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特表2024-518364複数の医薬品を同時に検出及び測定するための電気化学センサ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-05-01
(54)【発明の名称】複数の医薬品を同時に検出及び測定するための電気化学センサ
(51)【国際特許分類】
A61B 5/1473 20060101AFI20240423BHJP
G01N 27/30 20060101ALI20240423BHJP
G01N 27/48 20060101ALI20240423BHJP
A61B 5/00 20060101ALI20240423BHJP
【ＦＩ】
A61B5/1473
G01N27/30 A
G01N27/48 311
A61B5/00 N
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023567130
(86)(22)【出願日】2022-05-03
(85)【翻訳文提出日】2023-12-15
(86)【国際出願番号】 US2022027527
(87)【国際公開番号】W WO2022235711
(87)【国際公開日】2022-11-10
(31)【優先権主張番号】63/183,440
(32)【優先日】2021-05-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＦＲＡＭ
２．ＦＩＲＥＷＩＲＥ
３．ＴＨＵＮＤＥＲＢＯＬＴ
４．ｉＰｈｏｎｅ
５．ｉＰａｄ
６．ＶＩＳＵＡＬ ＢＡＳＩＣ
７．ＪＡＶＡＳＣＲＩＰＴ
(71)【出願人】
【識別番号】523412795
【氏名又は名称】カリ ヘルス，インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100114775
【弁理士】
【氏名又は名称】高岡 亮一
(74)【代理人】
【識別番号】100121511
【弁理士】
【氏名又は名称】小田 直
(74)【代理人】
【識別番号】100202751
【弁理士】
【氏名又は名称】岩堀 明代
(74)【代理人】
【識別番号】100208580
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 玲奈
(74)【代理人】
【識別番号】100191086
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 香元
(72)【発明者】
【氏名】シーニヴァサン，ラジェシュ
(72)【発明者】
【氏名】ウェクワース，マーク
(72)【発明者】
【氏名】フィービッヒ，トルステン
(72)【発明者】
【氏名】シュミドル，パトリック
【テーマコード（参考）】
4C038
4C117
【Ｆターム（参考）】
4C038KL01
4C038KL09
4C038KY08
4C117XA01
4C117XB04
4C117XB11
4C117XD13
4C117XE04
4C117XH16
4C117XJ03
4C117XJ33
4C117XL08
4C117XP04
(57)【要約】
本明細書では、対象によって使用される薬剤の投与量を測定するためのデバイス及びシステムが提供される。本明細書では更に、投与量調節及び処方コンプライアンスのための方法、システム、及び媒体が提供される。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在を判定する方法であって、マイクロニードルセンサを前記対象の皮膚に取り付けることであって、前記マイクロニードルセンサがマイクロニードルアレイを含む、前記取り付けること、
前記マイクロニードルアレイに掃引電圧を印加すること、
前記マイクロニードルセンサを用いて、前記掃引電圧に応答した電流を測定すること、及び
前記測定された電流を使用して、前記対象の前記体液における前記少なくとも１種の物質の存在または不在を判定すること、
を含む、前記方法。
【請求項2】
前記測定された電流を使用して、前記対象の前記体液における前記少なくとも１種の物質の濃度を判定することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記体液が、真皮間質液である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
前記対象の体液における前記少なくとも１種の物質の存在または不在を判定することが、前記少なくとも１種の物質に関する酵素反応を必要としない、請求項１～３のいずれかに記載の方法。
【請求項5】
前記対象の体液における前記少なくとも１種の物質の存在または不在を判定することが、前記マイクロニードルセンサを較正することを必要としない、請求項１～４のいずれかに記載の方法。
【請求項6】
約１分～約６時間の間隔で、前記印加するステップ、前記測定するステップ、及び前記判定するステップを繰り返すことを更に含む、請求項１～５のいずれかに記載の方法。
【請求項7】
前記マイクロニードルセンサが、約１日～約３０日間、前記皮膚に取り付けられる、請求項１～６のいずれかに記載の方法。
【請求項8】
前記マイクロニードルセンサが、実質的な生物付着を伴わず、少なくとも約３０日間前記皮膚に取り付けられる、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記掃引電圧が、約－０．７Ｖ～約＋１．５Ｖである、請求項１～８のいずれかに記載の方法。
【請求項10】
前記掃引電圧が、単回の階段状電圧掃引を含む、請求項１～９のいずれかに記載の方法。
【請求項11】
前記単回の階段状電圧掃引が、約５秒～約５分間の期間にわたり行われる、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記掃引電圧が、複数回の階段状電圧掃引を含む、請求項１～１１のいずれかに記載の方法。
【請求項13】
前記複数回の階段状電圧掃引が、約５秒～約５分間の期間にわたり行われる、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記マイクロニードルアレイが、少なくとも１つの作用電極、少なくとも１つの参照電極、少なくとも１つの対電極、及びポテンショスタットを含む、請求項１～１３のいずれかに記載の方法。
【請求項15】
前記少なくとも１つの作用電極、前記少なくとも１つの参照電極、及び前記少なくとも１つの対電極が、それぞれ独立して、前記マイクロニードルアレイの少なくとも１つのマイクロニードルを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記マイクロニードルアレイに前記掃引電圧を印加することが、前記少なくとも１つの作用電極と前記少なくとも１つの参照電極との間に前記掃引電圧を印加することを含む、請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項17】
前記電流を測定することが、少なくとも１つのボルタモグラムを生成することを含む、請求項１～１６のいずれかに記載の方法。
【請求項18】
前記対象の前記体液における前記少なくとも１種の物質の存在または不在が、前記少なくとも１つのボルタモグラムを使用して判定される、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記対象の前記体液における前記少なくとも１種の物質の存在または不在が、前記少なくとも１つのボルタモグラムの少なくとも１つの電圧ピークを使用して判定される、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記対象の前記体液における前記少なくとも１種の物質が、前記測定された電流が閾値を上回る場合に存在する、請求項１～１９のいずれかに記載の方法。
【請求項21】
前記対象の前記体液における前記少なくとも１種の物質の存在または不在を判定することが、前記少なくとも１種の物質の濃度を判定することを含む、請求項１～２０のいずれかに記載の方法。
【請求項22】
