている。典型的には、これらの生体外検出方法は、複数の反応と、場合によっては各反応に対して異なる条件とを含み得るそうした手順の複雑な要求のため、厄介で複雑な自動化機械を使用して、実験室において行なわれる。

幾つかの場合、病気の後期には、血流中に抗体が出現することがある。さらに、これらの検出方法は、生体外で行なわれるときに、異常に生じる物質の発生源の位置特定または識別を容易に可能にしない場合がある。多くの例では、身体内腔で異常に生じる物質の位置特定は、病状の識別に大きく寄与する。たとえば、胃腸（ＧＩ）管内の赤血球の高くなった濃度の存在は、ＧＩ管に沿った出血の位置に応じて、様々な病状を示すことがあり、これによって、識別された病状の容易な処置に貢献することが可能である。

たとえば、ＧＩ管の生体内画像を得るために、生体内画像化のための装置およびシステムが使用されることが可能であるが、通常、画像化のみでは、癌などの病状の早期発見は可能になり得ない。

本発明の実施形態は、病状を検出する際のポリマーソーム（ｐｏｌｙｍｅｒｏｓｏｍｅ）またはナノコンテナの使用を含んでいる。幾つかの実施形態は、体外または生体外の使用に対して設計されることが可能であり、本発明の他の実施形態は、たとえば、体内分析または生体内分析および画像化を可能にすることがある。

１つの実施形態によれば、ナノコンテナは、マーカを備えており、ターゲティング要素を備えることが可能である。
マーカ（インジケータ、信号伝達材料、または信号伝達材料であることが可能である）は、典型的には、色素のような光学的に可視な物質を含むことが可能である。ターゲティング要素は、典型的には、その環境における標的分子または化合物の向きをナノコンテナに促進することが可能である。本発明の実施形態によれば、ターゲティング要素は、たとえば、抗体または抗体のホット・スポット、糖、ペプチド、タンパク質、オリゴヌクレオチド、脂質、神経媒介物質、ホルモン、ビタミン、またはそれらの誘導体を含むことが可能である。本発明の幾つかの実施形態によれば、ナノコンテナに包含されたターゲティング要素と、その環境における標的分子または化合物との反応は、ナノコンテナの構造上の変形（ナノコンテナにおける分解、孔形成、破裂、または他の開放を含むことが可能である）を生じさせ、それによって、マーカをナノコンテナから放出することが可能である。このように、１つの実施形態によれば、ナノコンテナに包含されるマーカは、ターゲティング要素と標的分子との反応の際にだけ可視となる。

本発明の幾つかの実施形態によれば、マーカは、その環境における変化を感知可能であり、その環境に依存して異なる光学的性質を呈することが可能である。他の実施形態によれば、マーカは、その光学的性質によって検出される必要はない。幾つかの実施形態によれば、マーカは、電荷、構造変化、重量などのような特性によって検出されることが可能である。

本発明の実施形態は、病状検出のための方法を提供する。１つの実施形態によれば、マーカおよびターゲティング要素を包含したナノコンテナは、患者の体内に導入される。生体内画像化装置は、患者の体内に挿入され、たとえば、嚥下可能な画像化カプセルは、ＧＩ管内に挿入される。標的分子または判断因子が患者の体内環境に存在する場合、ナノコンテナが、それらに引きつけられ、標的分子または判断因子と反応すると、ナノコンテナは、破裂その他によって開き、ナノコンテナに包含されるマーカが、生体内画像化装置によって画像化されることを可能にする。

別の実施形態によれば、生体外検査が提供されることが可能である。１つの実施形態によれば、患者から取ったサンプルは、本発明の実施形態にかかるナノコンテナと体外で混合されることが可能である。サンプルの光学的性質の変化は、サンプル中の標的分子の存在を示すことが可能である。

本発明の一実施形態にかかるキットは、「ポイント・オブ・ケア」として使用されることが可能であり、ケア提供者が現場で身体サンプルまたは他のサンプルの分析を行なうことを可能にし、たとえば、特別な実験室のサービスを使用する必要がない。

本発明の実施形態は、病状検出のためのシステムを提供する。このシステムは、自律型の嚥下可能なカプセルである生体内装置を備えることが可能であり、このカプセルは、画像化器と、データを外部受信器およびモニタに送信するための送信器とを備えてもよく、備えなくてもよい。

本発明の幾つかの実施形態は、体外検出および／または分析装置における１回の使用に向けられている。
他の実施形態は、嚥下可能な生体内装置に向けられおり、それは、典型的には、自然な蠕動によって身体内腔（たとえば、胃腸（ＧＩ）管）を通じて受動的または能動的に進められる。本発明の実施形態によれば、生体内装置は、反応室および送信器を備えることが可能である。生体内でサンプルが集められることが可能な反応室は、本発明の実施形態にかかるナノコンテナを備えることが可能である。サンプル中の標的分子の存在によって反応室内で生じる変化は、送信器によって外部の受信システムへ送信されることが可能である。本発明の実施形態によれば、送信器は、無線送信器（たとえば、ＲＦ送信器）である。幾つかの実施形態によれば、生体内装置は、反応室内で生じる反応を画像化するための光源および画像化システム（たとえば、光学系および画像化器を備えることが可能である）を備えることが可能である。幾つかの実施形態によれば、生体内装置は、本装置の電気部品に電力を提供する電源を備えることが可能である。

本発明の実施形態は、生体内装置から送信されたデータを受信する受信システムと、送信されたデータを表示するディスプレイとを備えることが可能である。本発明の実施形態は、データを表示する前に、そのデータを処理するプロセッサを備えることが可能である。

本発明の実施形態は、画像センサまたは画像化器を本質的に備えた嚥下可能な生体内装置に向けられている。他のセンサは、たとえば、ｐＨセンサ、温度センサ、圧力センサ、
他の生体内のパラメータのセンサ、様々な生体内の物質または化合物のセンサなどを備えることが可能である。

たとえば、生体内感知装置、受信システム、および／または表示システムを備えた本発明の幾つかの実施形態にかかる装置、システム、および方法は、「生体内ビデオ・カメラ・システム」と題するＩｄｄａｎらの米国特許第５，６０４，５３１号、および／または、「生体内画像化のための装置およびシステム」と題し、２００１年３月８日に出願され、米国特許出願公開第２００１／００３５９０２号として２００１年１１月１日に公開された米国特許出願第０９／８００，４７０号、および／または、「身体内腔の広範囲画像化のためのシステムおよび方法」と題し、２００２年１月１６日に出願され、米国特許出願公開第２００２／０１０９７７４号として２００２年８月１５日に公開された米国特許出願第１０／０４６，５４１号、および／または、「生体内身体内腔状態を判断するシステムおよび方法」と題し、２００２年１月１６日に出願され、米国特許出願公開第２００２／０１１１５４４として２００２年８月１５日に公開された米国特許出願第１０／０４６，５４０号に記述された実施形態と同様であることが可能であり、引用によってそれらのすべてのその全体を援用する。ここで記述されるような装置およびシステムは、他の構成および／または構成要素の組を有することが可能である。たとえば、上記公報に記述されたもののようなワークステーションにおける、たとえば、外部受信器／記録器ユニット、プロセッサ、およびモニタは、本発明の幾つかの実施形態での使用に適している場合がある。ここで記述されるような装置およびシステムは、他の構成および／または他の構成要素の組を有することが可能である。たとえば、本発明は、内視鏡、注射器、ステント、カテーテルなどを使用して実施されることが可能である。幾つかの生体内装置は、カプセル形状をなすことが可能であるか、または、たとえば、ピーナッツ状、または、管状、球状、円錐状、または他の適切な形状をなすことが可能である。

本発明の実施形態は、ＧＩ管を通過する嚥下可能な生体内装置を備え、該装置に向けられている。幾つかの実施形態では、生体内装置は、画像化器以外にセンサ、および／または他の適切な構成要素を随意に備えることが可能である。

生体内装置の実施形態は、自律型且つ自己完結型である。たとえば、生体内装置は、カプセルまたは他のユニットを備えており、ここでは、すべての構成要素は、コンテナ、ハウジング、またはシェル内に実質的に包含されており、また、生体内装置は、たとえば、電力を受けるか、または、情報を送信するためのワイヤまたはケーブルを必要としない。生体内装置は、データ、制御、または他の機能の表示を提供する外部受信および表示システムと通信することが可能である。たとえば、電力は、内蔵電池または電源によって提供される。他の実施形態は、他の構成および機能を有することが可能である。たとえば、構成要素は、複数の位置またはユニットに亘って分散されることが可能である。