前記対象の前記体液における前記少なくとも１種の物質が、前記少なくとも１種の物質の濃度が閾値を上回る場合に存在する、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記対象の前記体液における前記少なくとも１種の物質の存在または不在を判定することが、前記測定された電流を使用して、前記対象の前記体液における少なくとも２種の物質の存在または不在を同時に判定することを含む、請求項１～２２のいずれかに記載の方法。
【請求項24】
前記物質の測定された濃度が、時間依存的である、請求項１～２３のいずれかに記載の方法。
【請求項25】
前記少なくとも１種の物質が、医薬化合物または前記医薬化合物の代謝物である、請求項１～２４のいずれかに記載の方法。
【請求項26】
前記医薬化合物または前記医薬化合物の代謝物が、メサドン、２－エチリデン－１，５－ジメチル－３，３－ジフェニルピロリジン（ＥＤＤＰ）、メサドン－３－グルクロニド、メサドン－６－グルクロニド、ブプレノルフィンまたはブプレノルフィン代謝物は、ブプレノルフィン、ノルブプレノルフィン、ブプレノルフィン－３－グルクロニド、ノルブプレノルフィン－３－グルクロニドから選択される、コデイン、ジヒドロコデイン、フェンタニル、カルフェンタニル、ヒドロモルホン、ヒドロコドン、メペリジン、モルヒネ、オキシコドン、オキシモルホン、タペンタドール、トラマドール、メトトレキサート、ゲムシタビン、６－メルカプトプリン、フルダラビン、シタラビン、ペメトレキセド、シクロスポリン、ミコフェノール酸モフェチル、プレドニゾン、タクロリムス、アザチオプリン、シプロフロキサシン、アモキシシリン、バンコマイシン、ゲンタマイシン、テトラサイクリン系、カンナビジオール、アルプラゾラム、ジアゼパム、ロラゼパム、クロルジアゼポキシド、クロナゼパム、ミダゾラム、クロバザム、ガバペンチン、プレガバリン、オクスカルバゼピン、フェノバルビタール、バルプロ酸、ゾニサミド、レベチラセタム、ラモトリギン、ラコサミド、トピラマート、フルオキセチン、セルトラリン、パロキセチン、エスシタロプラム、シタロプラム、ダイオキシン、ジギトキシン、フレカイニド、リチウム、フェニトイン、リファンピシン、テオフィリン、ワルファリン、ナトリウム、カリウム、鉄、コバルト、銅、マグネシウム、マンガン、ノルエピネフリン、エピネフリン、テストステロン、エストロゲン、プロゲステロン、コルチゾール、アルドステロール（ａｌｄｏｓｔｅｒｏｌ）、ドーパミン、セロトニン、アセチルコリン、クレアチニン、尿素、尿酸、グルコース、グルタミン、ラクテート、アミノ酸、アミノ酸代謝物、ビタミン、必須脂肪酸、アンモニア、インスリン、トランスフェリン、インスリン様成長因子Ｉ及びＩＩ、ヒト血小板由来成長因子Ｉ、ヒト血小板由来成長因子ＩＩ、線維芽細胞成長因子、組織特異的成長因子、アセトアミノフェン、アルフェンタニル、アミオジピン（ａｍｉｏｄｉｐｉｎｅ）、アミトリプチリン、アンプレナビル、アトルバスタチン、ベプリジル、ブスピロン、カフェイン、カルバマゼピン、カルベジロール、セレコキシブ、セリバスタチン、クロルプロマジン、シサプリド、シタロプラム、クラリスロマイシン、クロミプラミン、クロザピン、コルチコステロイド、シクロベンザプリン、シクロホスファミド、ダプソン、デラビルジン、デシプラミン、デキストロメトルファン、ジクロフェナク、ジルチアゼム、ジソピラミド、ドフェチリド、ドネペジル、ドキソルビシン、エファビレンツ、エリスロマイシン、エチニルエストラジオール、エトポシド、フェロジピン、フィナステリド、フレカイニド、フルルビプロフェン、フルバスタチン、グリメピリド、グレパフロキサシン、ハロペリドール、イブプロフェン、イホスファミド、イミプラミン、インジナビル、イルベサルタン、イスラジピン、イトラコナゾール、ケトコナゾール、ランソプラゾール、ロラタジン、ロサルタン、ロバスタチン、マプロチリン、メトプロロール、メキシレチン、ミルタザピン、モンテルカスト、ナプロキセン、ネファゾドン、ネルフィナビル、ニカルジピン、ニフェジピン、ニモジピン、ノルトリプチリン、オランザピン、オメプラゾール、パクリタキセル、パロキセチン、ペルフェナジン、ピモジド、ピロキシカム、プロパフェノン、プロプラノロール、プロプラノロール、プロポフォール、クエチアピン、キニジン、キニーネ、リファブチン、レパグリニド、リルゾール、リスペリドン、リトナビル、ロピニロール、サキナビル、セルトラリン、シブタミン（ｓｉｂｕｔａｍｉｎｅ）、シルデナフィル、シンバスタチン、シロリムス、スフェンタニル、タクリン、タクロリムス、タモキシフェン、テストステロン、テオフィリン、トリダジン（ｔｈｏｒｉｄａｚｉｎｅ）、チモロール、トルブタミド、トルテロジン、トレミフェン、トルセミド、トラゾドン、トリアゾラム、トロレアンドマイシン、ベンラファキシン、ベラパミル、ビンブラスチン、ビンクリスチン、ザフィルルカスト、ザレプロン、ジロートン、ゾルピデム、ならびにそれらの組み合わせを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項27】
前記対象の前記体液における前記少なくとも１種の物質の前記判定された存在もしくは不在、前記測定された電流、またはその両方を使用して生成された信号を、外部のデバイス、システム、またはネットワークのうちの１つ以上に、前記マイクロニードルセンサを用いて送信することを更に含む、請求項１～２６のいずれかに記載の方法。
【請求項28】
前記対象の前記体液における前記少なくとも１種の物質の判定された濃度を使用して生成された信号を、前記マイクロニードルセンサを用いて送信することを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項29】
前記信号が、約１分～約６時間の間隔で定期的に送信される、請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項30】
前記少なくとも１種の物質の不在が判定された場合、前記信号が前記１つ以上の外部のデバイス、システム、またはネットワークに送信される、請求項２７～２９のいずれかに記載の方法。
【請求項31】
前記少なくとも１種の物質の濃度が閾値濃度を下回る場合、前記信号が前記１つ以上の外部のデバイス、システム、またはネットワークに送信される、請求項２７～３０のいずれかに記載の方法。
【請求項32】
対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在を判定するためのセンサデバイスであって、前記対象の皮膚に取り付けるように構成されたボディと、
前記ボディに連結されたマイクロニードルアレイと、
前記ボディ内に配置された制御モジュールであって、前記マイクロニードルアレイに連結されたポテンショスタット、前記ポテンショスタットに連結されたプロセッサ、及び前記プロセッサに連結されたメモリを含む、前記制御モジュールと、
を含み、
前記メモリが、前記プロセッサに請求項１～３１のいずれかに記載の方法を実施させるための命令を含む、前記センサデバイス。
【請求項33】
対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在を判定するためのセンサデバイスであって、前記対象の皮膚に取り付けるように構成されたボディと、
前記ボディに連結されたマイクロニードルアレイと、
前記ボディ内に配置された制御モジュールであって、前記マイクロニードルアレイに連結されたポテンショスタット、前記ポテンショスタットに連結されたプロセッサ、及び前記プロセッサに連結されたメモリを含む、前記制御モジュールと、
を含み、
前記メモリが、前記プロセッサに、
掃引電圧を前記マイクロニードルアレイに印加すること、
前記掃引電圧を印加することに応答した電流を測定すること、及び
前記測定された電流を使用して、前記対象の前記体液における前記少なくとも１種の物質の存在または不在を判定すること、
を行わせるための命令を含む、前記センサデバイス。
【請求項34】
前記ボディが、接着剤を含む、請求項３３に記載のデバイス。
【請求項35】
前記マイクロニードルアレイの少なくとも１つのマイクロニードルが、金、白金、銀、塩化銀、またはそれらの組み合わせでめっきされる、請求項３３または３４に記載のデバイス。
【請求項36】
前記マイクロニードルアレイの少なくとも１つのマイクロニードルが、電極コーティングでコーティングされる、請求項３３～３５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項37】
前記電極コーティングが、第四級アンモニウム、スルホン化テトラフルオロエチレン、ポリエチレンイミン機能化カーボンナノチューブ、またはそれらの組み合わせを含む、請求項３６に記載のデバイス。
【請求項38】
前記マイクロニードルアレイが、少なくとも１つの作用電極及び少なくとも１つの参照電極を含む、請求項３３～３７のいずれかに記載のデバイス。
【請求項39】
前記少なくとも１つの作用電極と前記少なくとも１つの参照電極との間に前記掃引電圧が印加される、請求項３８に記載のデバイス。
【請求項40】
前記デバイスが、酵素層を含まない、請求項３３～３９のいずれかに記載のデバイス。
【請求項41】
前記デバイスが、マイクロ流体素子、マイクロ流体チャネル、またはマイクロ流体ポンプを含まない、請求項３３～４０のいずれかに記載のデバイス。
【請求項42】
前記メモリが、前記測定された電流を使用して、前記プロセッサに前記対象の前記体液における少なくとも２種の物質の存在または不在を同時に判定させるための命令を更に含む、請求項３３～４１のいずれかに記載のデバイス。
【請求項43】
前記センサが、約１日～約３０日間、前記皮膚に取り付けられるように構成されている、請求項３３～４２のいずれかに記載のデバイス。
【請求項44】
前記センサが、生物付着を伴わずに少なくとも約３０日間、前記皮膚に取り付けられるように構成されている、請求項４３に記載のデバイス。
【請求項45】
前記プロセッサに連結された受信機を更に含む、請求項３３～４４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項46】
前記プロセッサに連結された送信機を更に含む、請求項３３～４５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項47】
前記送信機が、前記少なくとも１種の物質の前記判定された存在もしくは不在、前記測定された電流、またはその両方に基づく信号を、外部のデバイス、システム、またはネットワークのうちの１つ以上に送信するように構成されている、請求項４６に記載のデバイス。
【請求項48】
前記信号が、前記１種の物質の測定された濃度に基づく、請求項４７に記載のデバイス。
【請求項49】
前記メモリが、約１分～約６時間の間隔で定期的に前記信号を送信するための命令を更に含む、請求項４７または４８に記載のデバイス。
【請求項50】
前記外部のデバイス、システム、またはネットワークのうちの１つ以上が、スマートフォン、タブレットコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ゲーミングコンソール、ワークステーション、ネットワークコンピュータ、またはネットワークサーバのうちの１つ以上を含む、請求項４７～４９のいずれかに記載のデバイス。
【請求項51】
前記外部のデバイス、システム、またはネットワークのうちの１つ以上が、前記外部のデバイス、システム、またはネットワークのうちの１つ以上に、前記センサデバイス用の測定ディスプレイまたはユーザコントロールのうちの１つ以上を含むアプリケーションを作動させるための命令を含むメモリを含む、請求項４７～５０のいずれかに記載のデバイス。
【請求項52】
前記アプリケーションが、前記対象の前記体液における前記少なくとも１種の物質の判定された存在または不在に基づいてユーザに警告を提供するように構成されている、請求項５１に記載のデバイス。
【請求項53】
前記アプリケーションが、前記対象の前記体液における前記少なくとも１種の物質の判定された存在または不在に基づいてケア提供者に警告を提供するように構成されている、請求項５１または５２に記載のデバイス。
【請求項54】
前記ケア提供者が、医師、臨床医、薬局、政府執行機関、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項５３に記載のデバイス。
【請求項55】
前記デバイスが、前記少なくとも１種の物質の前記判定された存在もしくは不在、前記測定された電流、またはその両方に基づいてユーザへの警告を生成するように構成された警報器を更に含む、請求項３３～５４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項56】
前記デバイスが、前記少なくとも１種の物質の前記判定された存在もしくは不在、前記測定された電流、またはその両方に基づいてケア提供者への警告を生成するように構成された警報器を更に含む、請求項３３～５５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項57】
前記ケア提供者が、医師、臨床医、薬局、政府執行機関、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項５６に記載のデバイス。
【請求項58】
対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在を判定するためのシステムであって、外部のデバイス、システム、またはネットワークと、
請求項３３～５７のいずれかに記載のデバイスと、
を含み、
前記デバイスが、前記デバイスのプロセッサに連結された送信機を更に含み、前記送信機が、前記少なくとも１種の物質の前記判定された存在もしくは不在、前記測定された電流、またはその両方に基づく信号を、前記外部のデバイス、システム、またはネットワークに送信するように構成されており、
前記外部のデバイス、システム、またはネットワークが、前記外部のデバイス、システム、またはネットワークに前記デバイス用の測定ディスプレイまたはユーザコントロールを含むアプリケーションを作動させるための命令を含むメモリを含む、前記システム。
【請求項59】
複数のマイクロニードルと、前記複数のマイクロニードルのための金属めっきまたは合金めっきと、
前記金属めっき上に堆積された電気活性ケージ材料であって、
（ｉ）多層カーボンナノチューブとポリエチレンイミンポリマーとを含む電気活性複合材、
（ｉｉ）前記電気活性複合材を埋め込みかつ取り囲む安定化ポリマーマトリックス、及び
（ｉｉｉ）前記電気活性ケージ上に設けられたヒドロゲルコーティングを含む、
前記電気活性ケージ材料と、
を含む、マイクロニードルアレイ。
【請求項60】
前記金属めっきが、金、白金、銀、塩化銀、またはそれらの組み合わせを含む、請求項５９に記載のアレイ。
【請求項61】
前記安定化ポリマーマトリックスが、アルキルアンモニウム塩及びスルホン化テトラフルオロエチレンポリマーを含む、請求項５９または６０に記載のアレイ。
【請求項62】
前記ヒドロゲルコーティングが、アガロースヒドロゲルを含む、請求項５９～６１のいずれかに記載のアレイ。
【請求項63】
前記ヒドロゲルコーティングが、塩化カリウムをドープされている、請求項５９～６２のいずれかに記載のアレイ。
【請求項64】
前記ヒドロゲルコーティングが、分子レドックス副生成物の堆積から前記電気活性ケージ材料を保護するように構成されている、請求項５９～６３のいずれかに記載のアレイ。
【請求項65】
マイクロニードルアレイを処理する方法であって、複数のマイクロニードル上に金属または合金としてめっきをすることと、
金属コーティング上に電気活性ケージ材料を堆積させることであって、前記電気活性ケージ材料が、
（ｉ）多層カーボンナノチューブとポリエチレンイミンポリマーとを含む電気活性複合材と、
（ｉｉ）前記電気活性複合材に結合された安定化ポリマーマトリックスと、
を含む、前記堆積させることと、
前記複数のマイクロニードル上の前記電気活性ケージ材料上にヒドロゲルコーティングを設けることと、
を含む、前記方法。
【請求項66】
前記金属めっきが、金、白金、銀、塩化銀、及びそれらの組み合わせを含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項67】
前記電気活性ケージ材料を堆積させる前に、金属めっきまたは合金めっきされた複数のマイクロニードルを前処理することを更に含む、請求項６５または６６に記載の方法。
【請求項68】
前記金属めっきまたは合金めっきされた複数のマイクロニードルを前処理することが、以下：前記金属めっきまたは合金めっきされた複数のマイクロニードルに酸を適用すること、