さて、参照が図１に対してなされ、それは、封入されたマーカ材料の放出（生体内および／または生体外）に対して設計されたナノコンテナまたは液晶ポリマーについて概略的に記述している。１つの実施形態によれば、ナノコンテナは、制御された方法で、たとえば、ナノコンテナの標的物質への露出のような特定の刺激の結果としての個別のパルスでマーカを放出するように設計されている。ナノコンテナ（たとえば、ポリマーソームまたはリポソーム）１９１は、天然または合成のベシクル形成脂質１０からなることができる。親水性の頭部および疎水性の尾部を有した双極分子である脂質は、水区画を囲む円形の二重層を自然に形成し、この二重層は、水に浸されるとき、脂質の親水性領域が水に向かい、脂質の疎水性領域が水から遠ざかるように自身を配置する。この形態は、２つの個別の水相互作用表面を形成している。薬物または色素のような物質は、そのようなリポソームの異なる区画（たとえば、１２および１３）に溶けることができる。ナノコンテナ１９１を生成するために使用される脂質１０は、スフィンゴミエリンまたはホスファチジルコ
リンのようなリン脂質、コレステロールのようなステロイド、セラミド、スフィンゴ脂質、および他の合成または天然であるポリマーを含むことが可能である。たとえば、ナノコンテナは、糖タンパク質、糖脂質、ウイルス蛋白、多糖類、脂肪多糖類、および他のオリゴ糖のような親水性／疎水性構造を有した様々な炭水化物ポリマーを含むことができる。他の分子は、本技術において公知であるように使用されることができる。ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）および他の界面活性剤のようなポリマーは、典型的には、ポリマーソームと呼ばれる中空ナノ構造上に保護層１４を形成するために使用されることができる。ボール内のボールの形状を有し、約１マイクロメートルよりも小さい内径を有したそのような脂質からなるコンテナは、ナノコンテナと呼ばれることがある。幾つかの実施形態では、ナノコンテナ１９１は、多層のナノコンテナを生成する、より大きいコンテナ内に閉じ込められることができる。典型的には、多層のリポソームを生産するのは容易であるが、それらのリポソームの内層に閉じ込められた材料を放出することは、それより困難である。異なる溶液が異なる用途に対して適していることがある。たとえば、狭い血管を貫通するように設計されたナノコンテナについては、二層リポソームが好ましいことがある。通常安定したプロファイルについては、二重拡散障壁コンテナが好ましいことがある。幾つかの実施形態によれば、たとえば、腔１２または１３から周囲環境への封入された物質の放出は、リポソームおよび付加層（保護層１４のような）の両方の透過性によって管理される。リポソームの透過性は、リポソームまたはナノ粒子のうちの一部または全部内のホスホリパーゼなどの酵素を含めることによって増強されることが可能である。

保護層１４は、特定の標的物質のために、充分に規定された親和性を持った配位子１１の結合において使用されることが可能である。配位子１１は、抗原、受容体、細胞または細胞上の発現、たとえば、反標的モノクローナル抗体、または抗体の活性部、抗体もしくはタンパク質の「ホット・スポット」（たとえば、タンパク質間相互作用を含み、生物学的または化学的な反応を誘導するのに十分な最小機能ドメイン）、糖タンパク質、糖脂質もしくは「グリコカリックス」、または、特定の受容体もしくは抗原にあるいは標的部位（たとえば、ＧＩ管組織）上で発現した抗原部分に共有結合もしくは非共有結合されることができるバクテリアの多糖類を含むことが可能である。配位子１１は、他の方法でナノコンテナ１９１に付着することが可能である。配位子１１は、標的分子に対するナノコンテナの特異性を比較し、ナノコンテナの透過性の変化を開始させるように作用することが可能である。１つの実施形態によれば、配位子１１は、ナノコンテナに固定され、その結果、一旦標的分子または物質と反応すれば、それは、一連の事象を生じさせ、その終わりで、リポソームの表面は、たとえば、ナノコンテナ１９１の破裂または分解によって孔形成されるであろう。そのような事象は、たとえば、ホスホリパーゼのような酵素を放出し、次にリポソームを分裂させることによる、ナノコンテナの直接的な孔形成または間接的な活性化を含むことが可能である。本処理の終わりでは、容積１２または１３にカプセル化された内容物が露出または放出される。

幾つかの実施形態では、ナノコンテナ１９１の容積１２および／または１３は、たとえば、水溶性の親水性信号伝達材料を包含した溶液で満たされることが可能である。そのような信号伝達材料は、たとえば、信号伝達材料環境の変化の際に、または信号伝達材料と別の物質（たとえば、体液中にある標的タンパク質または検体）との間の反応の際にその光学的性質（たとえば、その色またはその発光もしくは吸光特性）が変化することの可能なｐＨ感応物質もしくはｐＨインジケータ、蛍光物質もしくは蛍光インジケータ、または別の物質もしくはインジケータであることが可能である。たとえば、幾つかの実施形態では、信号伝達材料は、最初に（たとえば、リポソームまたはナノコンテナ１９１内に格納されるときに）第１の色（たとえば、青色）を有することが可能であり、優勢なｐＨまたは他の環境パラメータ（たとえば、温度、酵素環境、バクテリアまたはウイルス環境、電荷など）に応じて第２の異なる色（たとえば、黄色）にその色を変化させることが可能である。本発明の実施形態によれば、容積１３および／または１２は、不溶性または疎水性
または親油性の信号伝達材料を含むか、該物質で満たされることが可能であり、それは、信号伝達材料環境の変化の際に、または、信号伝達材料と別の物質（たとえば、標的タンパク質または体液中にある検体）との間の反応の際にその光学的性質（たとえば、その色またはその発光もしくは吸光特性）を変化させる。たとえば、信号伝達材料またはマーカは、ｐＨに依存して光学的性質を変化させることができる、蛍光または他の色素特性を備えた巨大分子を含む溶液を備えることが可能である。このマーカは、ナノコンテナにおいて、生体内環境には典型的でないｐＨで維持されている間、このように第１の色を見せるが、ナノコンテナから異なるｐＨに放出されると第２の色を見せることができる。幾つかの実施形態では、たとえば、多層のナノコンテナでは、異なる溶液に対して異なる区間が使用されることが可能である。他の数または位置の層、シェル、区間、および／またはナノ区画が使用されることも可能である。

リポソームまたはナノコンテナ１９１の破裂およびたとえばサンプルへのｐＨ感応の露出の際に、たとえば生体内画像化装置によって光学的に検出可能であり、および／または、たとえば人間の目で見ることが可能である、色の変化が生じることが可能である。

幾つかの実施形態では、たとえば、様々な検体特異的なナノコンテナ１９１またはそれらの任意の組合せを含んだ異なる溶液を含む試験管の用意をすることができる。体液サンプル、食物サンプル、組織サンプル、または他の適切なサンプルのようなサンプルは、その試験管に加えられることが可能である。ナノコンテナ１９１は、たとえばｐＨ感応インジケータを包含することが可能であり、それは、リポソームの内部ｐＨとは異なるｐＨに晒されるときに色を変化させ、その外層は、たとえば或る判断因子（たとえば、腫瘍、バクテリア、またはウイルス）に対する抗体を含むことが可能である。リポソームの外側シェルの表面を覆うか、または、該外側シェルに取り付けられるかまたは固定される抗体は、判断因子がサンプル中に存在する場合、判断因子と反応するであろう。判断因子との反応は、ナノコンテナの透過性に変化を生じさせ、ｐＨ感応インジケータを、サンプルのｐＨ（リポソームの内部ｐＨとは典型的に異なる）に露出させるであろう。露出したインジケータは、したがって色を変化させる。色（または他の光学的性質）の変化は、肉眼または画像化もしくは他の光検出装置によって検出されることが可能である。

幾つかの実施形態によれば、マーカは、光学的でない変化（構造、電荷などの変化のような）を体験することがあり、この変化は、適切な測定装置によって検出されることが可能である。

幾つかの実施形態にかかるシステムは、たとえば、汚染されていると疑われる水の現地分析に対して使用されることが可能であり、別の実施形態では、それは、たとえば、血液または血漿または尿のような他の体液中のウイルス、バクテリア、またはバイオマーカの存在を判断するために使用されることができる。