前記金属めっきまたは合金めっきされた複数のマイクロニードルと参照電極との間に直線状電位掃引を適用すること、
前記金属めっきまたは合金めっきされた複数のマイクロニードルを脱イオン水で洗浄すること、及び
前記金属めっきまたは合金めっきされた複数のマイクロニードルを乾燥させること
のうちの１つ以上を含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項69】
前記多層カーボンナノチューブを溶液に分散させて分散液を生成し、前記分散液を前記ポリエチレンイミンポリマーを含む水溶液と合わせることにより、前記電気活性ケージを生じさせることを更に含む、請求項６５～６８のいずれかに記載の方法。
【請求項70】
未結合の多層カーボンナノチューブ及びポリエチレンイミンポリマーを除去することを更に含む、請求項６９に記載の方法。
【請求項71】
前記未結合の多層カーボンナノチューブ及びポリエチレンイミンポリマーを除去した後に前記複合材を乾燥させることを更に含む、請求項７０に記載の方法。
【請求項72】
前記電気活性複合材と前記安定化ポリマーマトリックスとを合わせ、前記電気活性複合材を前記電気活性ケージ材料へと自己組織化させることを更に含む、請求項６５～７１のいずれかに記載の方法。
【請求項73】
前記安定化ポリマーマトリックスが、アルキルアンモニウム塩及びスルホン化テトラフルオロエチレンポリマーを含む、請求項６５～７２のいずれかに記載の方法。
【請求項74】
前記金属コーティング上に前記電気活性ケージ材料を堆積させることが、前記電気活性ケージ材料をドロップキャストすることを含む、請求項６５～７３のいずれかに記載の方法。
【請求項75】
前記ヒドロゲルコーティングが、アガロースヒドロゲルを含む、請求項６５～７４のいずれかに記載の方法。
【請求項76】
前記ヒドロゲルコーティングが、塩化カリウムをドープされている、請求項６５～７５のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
相互参照
本出願は、２０２１年５月３日に出願された米国仮特許出願第６３／１８３，４４０号の利益を主張するものであり、この仮特許出願は、参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２１年５月３日に出願された米国仮特許出願第６３／１８３，４４０号の利益を主張するものであり、この仮特許出願は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
連邦政府支援の研究に関する声明文
本発明は、米国国立衛生研究所／米国立薬物乱用研究所より授与された２Ｒ４４ＤＡ０４４９０５－０２ （ＦＡＩＮ Ｒ４４ＤＡ０４４９０５)の下で政府の助成を受けて行われた。政府は、本発明に対して一定の権利を有する。
本発明は、米国国立衛生研究所／米国立薬物乱用研究所より授与された２Ｒ４４ＤＡ０４４９０５－０２ （ＦＡＩＮ Ｒ４４ＤＡ０４４９０５)の下で政府の助成を受けて行われた。政府は、本発明に対して一定の権利を有する。
【背景技術】
【0003】
遠隔薬物治療モニタリング（ＲＭＭ）は、個別化された医薬及びデジタルヘルスケアに新たな可能性を切り開く。リアルタイムで生体内薬物濃度を測定することで、薬剤摂取を確認することによりコンプライアンスの問題が解決され、各患者の代謝速度を評価することにより適切な個々の用量の用量設定に役立つ。
【発明の概要】
【0004】
本開示は、概して、分析方法、デバイス、及びシステムに関する。より具体的には、本開示は、人体内の種々の分析物または物質の濃度を判定するための分析方法、デバイス、及びシステムを提供する。
【0005】
一態様では、本開示は、対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在を判定する方法を提供する。本方法は、マイクロニードルセンサを対象の皮膚に取り付けるステップを含み得、マイクロニードルセンサはマイクロニードルアレイを含む。本方法は、マイクロニードルアレイに掃引電圧を印加するステップを含み得る。本方法は、マイクロニードルセンサを用いて、掃引電圧に応答した電流を測定するステップを含み得る。本方法は、測定された電流を使用して、対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在を判定するステップを含み得る。
【0006】
本方法は、測定された電流を使用して、対象の体液における少なくとも１種の物質の濃度を判定するステップを含み得る。
【0007】
いくつかの実施形態では、体液は、真皮間質液であり得る。
【0008】
いくつかの実施形態では、対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在を判定するステップは、少なくとも１種の物質に関する酵素反応を必要としない場合がある。
【0009】
いくつかの実施形態では、対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在を判定するステップは、マイクロニードルセンサを較正することを必要としない場合がある。
【0010】
いくつかの実施形態では、本方法は、約１分～約６時間の間隔で、印加するステップ、測定するステップ、及び判定するステップを繰り返すことを含み得る。
【0011】
いくつかの実施形態では、マイクロニードルセンサは、約１日～約３０日間、皮膚に取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、マイクロニードルセンサは、実質的な生物付着を伴わず、少なくとも約３０日間皮膚に取り付けられ得る。
【0012】
いくつかの実施形態では、掃引電圧は、約－０．７Ｖ～約＋１．５Ｖであり得る。いくつかの実施形態では、掃引電圧は、単回の階段状電圧掃引を含み得る。いくつかの実施形態では、単回の階段状電圧掃引は、約５秒～約５分間の期間にわたり行われ得る。いくつかの実施形態では、掃引電圧は、複数回の階段状電圧掃引を含み得る。いくつかの実施形態では、複数回の階段状電圧掃引は、約５秒～約５分間の期間にわたり行われ得る。
【0013】
いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイは、少なくとも１つの作用電極、少なくとも１つの参照電極、少なくとも１つの対電極、及びポテンショスタットを含み得る。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの作用電極、少なくとも１つの参照電極、及び少なくとも１つの対電極は、それぞれ独立して、マイクロニードルアレイの少なくとも１つのマイクロニードルを含み得る。
【0014】
いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイに掃引電圧を印加するステップは、少なくとも１つの作用電極と少なくとも１つの参照電極との間に掃引電圧を印加することを含み得る。
【0015】
いくつかの実施形態では、電流を測定するステップは、少なくとも１つのボルタモグラムを生成することを含み得る。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのボルタモグラムは、少なくとも１つのＤＰＶボルタモグラムであり得る。
【0016】
いくつかの実施形態では、対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在は、少なくとも１つのボルタモグラムを使用して判定され得る。いくつかの実施形態では、対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在は、少なくとも１つのＤＰＶボルタモグラムを使用して判定され得る。
【0017】
いくつかの実施形態では、対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在は、少なくとも１つのボルタモグラムの少なくとも１つの電圧ピークを使用して判定され得る。いくつかの実施形態では、対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在は、少なくとも１つのＤＰＶボルタモグラムの少なくとも１つの電圧ピークを使用して判定され得る。
【0018】
いくつかの実施形態では、対象の体液における少なくとも１種の物質は、測定された電流が閾値を上回る場合に存在し得る。
【0019】
いくつかの実施形態では、対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在を判定するステップは、少なくとも１種の物質の濃度を判定することを含み得る。
【0020】
いくつかの実施形態では、対象の体液における少なくとも１種の物質は、少なくとも１種の物質の濃度が閾値を上回る場合に存在し得る。
【0021】
いくつかの実施形態では、対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在を判定するステップは、測定された電流を使用して、対象の体液における少なくとも２種の物質の存在または不在を同時に判定することを含み得る。
【0022】
いくつかの実施形態では、物質の測定された濃度は、時間依存的であり得る。
【0023】
いくつかの実施形態では、少なくとも１種の物質は、医薬化合物または医薬化合物の代謝物であり得る。
【0024】
いくつかの実施形態では、医薬化合物または医薬化合物の代謝物は、メサドン、２－エチリデン－１，５－ジメチル－３，３－ジフェニルピロリジン（ＥＤＤＰ）、メサドン－３－グルクロニド、メサドン－６－グルクロニド、ブプレノルフィンまたはブプレノルフィン代謝物は、ブプレノルフィン、ノルブプレノルフィン、ブプレノルフィン－３－グルクロニド、ノルブプレノルフィン－３－グルクロニドから選択される、コデイン、ジヒドロコデイン、フェンタニル、カルフェンタニル、ヒドロモルホン、ヒドロコドン、メペリジン、モルヒネ、オキシコドン、オキシモルホン、タペンタドール、トラマドール、メトトレキサート、ゲムシタビン、６－メルカプトプリン、フルダラビン、シタラビン、ペメトレキセド、シクロスポリン、ミコフェノール酸モフェチル、プレドニゾン、タクロリムス、アザチオプリン、シプロフロキサシン、アモキシシリン、バンコマイシン、ゲンタマイシン、テトラサイクリン系、カンナビジオール、アルプラゾラム、ジアゼパム、ロラゼパム、クロルジアゼポキシド、クロナゼパム、ミダゾラム、クロバザム、ガバペンチン、プレガバリン、オクスカルバゼピン、フェノバルビタール、バルプロ酸、ゾニサミド、レベチラセタム、ラモトリギン、ラコサミド、トピラマート、フルオキセチン、セルトラリン、パロキセチン、エスシタロプラム、シタロプラム、ダイオキシン、ジギトキシン、フレカイニド、リチウム、フェニトイン、リファンピシン、テオフィリン、ワルファリン、ナトリウム、カリウム、鉄、コバルト、銅、マグネシウム、マンガン、ノルエピネフリン、エピネフリン、テストステロン、エストロゲン、プロゲステロン、コルチゾール、アルドステロール（ａｌｄｏｓｔｅｒｏｌ）、ドーパミン、セロトニン、アセチルコリン、クレアチニン、尿素、尿酸、グルコース、グルタミン、ラクテート、アミノ酸、アミノ酸代謝物、ビタミン、必須脂肪酸、アンモニア、インスリン、トランスフェリン、インスリン様成長因子Ｉ及びＩＩ、ヒト血小板由来成長因子Ｉ、ヒト血小板由来成長因子ＩＩ、線維芽細胞成長因子、組織特異的成長因子、アセトアミノフェン、アルフェンタニル、アミオジピン（ａｍｉｏｄｉｐｉｎｅ）、アミトリプチリン、アンプレナビル、アトルバスタチン、ベプリジル、ブスピロン、カフェイン、カルバマゼピン、カルベジロール、セレコキシブ、セリバスタチン、クロルプロマジン、シサプリド、シタロプラム、クラリスロマイシン、クロミプラミン、クロザピン、コルチコステロイド、シクロベンザプリン、シクロホスファミド、ダプソン、デラビルジン、デシプラミン、デキストロメトルファン、ジクロフェナク、ジルチアゼム、ジソピラミド、ドフェチリド、ドネペジル、ドキソルビシン、エファビレンツ、エリスロマイシン、エチニルエストラジオール、エトポシド、フェロジピン、フィナステリド、フレカイニド、フルルビプロフェン、フルバスタチン、グリメピリド、グレパフロキサシン、ハロペリドール、イブプロフェン、イホスファミド、イミプラミン、インジナビル、イルベサルタン、イスラジピン、イトラコナゾール、ケトコナゾール、ランソプラゾール、ロラタジン、ロサルタン、ロバスタチン、マプロチリン、メトプロロール、メキシレチン、ミルタザピン、モンテルカスト、ナプロキセン、ネファゾドン、ネルフィナビル、ニカルジピン、ニフェジピン、ニモジピン、ノルトリプチリン、オランザピン、オメプラゾール、パクリタキセル、パロキセチン、ペルフェナジン、ピモジド、ピロキシカム、プロパフェノン、プロプラノロール、プロプラノロール、プロポフォール、クエチアピン、キニジン、キニーネ、リファブチン、レパグリニド、リルゾール、リスペリドン、リトナビル、ロピニロール、サキナビル、セルトラリン、シブタミン（ｓｉｂｕｔａｍｉｎｅ）、シルデナフィル、シンバスタチン、シロリムス、スフェンタニル、タクリン、タクロリムス、タモキシフェン、テストステロン、テオフィリン、トリダジン（ｔｈｏｒｉｄａｚｉｎｅ）、チモロ（ｔｉｍｏｌｏ）、トルブタミド、トルテロジン、トレミフェン、トルセミド、トラゾドン、トリアゾラム、トロレアンドマイシン、ベンラファキシン、ベラパミル、ビンブラスチン、ビンクリスチン、ザフィルルカスト、ザレプロン、ジロートン、ゾルピデム、ならびにそれらの組み合わせを含み得る。
【0025】
いくつかの実施形態では、本方法は、対象の体液における少なくとも１種の物質の判定された存在もしくは不在、測定された電流、またはその両方を使用して生成された信号を、外部のデバイス、システム、またはネットワークのうちの１つ以上に、マイクロニードルセンサを用いて送信するステップを更に含み得る。
【0026】
いくつかの実施形態では、本方法は、対象の体液における少なくとも１種の物質の判定された濃度を使用して生成された信号を、マイクロニードルセンサを用いて送信するステップを更に含み得る。
【0027】
いくつかの実施形態では、信号は、約１分～約６時間の間隔で定期的に送信され得る。
【0028】
いくつかの実施形態では、少なくとも１種の物質の不在が判定された場合、１つ以上の外部のデバイス、システム、またはネットワークに信号が送信され得る。
【0029】
いくつかの実施形態では、少なくとも１種の物質の濃度が閾値濃度を下回る場合、１つ以上の外部のデバイス、システム、またはネットワークに信号が送信され得る。
【0030】
別の態様では、本開示は、対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在を判定するためのセンサデバイスを提供する。いくつかの実施形態では、デバイスは、対象の皮膚に取り付けるように構成されたボディを含み得る。いくつかの実施形態では、デバイスは、ボディに連結されたマイクロニードルアレイを含み得る。いくつかの実施形態では、デバイスは、ボディ内に配置された制御モジュールを含み得る。いくつかの実施形態では、制御モジュールは、マイクロニードルアレイに連結されたポテンショスタット、ポテンショスタットに連結されたプロセッサ、及びプロセッサに連結されたメモリを含み得る。いくつかの実施形態では、メモリは、プロセッサに本明細書に記載の方法を実施させるための命令を含み得る。
【0031】
別の態様では、本開示は、対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在を判定するためのセンサデバイスを提供する。いくつかの実施形態では、デバイスは、対象の皮膚に取り付けるように構成されたボディを含み得る。いくつかの実施形態では、デバイスは、ボディに連結されたマイクロニードルアレイを含み得る。いくつかの実施形態では、デバイスは、ボディ内に配置された制御モジュールを含み得る。いくつかの実施形態では、制御モジュールは、マイクロニードルアレイに連結されたポテンショスタット、ポテンショスタットに連結されたプロセッサ、及びプロセッサに連結されたメモリを含み得る。いくつかの実施形態では、メモリは、プロセッサに、掃引電圧をマイクロニードルアレイに印加すること、掃引電圧の印加に応答した電流を測定すること、及び測定された電流を使用して対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在を判定すること、を行わせるための命令を含み得る。