次の非限定例は、本発明の実施形態を例示するために記述されている。
［実施例１］
トリプシン阻害剤は、公知の急性腎不全用バイオマーカである。トリプシンは、塩基性アミノ酸リシンを含んだタンパク質を切断することで知られる酵素である。本発明の１つの実施形態によれば、診断キットを調製することができる。診断キットは、１つの実施形態によれば、次のものを含むことが可能である：
Ａ：リシンを含んだリン脂質に基づいたリポソーム、または、約３．５以下のｐＨを有する溶液におけるポリマーソーム（ｐｏｌｙｍｅｒｓｏｍｅ）とリシンを含んだタンパク質との混合物；
Ｂ：ｐＨインジケータ（たとえば、３．８未満のｐＨにおける黄色と、５．５を越えるｐＨにおける青色とを有する、ブロモクレゾール・グリーン）。他の適切なインジケータ
が使用されることもできる。インジケータは、リポソーム中に封入されている；
Ｃ：トリプシン（典型的には低いｐＨにおいて不活性である）。トリプシンは、リポソームと混合されるか、または、本技術分野において周知の技術を使用してリポソームを覆う多糖類に付着されることが可能である。上記のものが混合され、凍結乾燥され、尿サンプル（本サンプルは、本処理を加速するためにｐＨ８にバッファされる）が入っている試験管内に導入されることが可能である。この段階では、試験管内の液体は、リポソーム内に密閉される酸性ブロモクレゾール・グリーンインジケータによって黄色である。サンプルの高いｐＨの結果、トリプシンは、その活性を回復して、リポソームを含んだリシンの開裂を開始させるであろう。その酸性の黄色の段階におけるブロモクレゾール・グリーンを持った溶液は、リポソームの外側の高いｐＨの尿に露出されて、その色を青色に変化させる。しかしながら、尿が高濃度のトリプシン阻害剤を有している場合、リポソームを含んだリシンの開裂は、防止されるか、または、少なくとも遅延され（阻害剤を含まない尿と比べて）、腎不全の危険性を示すであろう。

［実施例２］
分泌ホスホリパーゼＡ２（ｓＰＬＡ２）は、細胞間の空間において活性のある酵素であり、それは、ガン組織中でも炎症中でも発現する。診断キットは、１つの実施形態によれば、次のものを含むことが可能である：
Ａ：たとえば、リゾリン脂質の２位にアクリル基を備えた脂肪酸、または、ｅＰＬＡ２によって加水分解可能な同様のホスホリパーゼを含んだリン脂質に基づいたリポソーム。リポソームは、約３．５以下のｐＨを持った溶液中に調製される；
Ｂ：ｐＨインジケータ（たとえば、５．２未満のｐＨにおける黄色および６．８を越えるｐＨにおける紫色を有したクロロフェノール・レッド）。クロロフェノールは、無毒である。インジケータは、リポソーム中に封入される；
Ｃ：リポソームは、特定の炎症（たとえば、結腸または癌のポリープ中のＩＢＤ）に対する特定の抗体に結合している。

１つの実施形態では、リポソームは、錠剤中にカプセル化され、結腸に到達したときにだけ放出される（たとえば、リポソームは、ｐＨ＞７で分解されるｐＨ感応コーティングで覆われた錠剤内に包含されている）。

錠剤は、対象物に投与され、また、結腸に達すると、リポソームを分解し放出する。ポリープ（良性であっても）は孔形成された組織であるので、リポソームのうちの幾つかは、たとえばポリープ中に濃縮され、それらを黄色に染色するであろう。高濃度のリポソームは、標的抗原をもった癌性腫瘍または炎症に付着するであろう。それらの場合、ｅＰＬＡ２は、リポソームを加水分解し、その内容物を放出するであろう。結腸のｐＨが＞７であるとき、インジケータの色は、黄色から紫色に変わり、良性および癌性のポリープを区別するであろう。

カプセル内視鏡検査または標準内視鏡は、染色された腫瘍を検出するために使用されることが可能である。
［実施例３］
リポソームは、信号伝達材料がＩＲ感応材料であるという点を除いては、実施例２に記述されるように調製される。リポソームは、生理溶液において懸濁され、注射器による注入、または静脈（ＩＶ）注射、または本技術分野において公知であるような他の適切な供給機構によって全身の血流に導入される。

一旦リポソームが放出されれば、それらは、体内に広がるが、標的抗原で強化された腫瘍に特に蓄積する。ＩＲ発生源を装備した画像化カプセルまたは内視鏡のような生体内画像化装置は、随意に、リポソームまたはナノコンテナが広がって腫瘍に達することを可能
にするために所定の期間を待った後で、患者の体内に挿入されることが可能である。ＩＲ光は、組織を貫通し、腫瘍が筋膜下であってもＩＲ信号伝達材料を励起させることが可能である。このように、励起したＩＲ信号伝達材料によって発せられる光は、深部組織腫瘍の検出を可能にするカプセルまたは内視鏡の画像化器によって検出されることができる。

図２は、本発明の幾つかの実施形態にかかる生体内感知システム１００の模式図である。本システム１００の一または複数の構成要素は、ここで記述した装置および／または構成要素、または、本発明の実施形態にかかる他の生体内装置に関連して使用されることが可能であるか、または、動作可能に付随することが可能である。

装置１４０は、本質的に、画像化器１４６、一または複数の光源１４２、電源１４５、および送信器１４１を備えている。装置１４０は、嚥下可能なカプセルを使用して実施される。

装置１４０は、自律型の嚥下可能なカプセルを備えているが、装置１４０は、他の形状を有することが可能である。装置１４０の実施形態は、自律型且つ自己完結型である。たとえば、装置１４０は、典型的には、カプセルまたは他のユニットであることが可能であり、ここでは、すべての構成要素は、コンテナまたはシェルまたはハウジング内に実質的に包含されており、また、装置１４０は、たとえば、電力を受けおよび／または情報を送信するためのワイヤまたはケーブルを必要としない。幾つかの実施形態では、装置１４０は、自律型且つ非遠隔制御可能であることが可能であり、別の実施形態では、装置１４０は、部分的にまたは全体的に遠隔制御可能であることが可能である。

患者の体外には、たとえば、外部受信器／記録器１１２を備えることが可能であり、それは、随意にアンテナ・アレイとして配置された一または複数のアンテナ（またはアンテナ素子を備えるか、これらを伴うことが可能である。受信器／記録器１１２は、生体内装置１４０によって送信される信号（たとえば、画像データ、感知データ、制御データなどを運ぶ信号）を受信することが可能である。受信器／記録器１１２は、たとえば、記憶素子または記憶装置に受信データを格納することが可能であるか、または、たとえば、携帯端末またはコンピュータを使用して表示装置上に（たとえば、リアルタイムまたは非リアルタイムで）情報を表示することが可能である。

加えて、患者の体外には、たとえば、随意に、ワークステーション１１７（たとえば、コンピュータ、コンピューティング・プラットフォーム）として実装されることが可能である記憶装置１１９、プロセッサ１１４、およびモニタ１１８があることが可能である。ワークステーション１１７は、無線または有線リンクまたは接続を通じて受信器／記録器１１２に接続されることが可能である。ワークステーション１１７は、受信器／記録器１１２を介して受信および／または記録されるデータを受信器／記録器１１２から受信することが可能である。幾つかの実施形態では、ワークステーション１１７は、実質的にリアルタイムで受信器／記録器１１２からデータを受信することが可能であり、および／または、同時に、受信器／記録器１１２は、生体内装置１４０からデータを受信および／または記録することを継続する一方で、生体内装置１４０は、動作可能であり、および／または、生体内にある。幾つかの実施形態では、装置１４０は、データ、制御、または他の機能の表示を提供するために、外部の受信および表示システム（たとえば、ワークステーション１１７またはモニタ１１８）と通信することが可能である（たとえば、直接的または間接的に）。

装置１４０は、本質的に生体内ビデオ・カメラ（たとえば、画像化器１４６）を備えており、それは、装置１４０がＧＩ内腔を通過しながら、たとえばＧＩ管の画像をキャプチャおよび送信することが可能である。他の内腔および／または体腔は、本装置１４０によ
って画像化および／または感知されることが可能である。幾つかの実施形態では、画像化器１４６は、たとえば、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラもしくは画像化器、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）カメラもしくは画像化器、任意の他の半導体カメラもしくは画像化器、光検出器、線形画像化センサ、ライン画像化センサ、フルフレーム画像化センサ、「オンチップ（ｃａｍｅｒａ ｏｎ ｃｈｉｐ）カメラ」画像化センサ、デジタル・カメラ、スチル・カメラ、ビデオ・カメラ、または他の適切な画像化器、カメラもしくは画像収集構成要素を備えることが可能である。

装置１４０の送信器１４１は、本質的に、たとえば、電波を使用して動作することができるか、無線周波数（ＲＦ）信号を送信することができるか、または、他の種類の通信信号を送信することができる無線送信器を備えることが可能である。たとえば、送信器１４１は、アンテナ１４８を利用して無線信号を送信することが可能である。他の送信の無線方法が使用されることも可能である。

幾つかの実施形態では、装置１４０は、随意に、たとえば、外部送信器から信号を受信することができる受信器１９６（無線（たとえば、ＲＦ）受信器）を備えることが可能である。受信信号は、たとえば、装置１４０の一または複数の構成要素を活性化および／または制御するための制御信号またはコマンドを含むことが可能である。受信器１９６は、たとえば、アンテナ１４８を通じて、または、異なるアンテナもしくは受信要素を通じて、たとえば患者の体の外から信号を受信することが可能である。幾つかの実施形態では、信号またはデータは、装置１４０内の個別の受信ユニットによって受信されることが可能である。幾つかの実施形態では、送信器１４１および受信器１９６は、送受信器ユニットまたは送信器受信器一体型ユニットを使用して随意に実施されることが可能である。

幾つかの実施形態では、装置１４０中の画像化器１４６は、送信器１４１に動作可能に接続されることが可能である。送信器１４１は、たとえば、外部の送受信器または受信器／記録器１１２に（たとえば、一または複数のアンテナを通じて）画像および／またはデータを送信することが可能であり、それは、プロセッサ１１４および／または記憶装置１１９にデータを送ることが可能である。送信器１４１は、制御機能を備えることも可能であるが、該制御機能は、個別の構成要素（たとえば、コントローラまたはプロセッサ１４７）に含まれることが可能である。送信器１４１は、画像データ、数値データ、他の感知データ、および／または他のデータ（たとえば、制御データ）を受信装置に送信することができる任意の適切な送信器を備えることも可能である。送信器１４１は、たとえば、外部送受信器から信号／コマンドを受信することができる場合もある。たとえば、幾つかの実施形態では、送信器１４１は、チップ・スケール・パッケージ（ＣＳＰ）に場合によっては設けられる超低出力の無線周波数（ＲＦ）高帯域送信器を備えることが可能である。

或る実施形態では、送信器１４１は、アンテナ１４８を介してデータを送信／受信することが可能である。送信器１４１および／または装置１４０内の別のユニット（たとえば、コントローラまたはプロセッサ１４７）は、装置１４０の動作モードまたは設定の制御のために、および／または、装置１４０内の制御動作または処理動作を行なうために、制御機能（たとえば、制御装置１４０用の一または複数の制御モジュール、処理モジュール、回路、および／または機能）を備えることが可能である。

電源１４５は、本質的に、一または複数の電池または動力電池を備えることが可能である。たとえば、電源１４５は、酸化銀電池、リチウム電池、高エネルギ密度を有した他の適切な電気化学電池などを備えることが可能である。他の適切な電源が使用されることも可能である。

電源１４５は、装置１４０の内部にあり、および／または、たとえば、電力を受けるた
めに外部電源への結合を必要としない。電源１４５は、たとえば、連続的に、実質的に連続的に、または、不連続の方法もしくはタイミングで、または、周期的な方法、断続的な方法、または非連続の方法で、装置１４０の一または複数の構成要素に電力を供給することが可能である。幾つかの実施形態では、電源１４５は、たとえば、必ずしも要求に応じてではなく、または、必ずしもトリガ・イベントもしくは外部起動もしくは外部励起ではなく、装置１４０の一または複数の構成要素に電力を供給することが可能である。

随意に、幾つかの実施形態では、送信器１４１は、たとえば、画像化器１４６によって生成される信号および／またはデータを処理するために、処理装置またはプロセッサまたはコントローラ（たとえば、コントローラまたはプロセッサ１４７）を備えることが可能である。或る実施形態では、処理装置は、独立したユニットであるか、または、装置１４０内の別の構成要素（たとえば、コントローラまたはプロセッサ１４７）に一体化されることが可能であるか、または、画像化器１４６、送信器１４１、もしくは別の構成要素の一体化部分として実装されることが可能であるか、または、処理装置が必要ないこともある。処理装置は、たとえば、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロプロセッサ、コントローラ、チップ、マイクロチップ、コントローラ、回路、集積回路（ＩＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または任意の他の適切な多目的もしくは専用のプロセッサ、コントローラ、回路類または回路を備えることが可能である。幾つかの実施形態では、たとえば、処理装置またはコントローラは、送信器１４１内に埋め込まれるか、または、一体化されることが可能であり、たとえば、ＡＳＩＣを使用して実装されることも可能である。

幾つかの実施形態では、画像化器１４６は、たとえば、連続的に、実質的に連続的に、または、不連続の方法で（たとえば、必ずしも要求に応じてではなく、または、必ずしもトリガ・イベントもしくは外部起動もしくは外部励起ではなく）、または、周期的な方法、断続的な方法、もしくは非連続の方法で、生体内画像を得ることが可能である。

幾つかの実施形態では、送信器１４１は、連続的にもしくは実質的に連続的に（たとえば、必ずしも要求に応じてではなく、または、必ずしもトリガ・イベントもしくは外部起動もしくは外部励起ではなく）、または、周期的な方法、断続的な方法、もしくは非連続の方法で、画像データを送信することが可能である。

幾つかの実施形態では、送信器１４１は、画像データ以外のデータを送信することが可能である。
装置１４０は、本質的に一または複数の光源１４２（たとえば、一または複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）、「白色ＬＥＤ」、モノクロームＬＥＤ、有機ＬＥＤ（Ｏ−ＬＥＤ）、薄膜ＬＥＤ、単色ＬＥＤ、多色ＬＥＤ、可視光放射ＬＥＤ、非可視光放射ＬＥＤ、赤外線（ＩＲ）光放射ＬＥＤ、放射性電界発光層もしくは構成要素、有機電子発光（ＯＥＬ）層もしくは構成要素、または他の適切な光源）を備えることが可能である。

光源１４２は、たとえば、画像化および／または感知した身体内腔または体腔を照らすことが可能である。装置１４０は、随意に、光学系１５０（たとえば、一または複数の光学要素、レンズ、複合レンズ・アセンブリ、拡大レンズ、光学フィルタ、プリズム、格子、平面鏡、曲面鏡、凹面鏡もしくは要素、凸面鏡もしくは要素、反射面、反射要素、光トンネル、光転換要素、集光要素、または、他の適切な光学要素）を備えることが可能である。光学系１５０は、たとえば、反射光を画像化器１４６に集光させること、照らされた光を集光させること、および／または、他の光処理動作を行なうことを補助することが可能である。

幾つかの実施形態では、光源１４２は、連続的に、または、実質的に連続的に（たとえ
ば、必ずしも要求に応じてではなく、または、必ずしもトリガ・イベントもしくは外部起動もしくは外部励起ではなく）照らすことが可能である。幾つかの実施形態では、たとえば、光源１４２は、たとえば、２時間、４時間、８時間などの時間、実質的に連続的に、毎秒所定回数（たとえば、２回または４回）、または、周期的に、断続的に、もしくは非連続に照らすことが可能である。

装置１４０の構成要素は、ハウジングまたはシェルで囲まれるようになっている（たとえば、カプセル状、長方形、楕円形、球状、管状、ピーナッツ形、または他の適切な形態および／もしくは寸法を有する）。ハウジングまたはシェルは、実質的に透明または半透明であることが可能であり、および／または、実質的に透明もしくは半透明であることが可能である一または複数の部分、窓、もしくはドーム（たとえば、ドーム形の窓、または多ドーム形の窓）を備えることが可能である。

たとえば、装置１４０内の一または複数の光源１４２は、透明または半透明の部分、窓、またはドームを通じて身体内腔を照らすことが可能であり、身体内腔から反射された光は、たとえば、同じ透明または半透明の部分、窓、またはドーム（たとえば、リポソームまたはナノコンテナ１９１が配置されることが可能であるドーム上の窓）を通じて、または、随意に、別の透明または半透明の部分、窓、またはドームを通じて装置１４０に入り、光学系１５０および／または画像化器１４６によって受光されることが可能である。幾つかの実施形態では、たとえば、光学系１５０および／または画像化器１４６は、光源１４２が身体内腔を照らすのと同じ窓またはドームを通じて身体内腔から反射された光を受けることが可能である。

ワークステーション１１７は、装置１４０から受信したデータを分析することができ、随意に、リポソームまたはナノ粒子１９１による分子分析に関する画像またはデータから身体内腔の画像化に関する画像を分離することができるデータプロセッサ１１４を備えることが可能である。データプロセッサ１１４は、記憶装置１１９と通信することが可能であり、たとえば、記憶装置１１９間でフレーム・データを転送することができる。データプロセッサ１１４は、分析されたデータをモニタ１１８に提供することが可能であり、ここでは、ユーザ（たとえば、医師）は、提示データを見るかまたは使用することが可能である。