【0032】
いくつかの実施形態では、ボディは接着剤を含み得る。
【0033】
いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイの少なくとも１つのマイクロニードルは、金、白金、銀、塩化銀、またはそれらの組み合わせでめっきされ得る。
【0034】
いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイの少なくとも１つのマイクロニードルは、電極コーティングでコーティングされ得る。
【0035】
いくつかの実施形態では、電極コーティングは、第四級アンモニウム、スルホン化テトラフルオロエチレン、ポリエチレンイミン機能化カーボンナノチューブ、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【0036】
いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイは、少なくとも１つの作用電極及び少なくとも１つの参照電極を含み得る。
【0037】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの作用電極と少なくとも１つの参照電極との間に掃引電圧が印加され得る。
【0038】
いくつかの実施形態では、デバイスは、酵素層を含まない場合がある。
【0039】
いくつかの実施形態では、デバイスは、マイクロ流体素子、マイクロ流体チャネル、またはマイクロ流体ポンプを含まない場合がある。
【0040】
いくつかの実施形態では、メモリは、プロセッサに、測定された電流を使用して対象の体液における少なくとも２種の物質の存在または不在を同時に判定させるための命令を更に含み得る。
【0041】
いくつかの実施形態では、デバイスは、約１日～約３０日間、皮膚に取り付けられるように構成され得る。
【0042】
いくつかの実施形態では、デバイスは、生物付着を伴わずに少なくとも約３０日間、皮膚に取り付けられるように構成され得る。
【0043】
いくつかの実施形態では、デバイスは、プロセッサに連結された受信機を更に含み得る。
【0044】
いくつかの実施形態では、デバイスは、プロセッサに連結された送信機を更に含み得る。
【0045】
いくつかの実施形態では、送信機は、少なくとも１種の物質の判定された存在もしくは不在、測定された電流、またはその両方に基づく信号を、外部のデバイス、システム、またはネットワークのうちの１つ以上に送信するように構成され得る。いくつかの実施形態では、信号は、１種の物質の測定された濃度に基づき得る。
【0046】
いくつかの実施形態では、メモリは、約１分～約６時間の間隔で定期的に信号を送信するための命令を更に含み得る。
【0047】
いくつかの実施形態では、外部のデバイス、システム、またはネットワークのうちの１つ以上は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ゲーミングコンソール、ワークステーション、ネットワークコンピュータ、またはネットワークサーバのうちの１つ以上を含み得る。
【0048】
いくつかの実施形態では、外部のデバイス、システム、またはネットワークのうちの１つ以上は、外部のデバイス、システム、またはネットワークのうちの１つ以上に、センサデバイス用の測定ディスプレイまたはユーザコントロールのうちの１つ以上を含むアプリケーションを作動させるための命令を含むメモリを含み得る。いくつかの実施形態では、アプリケーションは、対象の体液における少なくとも１種の物質の判定された存在または不在に基づいてユーザに警告を提供するように構成され得る。いくつかの実施形態では、アプリケーションは、対象の体液における少なくとも１種の物質の判定された存在または不在に基づいてケア提供者に警告を提供するように構成され得る。いくつかの実施形態では、ケア提供者は、医師、臨床医、薬局、政府執行機関、またはそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。
【0049】
いくつかの実施形態では、デバイスは、少なくとも１種の物質の判定された存在もしくは不在、測定された電流、またはその両方に基づいてユーザへの警告を生成するように構成された警報器を更に含み得る。いくつかの実施形態では、デバイスは、少なくとも１種の物質の判定された存在もしくは不在、測定された電流、またはその両方に基づいてケア提供者への警告を生成するように構成された警報器を更に含み得る。いくつかの実施形態では、ケア提供者は、医師、臨床医、薬局、政府執行機関、またはそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。
【0050】
別の態様では、本開示は、対象の体液における少なくとも１種の物質の存在または不在を判定するためのシステムを提供する。いくつかの実施形態では、システムは、外部のデバイス、システム、またはネットワークを含み得る。いくつかの実施形態では、システムは、本明細書に記載のデバイスを含み得る。いくつかの実施形態では、デバイスは、デバイスのプロセッサに連結された送信機を更に含み得る。いくつかの実施形態では、送信機は、少なくとも１種の物質の判定された存在もしくは不在、測定された電流、またはその両方に基づく信号を、外部のデバイス、システム、またはネットワークに送信するように構成され得る。いくつかの実施形態では、外部のデバイス、システム、またはネットワークは、外部のデバイス、システム、またはネットワークにデバイス用の測定ディスプレイまたはユーザコントロールを含むアプリケーションを作動させるための命令を含むメモリを含み得る。
【0051】
別の態様では、本開示は、マイクロニードルアレイを提供する。いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイは、複数のマイクロニードルを含み得る。いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイは、複数のマイクロニードルのための金属めっきまたは合金めっきを含み得る。いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイは、金属めっき上に堆積された電気活性ケージ（ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅ ｃａｇｅ）材料を含み得る。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ材料は、電気活性複合材を含み得る。いくつかの実施形態では、電気活性複合材は、多層カーボンナノチューブ及びポリエチレンイミンポリマーを含み得る。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ材料は、電気活性複合材を埋め込みかつ取り囲む安定化ポリマーマトリックスを含み得る。いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイは、電気活性ケージ上に設けられたヒドロゲルコーティングを含み得る。
【0052】
いくつかの実施形態では、金属めっきは、金、白金、銀、塩化銀、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【0053】
いくつかの実施形態では、安定化ポリマーマトリックスは、アルキルアンモニウム塩及びスルホン化テトラフルオロエチレンポリマーを含み得る。
【0054】
いくつかの実施形態では、ヒドロゲルコーティングは、アガロースヒドロゲルを含み得る。
【0055】
いくつかの実施形態では、ヒドロゲルコーティングは、塩化カリウムをドープされ得る。
【0056】
いくつかの実施形態では、ヒドロゲルコーティングは、分子レドックス副生成物の堆積から電気活性ケージ材料を保護するように構成され得る。
【0057】