データプロセッサ１１４は、外部受信器／記録器１１２を介して、または、装置１４０から（たとえば、直接）受信したデータを分析し、記憶装置１１９と通信することが可能である（たとえば、記憶装置１１９間でフレーム・データを転送する）。データプロセッサ１１４は、分析されたデータをモニタ１１８に提供することが可能であり、ここでは、ユーザ（たとえば、医師）はデータを見るかまたは使用することが可能である。幾つかの実施形態では、データプロセッサ１１４および／またはワークステーション１１７は、リアルタイム処理用に構成され、および／または、携帯端末を使用して実施されることが可能である。別の実施形態では、ポスト処理が行なわれ、データまたは画像が後で見られることも可能である（たとえば、リアルタイムではない）。制御機能（たとえば、遅延、タイミングなど）が装置１４０の外側にある場合、適切な外部装置（たとえば、送信器または送受信器を有したデータプロセッサ１１４または外部受信器／記録器１１２のような）は、装置１４０に一または複数の制御信号を送信することが可能である。

モニタ１１８は、たとえば、一または複数のスクリーン、モニタ、または適切な表示装置を備えることが可能である。モニタ１１８は、たとえば、装置１４０によってキャプチャおよび／または送信された一もしくは複数の画像または画像のストリームを表示することが可能である（たとえば、ＧＩ管、または他の画像化された身体内腔または体腔の画像）。代わりにまたは加えて、モニタ１１８は、たとえば、制御データ、場所または位置デ
ータ（たとえば、装置１４０の場所または相対的位置について記述または示すデータ）、向きデータ、および様々な他の適切なデータを表示することが可能である。幾つかの実施形態では、たとえば、画像およびその位置（たとえば、画像化されている身体内腔に関する）または場所の両方は、モニタ１１８を使用して提示され、および／または、記憶装置１１９を使用して格納されることが可能である。収集した画像データおよび／または他のデータを格納および／または表示する他のシステムおよび方法が使用されることも可能である。

典型的には、装置１４０は、個別の部分の画像情報を送信することが可能である。各部分は、典型的には、画像またはフレームに対応することが可能であり、他の適切な送信方法が使用されることも可能である。たとえば、幾つかの実施形態では、装置１４０は、０．５秒に１回、画像をキャプチャおよび／または得ることが可能であり、外部の受信器／記録器１１２に画像データを送信することが可能である。他の一定および／または変動キャプチャ速度および／またはキャプチャ送信速度が使用されることも可能である。

典型的には、記録および送信された画像データは、デジタルのカラー画像データを含むことが可能であり、代替の実施形態では、他の画像形式（たとえば、白黒の画像データ）が使用されることも可能である。幾つかの実施形態では、画像データの各フレームは、２５６行を含むことが可能であり、各行は、２５６画素を含むことが可能であり、各画素は、公知の方法にかかる色および明るさに対するデータを含むことが可能である。他の実施形態によれば、３２０×３２０画素の画像化器が使用されることも可能である。画素サイズは、たとえば、５〜６マイクロメートルの間であることが可能であり、他の適切なサイズが使用されることも可能である。幾つかの実施形態によれば、画素には、それぞれマイクロ・レンズが嵌められることが可能である。たとえば、バイエル社のカラー・フィルタを適用することが可能である。他の適切なデータ形式が使用されることも可能であり、他の適切な数または種類の列、行、アレイ、画素、サブピクセル、ボックス、スーパーピクセル、および／または色が使用されることも可能である。

随意に、装置１４０は、画像化器１４６のようなセンサの代わりにまたはそれに加えて、一または複数のセンサ１４３を備えることが可能である。センサ１４３は、たとえば、装置１４０の周囲の特性または特徴の一または複数の値を感知、検出、判断、および／または測定することが可能である。たとえば、センサ１４３は、ｐＨセンサ、温度センサ、電気導電率センサ、圧力センサ、または他の公知の適切な生体内センサを備えることが可能である。

幾つかの実施形態では、装置１４０は、キャリア物質１９０（たとえば、ヒドロゲル）を含むことが可能であり、それは、たとえば、装置１４０のドーム形の光学窓に亘って、装置１４０の外部で固定されるか、設置されるか、または覆うことが可能である。キャリア物質１９０は、たとえば、本発明の実施形態にかかる、結合リポソームまたはナノコンテナ１９１を含むことが可能である。

幾つかの実施形態では、キャリア物質１９０は、たとえば、水溶液または水性溶液が分散または吸収されることが可能である架橋重合鎖からなるかまたは架橋重合鎖、ヒドロゲル（たとえば、水溶性であるポリマー鎖のネットワーク）、水が分散媒であるコロイド状ゲル、ミセル、または高分子化合物（たとえば、セルロース）を含むことが可能であり、他の吸収性、超吸収性の天然または合成高分子が使用されることも可能である。別の実施形態では、乾燥製剤が使用されることも可能である（たとえば、凍結乾燥したリポソームまたはポリマーソームがニトロセルロースに埋め込まれることが可能である）。他の実施形態では、防腐剤（たとえば、チメロサール、ベンジルアルコール、パラベンなど）が使用されるかまたは添加されることが可能である。

幾つかの実施形態では、たとえば、図３に示すように、キャリア物質１９０およびリポソームまたはナノコンテナ１９１は、バンド１９２内に配置されるか、または、バンド１９２上に固定されることが可能である（たとえば、画像化器の視線上にある装置１４０の一部に設置されるか、または、その周囲もしくはその上を覆うか、あるいは、装置１４０の窓の一部の周囲もしくはその上に、または、装置１４０のドーム形の窓における適切な溝の一部の周囲もしくはその上に設置されるかまたはその周囲もしくはその上を覆う）。

幾つかの実施形態では、たとえば、図４に示すように、キャリア物質１９０およびリポソームまたはナノコンテナ１９１は、外部のドーム形部分１９３内に配置されるか、または、ドーム形部分１９３上に固定されることが可能である（たとえば、装置１４０の一部上に、あるいは、装置１４０の窓もしくはドーム形の窓の周囲に、または、その上に設置されるかまたはその周囲もしくはその上を覆う）。

幾つかの実施形態では、キャリア物質１９０（たとえば、ヒドロゲル）は、装置１４０が生体内にない間は、たとえば、保存および／または格納のために覆われることが可能である。たとえば、コーティングは、生体内で溶けることが可能であるか、または、装置１４０が或る身体部分（たとえば、結腸）に達したときにだけ生体内で溶けることが可能である。幾つかの実施形態では、コーティングは、たとえば、入口ゲートおよび／または出口ゲートを開くために部分的に溶けることが可能であり、それによって、キャリア物質１９０を通じた流れ（たとえば、挫傷流れ）を生成する。

図３および図４は、生体内装置１４０の外部へのキャリア物質１９０およびリポソームまたはナノコンテナ１９１の配置を実証しているが、他の適切な場所が使用されることも可能である。幾つかの実施形態では、たとえば、キャリア物質１９０およびリポソームまたはナノコンテナ１９１は、装置１４０の内部に配置されることが可能であり（たとえば、内部区画または室またはチャネル内）、それは、続いて生体内で開放されることが可能である（たとえば、溶解可能なゲート、機械的なゲートなどを使用して）。他の適切な配置、設置、またはコーティングの方法が使用されることも可能である。

幾つかの実施形態では、結合リポソームまたはナノコンテナ１９１（たとえば、凍結乾燥した結合リポソーム、または、結合抗体を一体化したリポソーム）は、たとえば、生体内環境には典型的でないｐＨを有した低強度のバッファ中のｐＨ感応色素で満たされることが可能であり、したがって、色素は、第１の色を見せるが、ナノコンテナから異なるｐＨに放出される際に、色素は、第２の色を見せる。

リポソームまたはナノコンテナ１９１の破裂は、対象検体との反応の結果として生じることが可能である。たとえば、リポソームまたはナノコンテナ１９１の破裂およびｐＨ感応色のサンプルへの露出の際に、色の変化が生じることが可能であり、それは、たとえば、光学的に検出でき、および／または、目に見え、および／または、画像化されることが可能である。他の実施形態では、リポソームまたはナノコンテナ１９１（たとえば、ポリマーソーム）は、基板の光学的性質を変化させることができる代替または付加的な分子（たとえば、蛍光材料、蛍光特性を有した材料など）を含むかまたはその分子で満たされることが可能である。

図２を再び参照して、装置１４０は、嚥下によって生体内に挿入され、身体内腔を通過することが可能である。身体内腔は、キャリア１９０内でサンプリングされることが可能であり（本装置の内部または外部で）、リポソームまたはナノコンテナ１９１は、身体サンプルと接触することが可能である。身体サンプルが標的物質（或る病気の抗原、腫瘍細胞、伝染病、ポリープ細胞などのような）を含んでいる場合、反応は、ナノコンテナ１９
１と標的物質との間で生じるであろう。その反応は、リポソームまたはナノコンテナ１９１、あるいは、リポソームまたはナノコンテナ１９１の一または複数の層（たとえば、その外層または一部）の破壊、開放、破裂、崩壊、分解、融合、または穿刺を生じさせることが可能である。たとえば、一または複数の穴、穿刺穴、または開口が生成されることが可能であり、それによって、リポソームまたはナノコンテナ１９１に格納された信号伝達材料が出て、および／または、身体物質またはキャリア物質１９０（たとえば、ヒドロゲル）と接触することを可能にし、その結果、信号伝達材料の光学的性質の変化をもたらす（たとえば、色または蛍光性（たとえば、青色から黄色への変化など）。

幾つかの実施形態では、信号伝達材料の光学的性質の変化（つまり、結果として生じる信号伝達材料の光学的性質）は、画像化または感知されることが可能である（たとえば、生体内装置１４０の画像化器１４６によって）。たとえば、画像化器１４６は、たとえば、装置１４０の窓またはドーム形の窓を通じて一または複数の画像を得ることが可能である。取得した画像は、たとえば、変化した色（たとえば、元のままではない）を有した信号伝達材料、および／または、反応が生じる身体内腔を含むことが可能である。

装置１４０は、デジタルのカラーおよび／または白黒の画像情報を送信するようになっており、それは、リポソームまたはナノコンテナ１９１（たとえば、個別の部分における）の色情報を含むことが可能であり、たとえば、個別の部分は、画像またはフレームに対応することが可能であり、他の適切な送信方法が使用されることも可能である。幾つかの実施形態では、装置１４０は、たとえば、０．５秒に１回、画像をキャプチャおよび／または得ることが可能であり、他のキャプチャ速度（一定または可変）が使用されることも可能である。幾つかの実施形態では、装置１４０は、疾患または病気の位置を特定し、および／または、その性質を判断するために使用されることが可能である（たとえば、良性・悪性ポリープまたは腫瘍の識別）。

他の実施形態では、たとえば、リポソームまたはナノコンテナ１９１は、最初に蛍光物質で満たされることが可能である。リポソームまたはナノコンテナ１９１は、対象（たとえば、或る抗原）との反応の結果として破裂することがある。リポソームまたはナノコンテナ１９１に格納された蛍光物質は、リポソームまたはナノコンテナ１９１から露出または排出されることが可能であり、その結果、その励起特性を変化させる（たとえば、増加させる）。生体内画像化器１４６またはセンサ１４３（たとえば、光センサ）は、画像および／または蛍光物質の信号の変化（たとえば、増加）を得ることが可能であり、感知データは、送信器１４１によって送信されることが可能である（たとえば、関連する画像データに加えてまたはその代わりに）。

幾つかの実施形態では、生体内装置１４０は、たとえば、一または複数の位置特定方法を使用して位置特定されることが可能であり、それによって、反応が生じる場所または身体部分を判断することを可能にしている（たとえば、抗原、疾患、腫瘍、癌性腫瘍、伝染病、ポリープなどを有した場所または身体部分）。

図５は、本発明の幾つかの実施形態にかかる、複数の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１を有した生体内装置１４０を示している。たとえば、キャリア物質１９０およびリポソームまたはナノコンテナ１９１は、バンド１９２に配置されるか、または、その上に固定されることが可能である（たとえば、装置１４０の一部の周囲に設置されるか、もしくは、その周囲を覆うか、または、装置１４０の一部上に設置されるか、もしくは、その一部の周囲を覆うか、または、装置１４０の窓もしくはドーム形の窓の一部に設置されるか、もしくは、その周囲を覆う）。バンド１９２は、複数の部分または領域（たとえば、第１の部分１９２Ａ、第２の部分１９２Ｂ、第３の部分１９２Ｃなど）を含むことが可能であり、各部分は、たとえば、異なる種類のリポソームまたはナノコンテナを含むこ
とが可能である（たとえば、それぞれ、第１の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ａ、第２の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ｂ、第３の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ｃ）。たとえば、第１の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ａは、第１の抗原またはタンパク質に反応するように構成されることが可能であり、第２の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ａは、酵素またはタンパク質と反応するように構成されることが可能であり、第３の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ａは、三日熱ホルモンまたはタンパク質と反応するように構成されることが可能である。

図５の生体内装置１４０は、身体内腔（たとえば、ＧＩ管）を通過することが可能である。第１の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ａは、第１の抗原またはタンパク質と接触し、それによって、リポソームまたはナノコンテナ１９１Ａの破裂、およびリポソームまたはナノコンテナ１９１Ａの内容物の光学的性質の変化を生じさせることが可能である。同様に、第３の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ｃは、ホルモンまたは第３のタンパク質と接触し、それによって、リポソームまたはナノコンテナ１９１Ｃの破裂、およびリポソームまたはナノコンテナ１９１Ｃの内容物の光学的性質の変化を生じさせることが可能である。対照的に、第２の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ｂは、酵素または第２のタンパク質（たとえば、酵素が患者の体内またはＧＩ管内にない場合）と接触しないことがあり、第２の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ｂの内容物は、露出されないことがあるか、または、その光学的性質を変化させないことがある。装置１４０は、第１の部分１９２Ａ、第２の部分１９２Ｂ、および第３の部分１９２Ｃを含んだ画像を得ることが可能である。生体内画像は、たとえば、第１および第３の抗原が検出され、生体内に存在することがあるが、第２の抗原が検出されず、したがって、生体内に存在しないことがあることを示すことが可能である。

幾つかの実施形態では、第１の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ａによる反応は、光学的性質の第１の変化（たとえば、青色から黄色への色の変化）をもたらすことが可能であるが、第２の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ｂによる反応は、第２の異なる光学的性質の変化（たとえば、青色から緑色への色の変化または蛍光物質の露出）をもたらすことが可能である。

幾つかの実施形態では、第１の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ａによる反応は、光学的性質の第１の変化（たとえば、青色から黄色への色の変化）をもたらすことが可能であるが、第２の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ｂによる反応は、第２の異なる非光学的性質の変化（たとえば、センサ１４３によって検出されることが可能である磁界または導電性）の変化をもたらすことが可能である。

他の実施形態では、複数の反応は、同様のまたは実質的に同一の光学的性質の変化をもたらし、たとえば、前記部分の場所または相対的位置に基づいて区別または識別されることが可能である。たとえば、第１の部分１９２Ａにおける青色から黄色への色の変化は、生体内装置１４０によって画像化されるようなバンド１９２上の部分１９２Ａおよび１９２Ｃの場所または相対的位置に基づいて、第３の部分１９２Ｃにおける青色から黄色への色の変化から識別されることが可能である。たとえば、第１の部分１９２Ａの場所での第１の色から第２の色への色の変化は、第１の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ａが第１の種類の抗原と反応したという兆候として使用されることが可能であるが、第１の部分１９２Ｃの場所での第１の色から第２の色への色の変化は、第３の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ｃが第３の種類の抗原と反応した兆候として使用されることが可能である。

図６は、本発明の幾つかの実施形態にかかる生体内分析システム６００を模式的に示し
ている。システム６００は、生体内画像化装置を備えることが可能であり、それは、自律型または非自律型であることが可能である（たとえば、自律型の生体内画像化装置６４０および／または非自律型の生体内画像化装置６５０および／または移植組織６６０）。

非自律型の生体内画像化装置６５０は、たとえば、内視鏡または腹腔鏡を備えることが可能である。自律型の生体内画像化装置６４０は、たとえば、嚥下可能なカプセル（たとえば、図２の生体内装置１４０と同様の）、またはギブン・イメージング社（Ｇｉｖｅｎ
Ｉｍａｇｉｎｇ Ｌｔｄ．）によって製造される「ＰｉｌｌＣａｍ」（商標）という嚥下可能なカプセルを備えることが可能である。移植組織６６０は、たとえば、生体内に移植されることがある自律型の移植組織であることが可能である。幾つかの実施形態では、装置６４０および／または移植組織６６０は、ここで記述されるような生体内画像化機能を有しており、および／または、他の診断機能（たとえば、赤外線（ＩＲ）検出器、紫外線（ＵＶ）検出器）を備えることが可能である。幾つかの実施形態では、装置６４０および／または移植組織６６０は、物質キャリア１９０（たとえば、ヒドロゲル）を備える必要がなく、および／または、リポソームまたはナノコンテナ１９１を備える必要はない。