別の態様では、本開示は、マイクロニードルアレイを処理する方法を提供する。いくつかの実施形態では、本方法は、複数のマイクロニードル上に金属または合金としてめっきをすることを含み得る。いくつかの実施形態では、本方法は、金属コーティング上に電気活性ケージ材料を堆積させることを含み得る。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ材料は、電気活性複合材を含み得る。いくつかの実施形態では、電気活性複合材は、多層カーボンナノチューブ及びポリエチレンイミンポリマーを含み得、いくつかの実施形態では、電気活性ケージ材料は、電気活性複合材に結合された安定化ポリマーマトリックスを含み得る。いくつかの実施形態では、本方法は、複数のマイクロニードル上の電気活性ケージ材料上にヒドロゲルコーティングを設けることを含み得る。
【0058】
いくつかの実施形態では、金属めっきは、金、白金、銀、塩化銀、及びそれらの組み合わせを含み得る。
【0059】
いくつかの実施形態では、本方法は、電気活性ケージ材料を堆積させる前に、金属めっきまたは合金めっきされた複数のマイクロニードルを前処理するステップを更に含み得る。
【0060】
いくつかの実施形態では、金属めっきまたは合金めっきされた複数のマイクロニードルを前処理するステップは、金属めっきまたは合金めっきされた複数のマイクロニードルに酸を適用することを含み得る。いくつかの実施形態では、金属めっきまたは合金めっきされた複数のマイクロニードルを前処理するステップは、金属めっきまたは合金めっきされた複数のマイクロニードルと参照電極との間に直線状の電位掃引を適用することを含み得る。いくつかの実施形態では、金属めっきまたは合金めっきされた複数のマイクロニードルを前処理するステップは、金属めっきまたは合金めっきされた複数のマイクロニードルを脱イオン水で洗浄することを含み得る。いくつかの実施形態では、金属めっきまたは合金めっきされた複数のマイクロニードルを前処理するステップは、金属めっきまたは合金めっきされた複数のマイクロニードルを乾燥させることを含み得る。
【0061】
いくつかの実施形態では、本方法は、多層カーボンナノチューブを溶液に分散させて分散液を生成し、分散液をポリエチレンイミンポリマーを含む水溶液と合わせることにより、電気活性ケージを生じさせるステップを更に含み得る。
【0062】
いくつかの実施形態では、本方法は、未結合の多層カーボンナノチューブ及びポリエチレンイミンポリマーを除去するステップを更に含み得る。
【0063】
いくつかの実施形態では、本方法は、未結合の多層カーボンナノチューブ及びポリエチレンイミンポリマーを除去した後に複合材を乾燥させるステップを更に含み得る。
【0064】
いくつかの実施形態では、本方法は、電気活性複合材と安定化ポリマーマトリックスとを合わせ、電気活性複合材を電気活性ケージ材料へと自己組織化させるステップを更に含み得る。
【0065】
いくつかの実施形態では、安定化ポリマーマトリックスは、アルキルアンモニウム塩及びスルホン化テトラフルオロエチレンポリマーを含み得る。
【0066】
いくつかの実施形態では、金属コーティング上に電気活性ケージ材料を堆積させるステップは、電気活性ケージ材料をドロップキャストすることを含み得る。
【0067】
いくつかの実施形態では、ヒドロゲルコーティングは、アガロースヒドロゲルを含み得る。
【0068】
いくつかの実施形態では、ヒドロゲルコーティングは、塩化カリウムをドープされ得る。
【0069】
本開示の更なる態様及び利点は、本開示の例示的な実施形態のみが示されかつ説明される、以下の詳細な説明から当業者には容易に明らかになるであろう。理解されるように、本開示は、他の及び異なる実施形態が可能であり、そのいくつかの詳細は、全てが本開示から逸脱することなく、種々の明白な点において変更が可能である。したがって、図面及び説明は、本質的に実例と見なされるべきであり、制限として見なされるべきではない。
【0070】
本開示の新規特徴は、添付の特許請求の範囲に特に記載される。本開示の特徴及び利点のより良い理解は、本開示の原理を利用した例示的な実施形態を記載する以下の詳細な説明及び添付図面を参照することによって得られる。
【図面の簡単な説明】
【0071】
【図1】いくつかの実施形態による、種々の分析物の検出及び測定のための例示的なシステムを図示するブロック図である。
【図2】いくつかの実施形態による、例示的なセンサのハードウェアコンポーネントの様式化した表現の分解組立図を図示する。
【図3】いくつかの実施形態による、複数のニードルを含む接触面を有する例示的なマイクロニードルアレイの断面を示す図解である。
【図4】コンピューティングデバイスの非限定的な例を示しており、この事例では、１つ以上のプロセッサ、メモリ、記憶装置、及びネットワークインターフェースを備えたデバイスである。
【図5】ウェブ／モバイルアプリケーション提供システムの非限定的な例を示しており、この事例では、ブラウザベース及び／またはネイティブモバイルのユーザインターフェースを提供するシステムである。
【図6】クラウドベースのウェブ／モバイルアプリケーション提供システムの非限定的な例を示しており、この事例では、弾性的に負荷を均衡させた自動スケーリングのウェブサーバリソース及びアプリケーションサーバリソース、ならびに同期複製されたデータベースを含むシステムである。
【図7A】いくつかの実施形態による、対象の体液における分析物を測定するための、センサ、コンピュータシステム、及びクラウドベースアーキテクチャを含む例示的なシステムの図である。
【図7B】いくつかの実施形態による、例示的なアプリケーション及びユーザインターフェースの図解である。
【図8】いくつかの実施形態による、マイクロニードルアレイを処理するための方法を図示する。
【図9】いくつかの実施形態による、複数の分析物を同時に測定するための例示的なシステムの適用を図示するフローチャートである。
【図10】いくつかの実施形態による、オキシコドンならびにヒトにおけるその２つの主要代謝物、すなわちノルオキシコドン及びオキシモルホンの測定に関する例示的なボルタモグラムグラフのグラフである。
【図11A】いくつかの実施形態による、ブプレノルフィンの測定に関する例示的なＤＰＶグラフのグラフである。
【図11B】いくつかの実施形態による、ノルブプレノルフィンの測定に関する例示的なＤＰＶグラフのグラフである。
【図11C】いくつかの実施形態による、ブプレノルフィン及びノルブプレノルフィンの測定に関する例示的なＤＰＶグラフのグラフである。
【図12】いくつかの実施形態による、ＤＰＶ曲線が種々の物質に関してピークを形成する電圧を示すチャートである。
【図13】いくつかの実施形態による、１．０μｇ／ｍＬの固定濃度のオキシコドン標準溶液の１５日間にわたる日々の測定に関する、２つのセンサの例示的なＤＰＶのグラフである。
【図14A】いくつかの実施形態による、種々の濃度のメサドン溶液（ＰＢＳ中）に関するＤＰＶスキャンを示すグラフである。
【図14B】いくつかの実施形態による、メサドン濃度とピーク高さ（μΑ）との間の直線関係を示すグラフまたは較正曲線である。
【図15】いくつかの実施形態による、メサドン、メサドンの主要代謝物であるＥＤＤＰ、及び両方の物質の混合物のＤＰＶスキャン（ＰＢＳ溶液中）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0072】
本明細書では、対象の真皮間質液における特定の分析物の存在及び濃度を判定するためのシステム、デバイス、及び方法が提供される。
【0073】
本発明の好ましい実施形態が本明細書に示され説明されているが、そのような実施形態は、単なる一例として提供されることが当業者には明白であろう。ここで、当業者には、本発明から逸脱することなく、多数の変形形態、変更形態、及び代用形態が想到されよう。本明細書に記載される本発明の実施形態に対する種々の代替形態が、本発明の実践において用いられ得ることを理解されたい。以下の特許請求の範囲が本発明の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲内に含まれる方法及び構造、ならびにそれらの等価物が、それにより包含されることが意図される。
【0074】
定義
別段に定義されない限り、本明細書において使用される全ての専門用語、表記、ならびに他の技術的及び科学的用語または学術用語は、特許請求された主題が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有することが意図される。場合によっては、一般に理解される意味を有する用語は、明確性及び／または迅速な参照のために本明細書で定義されており、本明細書におけるそのような定義の包含は、当該技術分野において一般的に理解されているものに対する実質的な相違を表すものと必ずしも解釈されるべきではない。