システム６００は、さらに、患者の体内に、および／または、患者の体の器官の或る部分に（たとえば、患者の血流、ＧＩ管または他の身体部分、または、体内腔に）リポソームまたはナノコンテナ１９１を供給または挿入することができる一または複数の供給機構を備えることが可能である。そのような機構は、たとえば、リポソームまたはナノコンテナ１９１を含んだ嚥下可能な消化され易い錠剤６０１と、注射器６０２またはリポソームまたはナノコンテナ１９１を注入することができる他の注入機構（たとえば、中空針）と、たとえば、流体の形態で格納されるリポソームまたはナノコンテナ１９１を注入することができる静脈内（ＩＶ）システム６０３と、他の適切な供給機構とを備えることが可能である。

幾つかの実施形態では、たとえば、リポソームまたはナノコンテナ１９１は、たとえば、供給機構６０１〜６０３のうちの一または複数を使用して患者の体内に挿入されることが可能である。生体内画像化装置６４０または６５０は、たとえば、随意に、リポソームまたはナノコンテナ１９１が或る身体部分または体器官まで広がるまたは達することが可能である間の所定の期間を待った後で、患者の体内に挿入されることが可能である。リポソームまたはナノコンテナ１９１は、抗原または酵素またはホルモンまたは患者の体内の任意の他のタンパク質のような或る標的とする物質と反応することが可能であり、その反応は、リポソームまたはナノコンテナ１９１の破裂、および、リポソームまたはナノコンテナ１９１に格納された信号伝達材料の露出および／または光学的性質の変化をもたらす。生体内画像化装置６４０または６５０または６６０は、生体内の画像を得ることが可能であり、その画像は、露出した信号伝達材料および／または変化した（たとえば、元のままではない）色または光学的性質を有した信号伝達材料を含むことが可能である。

取得した生体内画像または信号は、外部受信または処理装置に送信または転送されることが可能である。生体内画像中の信号伝達材料の或る色または光学的性質の存在は、リポソームまたはナノコンテナ１９１が或る種類の抗原と反応したことを示すことが可能である。これは、たとえば、患者の体内におけるその種類の標的物質の存在を示すことが可能である。

幾つかの実施形態では、生体内装置６４０または６５０は、たとえば、一または複数の位置特定方法を使用して位置特定されることが可能であり、それによって、反応が生じる場所または身体部分を判断することを可能にする（たとえば、場所または身体部分は、抗原、病状、腫瘍、癌性腫瘍、伝染病、ポリープなどを有している。

幾つかの実施形態では、随意に、生体内装置６４０または６５０または６６０は、たとえば、信号伝達材料が蛍光材料を含む場合、たとえば、信号伝達材料を照らし、および／または、画像化するために、赤外線（ＩＲ）照明および／またはＵＶ照明および／または画像化技術または他の適切な技術を利用することが可能である。たとえば、生体内画像化装置６４０または６５０または６６０は、蛍光材料を励起させる第１の波長の光を使用して照らすことができる照明ユニット（たとえば、図２の光源１４２と同様の）と、第２の異なる波長の光（たとえば、カプセル化された信号伝達材料からではなく、露出した信号伝達材料から発せられた波長の光）に感応することが可能である生体内画像化器（たとえば、図２の生体内画像化器１４６と同様の）または光検出器（たとえば、センサ１４３）とを備えることが可能である。これは、たとえば、組織または深部組織のマーキングのＩＲまたはＵＶ画像化を可能にすることがある。たとえば、リポソームまたはナノコンテナ１９１は、患者の血流に注入されることが可能であり、そうでなければ血液に注入されないＩＲ感応化合物（たとえば、大きい不溶性分子）を含むことが可能であり、それは、患者の組織内の或る抗原と反応することが可能であり、それによって、信号伝達材料の蓄積または信号伝達材料の光学的性質の変化を生じさせる。信号伝達材料は、身体組織内にあることがあり、目立たないかまたは可視光を使用して画像化可能でないことがあるが、赤外線照明および／または画像化を使用して画像化されることが可能である。

幾つかの実施形態では、システム６００は、複数の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１を利用することが可能である。たとえば、複数の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１は、たとえば、複数のそれぞれの種類の抗原または標的物質に対応して患者の体内に投与されることが可能である。たとえば、生体内画像化装置６４０または６５０または６６０は、第１の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１と反応した第１の標的とする物質の存在を示す第１の色と、随意に、第２の異なる種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１と反応した第２の異なる標的とする物質の存在を示す第２の異なる色とを有した信号伝達材料を含む生体内画像を得ることが可能である。

図７は、本発明の幾つかの実施形態にかかる分析装置７００を模式的に示している。装置７００は、たとえば、生体内で、生体外で、体外で、実験室で、クリニックで、病院で、家で、医師によって、患者によって使用されることが可能である。

装置７００は、随意に、たとえば、ユーザが装置７００を保持および把持することを可能にする取手部７０１と、凍結乾燥したナノコンテナ７０２を含んだ検査コンテナまたは反応面とを備えることが可能である。平面形装置７００および平面形検査面７０２が示されているが、他の適切な形状が使用されることも可能であり、装置７００および／または検査面７０２は、非平面であることも可能である。たとえば、幾つかの実施形態では、装置７００は、シリンダ形であるか、および／または、シリコンを含むことが可能である。

検査コンテナ７０２は、一または複数の検査部分（たとえば、検査コンテナまたは面１９２Ａ、１９２Ｂ、および１９２Ｃ）を備えることが可能であり、それは、それぞれ、一または複数の種類のリポソームまたはナノコンテナ（たとえば、リポソーム、ナノコンテナ１９１Ａ、１９１Ｂ、および１９１Ｃ）を備えることが可能である。

たとえば、検査部分１９２Ａは、第１の種類の抗原と反応することができる第１の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ａを備えることが可能であり、検査部分１９２Ｂは、第２の種類の抗原と反応することができる第２の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ｂを備えることが可能であり、検査部分１９２Ｃは、第３の種類の抗原と反応することができる第３の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ｃを備えることが可能である。

検査面７０２および／または検査部分１９２Ａ〜Ｃは、検査サンプル（たとえば、血液、血漿、尿、唾液など）と接触することが可能である。たとえば、検査面７０２は、検査サンプルを収集するために生体内に挿入されることが可能であり、次に、除去されるか、または、検査面７０２は、生体外に残ったままであることが可能である（たとえば、検査サンプルは、検査面７０２上に配置されるか、または、検査面７０２は、検査サンプル内に浸されることが可能である。幾つかの実施形態では、医学的検査サンプルが使用されることが可能であり、他の実施形態では、非医学的検査サンプルが使用されることも可能である（たとえば、水サンプル、流体サンプル、食物サンプル、環境上のサンプル、生体学的サンプル、化学的サンプルなど）。

幾つかの実施形態では、リポソームまたはナノコンテナ１９１は、ｐＨ感応インジケータで満たされることが可能である。検査サンプルに含まれることがある一または複数の種類の抗原は、一または複数の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１と反応することが可能である。たとえば、第１の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ａは、酸性溶液にメチル・オレンジを含むことが可能であり、したがって、赤色を有している。第１の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ａは、中性の血漿検査サンプルに存在することがある第１の抗原と接触することが可能であり、それによって、リポソームまたはナノコンテナ１９１Ａの破裂を生じさせ、リポソームまたはナノコンテナ１９１Ａの内容物は、その色を変化させるであろう（たとえば、黄色に）。同様に、第３の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ｃは、同様の設定でコンゴレッドを含むことがあり、したがって、青色であることがある。一旦それが同じ血漿検査サンプル中に存在することがある第３の抗原と接触すれば、リポソームまたはナノコンテナ１９１Ｃの破裂が生じることがあり、リポソームまたはナノコンテナ１９１Ｃの色が変化することがある（たとえば、赤に）。対照的に、第２の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ｂは、同様の設定でブロモフェノール・ブルーを含んでおり、したがって、黄色であることがあるが、第２の抗原が同じ血漿検査サンプル中に存在しない場合には、第２の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ｂの内容物は、自然なｐＨ血漿に露出されないことがあり、それは黄色のままでいて色を変化させないことがある。

幾つかの実施形態では、様々な種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１内のマーカまたは信号伝達材料が露出されることが可能であるか、または、リポソームまたはナノコンテナ１９１の、対応する抗原とのそれらの反応による破裂の後に続いて、それらの光学的性質（たとえば、色、蛍光性など）を変化させることが可能である。これは、たとえば、リポソームまたはナノコンテナ１９１の内容物（たとえば、そこの信号伝達材料）の露出または光学的性質の変化をもたらすことが可能である。露出または変化した内容物は、ユーザが見ることが可能であり、光学機器を使用して見ることも可能である。露出または変化した内容物の光学的性質は、或るリポソームまたはナノコンテナ１９１が或る対応する抗原と反応したことを示すことが可能であり、それによって、検査サンプルがその抗原を含んでいることを示している。

装置７００を利用した幾つかの実施形態では、第１の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ａによる反応は、光学的性質の第１の変化（たとえば、青色から黄色への色の変化）をもたらすことが可能であるが、第２の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ｂによる反応は、第２の異なる光学的性質の変化（たとえば、赤色から緑色への色の変化、または蛍光物質の露出）をもたらすことがある。

装置７００を利用した或る実施形態では、複数の反応は、光学的性質の同様のまたは実質的に同一の変化をもたらし、たとえば、部分１９２の位置または相対的位置に基づいて区別または識別されることが可能である。たとえば、第１の部分１９２Ａにおける青色から黄色への色の変化は、検査面７０２上の部分１９２Ａおよび１９２Ｃの位置または相対
的位置に基づいて、第３の部分１９２Ｃにおける青色から黄色への色の変化から識別されることが可能である。たとえば、第１の部分１９２Ａの位置での第１の色から第２の色への色の変化は、第１の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ａが第１の種類の抗原と反応したという兆候として使用されることが可能であるが、第１の部分１９２Ｃの位置での第１の色から第２の色への色の変化は、第３の種類のリポソームまたはナノコンテナ１９１Ｃが第３の種類の抗原と反応したという兆候として使用されることが可能である。

図８は、本発明の幾つかの実施形態にかかる生体内分析のための方法を図示したフローチャートである。この方法は、たとえば、図６のシステム６００と共に使用されることが可能である。

ボックス８１０で示されるように、この方法は、たとえば、信号伝達材料を含んだリポソームまたはナノコンテナを患者の体内に挿入することを含むことが可能であり、リポソームまたはナノコンテナは、或る抗原と反応することができ、その結果、破裂を生じさせ、信号伝達材料の露出、または、信号伝達材料色または他の光学的性質の変化を可能にする。患者の体内に挿入することは、典型的には、有効な量のナノコンテナを投与することを含んでいる。

本発明のナノコンテナは、種々多様な経口投与および注射剤の形で調製および投与されることができる。したがって、本発明のナノコンテナは、注射によって投与されることができる（つまり、静脈内に、筋肉内に、皮内に、皮下に、十二指腸内に、または腹腔内に）。さらに、本発明のナノコンテナは、吸入によって（たとえば鼻腔内に）投与されることもできる。加えて、本発明のナノコンテナは、経皮に投与されることもできる。本発明の実施形態に有用な組成には、薬学的に容認可能なキャリアが添加されることができる。固体形態の調製が本発明の実施形態に応じて使用されることがある。固体の調製は、粉体、タブレット、錠剤、カプセル、カシェ剤（ｃａｃｈｅｔ）、座薬、および分散性顆粒を含むことが可能である。固体キャリアは、希釈剤、香料添加剤、可溶化剤、潤滑剤、懸化剤、バインダ、防腐剤、タブレット崩壊剤、またはカプセル化材料としての作用もなすことが可能である一または複数の物質であることができる。

粉体およびタブレットは、好ましくは、５％または１０％から約７０％までの活性のある化合物を含んでいる。適したキャリアは、炭酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、タルク、糖、ラクトース、ペクチン、デキストリン、スターチ、ゼラチン、トラガカントゴム、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、低融点ワックス、ココアバターなどである。用語「調製（ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ）」は、カプセルを提供するキャリアとしてカプセル化材料を持った活性のある化合物の形成を含むように意図され、ここでは、他のキャリアを持ったまたはキャリアを持たない活性のある成分は、キャリアによって囲まれており、したがって、キャリアを伴っている。同様に、カシェ剤および薬用キャンディが含まれている。タブレット、粉体、カプセル、錠剤、カシェ剤、および薬用キャンディは、経口投与に適した固体製剤として使用されることができる。

液体の形態の調製は、本発明の実施形態に応じて使用されることが可能である。液体の形態の調製は、溶液、懸濁液、および乳化液（たとえば、水または水プロピレングリコール溶液）を含むことが可能である。注射剤については、液体の調製は、ポリエチレングリコール水溶液中で形成されることができる。

経口投与の使用に適した水溶液は、水に活性成分を溶かし、必要に応じて適切な着色剤、香料、安定化剤、および増粘剤を添加することによって調製されることができる。
ボックス８２０で示されるように、この方法は、たとえば、患者の体内に生体内画像化装置を挿入することを含むことが可能である。これは、たとえば、患者の体内へのリポソ
ームまたはナノコンテナの挿入に先立ってまたはその後に続いて行なわれることが可能である。

ボックス８３０で示されるように、この方法は、たとえば、生体内画像を得ることを含むことが可能である。たとえば、生体内画像は、露出または変化した信号伝達材料を含むことが可能であり、それによって、その信号伝達材料を含んだリポソームまたはナノコンテナと関連する或る抗原の存在を示している。他の適切な操作または操作の組が使用されることも可能である。

本発明の幾つかの実施形態にかかる装置、システム、および方法は、たとえば、人体内に挿入されるか、または、人によって嚥下可能な装置と共に使用されることが可能である。しかしながら、本発明の実施形態は、この点に関して限定されるものではなく、たとえば、非人体または動物の体に挿入されるか、または、非人または動物によって嚥下可能な装置と共に使用されることも可能である。

本発明の或る特徴がここで示され且つ記述されている一方で、多くの修正物、置換物、変更物、および均等物が、直ちに当業者に生じるであろう。それは、したがって、添付の請求の範囲が本発明の真の精神の範囲内に該当するようなすべてのそのような修正および変更を包含するように意図されていると理解されるべきものである。

本発明の実施形態にかかるナノコンテナの模式図。 本発明の幾つかの実施形態にかかる生体内感知システムの模式図。 本発明の実施形態にかかる生体内画像化装置の模式図。 本発明の別の実施形態にかかる生体内画像化装置の模式図。 本発明のさらに別の実施形態にかかる生体内画像化装置の模式図。 本発明の幾つかの実施形態にかかる生体内分析システムの模式図。 本発明の幾つかの実施形態にかかる分析装置の模式図。 本発明の幾つかの実施形態にかかる生体内分析の方法のフローチャート。

Claims (7)

1. 物質の存在を生体内検出するシステムであって、
   リポソームと、
   前記リポソーム内に第１のｐＨで維持される信号伝達材料と、
   前記信号伝達材料の光学的性質の変化を検出する生体内画像化装置とを備え、
   前記リポソームは、第２のｐＨを有する体液に接触して該体液中に前記物質が存在する場合、該リポソームが破裂することによって、前記信号伝達材料を前記第２のｐＨに露出するものであり、
   前記生体内画像化装置は、前記第２のｐＨへの露出によって生じた前記信号伝達材料の光学的性質の変化を検出するものであり、
   前記リポソームおよび前記生体内画像化装置は、別々に生体内に導入される、システム。
2. 前記生体内画像化装置は、前記信号伝達材料の色の変化を検出することを含む請求項１記載のシステム。
3. 前記リポソーム内に塩基性のｐＨで信号伝達材料を維持することを含む請求項１記載のシステム。
4. 第２のｐＨは胃におけるｐＨである請求項１記載のシステム。
5. 前記生体内画像化装置は、前記光学的性質の変化を画像化することを含む請求項１記載のシステム。
6. 前記生体内画像化装置は、画像データを受信システムに無線送信することを含む請求項１記載のシステム。
7. 物質の存在を生体内検出するシステムであって、
   リポソームと、
   前記リポソーム内に維持される蛍光材料と、
   前記蛍光材料の励起特性の変化を検出する生体内画像化装置とを備え、
   前記リポソームは、接触する体液中に前記物質が存在する場合、該リポソームが破裂することによって、前記蛍光材料を露出するものであり、
   前記生体内画像化装置は、露出された前記蛍光材料の励起特性の変化を検出するものであり、
   前記リポソームおよび前記生体内画像化装置は、別々に生体内に導入される、システム。

Images