別段に定義されない限り、本明細書において使用される全ての専門用語、表記、ならびに他の技術的及び科学的用語または学術用語は、特許請求された主題が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有することが意図される。場合によっては、一般に理解される意味を有する用語は、明確性及び／または迅速な参照のために本明細書で定義されており、本明細書におけるそのような定義の包含は、当該技術分野において一般的に理解されているものに対する実質的な相違を表すものと必ずしも解釈されるべきではない。
【0075】
本開示全体を通して、種々の実施形態は様々な形式で提示され得る。範囲形式での説明は、単に便宜上及び簡潔にするためのものであり、本開示の範囲に対する変更不可能な限定と解釈されてはならないことを理解されたい。したがって、範囲の説明は、全ての可能な部分範囲及びその範囲内の個々の数値を具体的に開示していると見なされるべきである。例えば、１～６などの範囲の説明は、部分範囲、例えば、１～３、１～４、１～５、２～４、２～６、３～６など、及びその範囲内の個々の数、例えば、１、２、３、４、５、及び６を具体的に開示していると見なされるべきである。これは、範囲の幅を問わず適用される。
【0076】
本明細書及び特許請求の範囲で使用される場合、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」という単数形は、文脈によりそうでないことが明確に示されない限り、複数の指示対象を含む。例えば、「試料（ａ ｓａｍｐｌｅ）」という用語は、複数の試料を、それらの組み合わせを含めて含む。
【0077】
「判定すること」、「測定すること」、「評定すること」、「評価すること」、「アッセイすること」、及び「分析すること」という用語は、本明細書では多くの場合、測定の形式を指すために互換的に使用される。これらの用語には、要素が存在するか否かを判定すること（例えば検出）が含まれる。これらの用語は、定量的、定性的、または定量的かつ定性的な判定を含み得る。評価することは、相対的または絶対的であり得る。「の存在を検出すること」は、文脈に応じて、存在するか不在であるかを判定することに加えて、存在する何らかの量を判定することを含み得る。
【0078】
量または濃度などの測定可能な値に言及する場合に本明細書で使用される「約」または「およそ」という用語は、指定された量の２０％、１０％、５％、１％、０．５％または更には０．１％の変動を包含することを意味する。例えば「約」は、当該技術分野の慣例に従ってプラスマイナス１０％を意味し得る。あるいは「約」は、所与の値のプラスマイナス２０％、プラスマイナス１０％、プラスマイナス５％、またはプラスマイナス１％の範囲を意味し得る。あるいは、特に生物学的系またはプロセスに関して、この用語は、値の１０倍以内、最大５倍、または最大２倍を意味し得る。別段に記載がない限り、本出願及び特許請求の範囲に特定の値が記載され得る場合、「約」という用語は、その特定の値の許容可能な誤差範囲を包含することが想定され得る。また、値の範囲、部分範囲、またはその両方が提供され得る場合、範囲または部分範囲は、範囲または部分範囲の端点を含み得る。
【0079】
値が範囲として記載される場合、そのような開示には、そのような範囲内の全ての可能な部分範囲の開示及びそのような範囲内に入る具体的な数値が、具体的な数値または具体的な部分範囲が明示的に記載されているか否かにかかわらず、含まれることが理解され得る。
【0080】
「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「有する（ｈａｖｅ）」、及び「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」という用語は、非制限の連結動詞である。これら動詞の１つ以上の任意の形態または時制、例えば、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、及び「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」もまた、非制限である。例えば、１つ以上のステップを「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「有する（ｈａｓ）」、または「ｉｎｃｌｕｄｅｓ（含む）」任意の方法は、それらの１つ以上のステップのみを有することに限定されず、列挙されていない他のステップも包含する。
【0081】
本明細書で使用される場合、「混合物（ｍｉｘｔｕｒｅ）」または「混合物（ｍｉｘｔｕｒｅｓ）」という用語は、材料の単純な組み合わせ及びそれらの組み合わせから得ることができるあらゆる化合物を含むことを意味する。
【0082】
本明細書で使用されるセクションの見出しは、構成目的のみのためであり、記載される主題を限定するものと解釈されるべきではない。
【0083】
遠隔薬物治療モニタリングシステム
いくつかの実施形態では、遠隔薬物治療モニタリング（ＲＭＭ）システムが本明細書に記載される。図１は、いくつかの実施形態による遠隔薬物治療モニタリングシステムを図示している。遠隔薬物治療モニタリングシステム１００は、センサ２００、コンピュータシステム４００、及びクラウドネットワークアーキテクチャ６００を含み得る。いくつかの実施形態では、ＲＭＭは、対象の体液における分析物の存在、不在、または濃度を検出することができる。いくつかの実施形態では、ＲＭＭは、モニタシステムによって、患者、患者のケア提供者、患者の臨床医、患者の家族、またはそれらの任意の組み合わせに送信することができる。いくつかの実施形態では、ケア提供者は、医師、臨床医、ナース・プラクティショナー、病院、クリニック、リハビリテーション施設、薬局、指定された家庭内ケア提供者、または法的執行機関もしくは保険医療執行機関から選択され得る。いくつかの実施形態では、物質の測定された濃度は、患者、患者のケア提供者、患者の臨床医、患者の家族、またはそれらの任意の組み合わせのコンピュータシステムによって受信される。いくつかの実施形態では、コンピュータシステムは、スマートフォンであり得る。いくつかの実施形態では、データは、付加的なデータ処理を適用することができるアプリケーションに転送されている。いくつかの実施形態では、アプリケーションは、スマートフォンアプリケーションである。いくつかの実施形態では、物質の測定された濃度は、パターンを判定する、改善を推奨する、またはその両方を行うために分析される。いくつかの実施形態では、ＲＭＭによって、生体内で（すなわち、体液を試料採取してこれらを外部で分析する必要なしに）分析物を検出する及び／または定量化することが可能になる。
いくつかの実施形態では、遠隔薬物治療モニタリング（ＲＭＭ）システムが本明細書に記載される。図１は、いくつかの実施形態による遠隔薬物治療モニタリングシステムを図示している。遠隔薬物治療モニタリングシステム１００は、センサ２００、コンピュータシステム４００、及びクラウドネットワークアーキテクチャ６００を含み得る。いくつかの実施形態では、ＲＭＭは、対象の体液における分析物の存在、不在、または濃度を検出することができる。いくつかの実施形態では、ＲＭＭは、モニタシステムによって、患者、患者のケア提供者、患者の臨床医、患者の家族、またはそれらの任意の組み合わせに送信することができる。いくつかの実施形態では、ケア提供者は、医師、臨床医、ナース・プラクティショナー、病院、クリニック、リハビリテーション施設、薬局、指定された家庭内ケア提供者、または法的執行機関もしくは保険医療執行機関から選択され得る。いくつかの実施形態では、物質の測定された濃度は、患者、患者のケア提供者、患者の臨床医、患者の家族、またはそれらの任意の組み合わせのコンピュータシステムによって受信される。いくつかの実施形態では、コンピュータシステムは、スマートフォンであり得る。いくつかの実施形態では、データは、付加的なデータ処理を適用することができるアプリケーションに転送されている。いくつかの実施形態では、アプリケーションは、スマートフォンアプリケーションである。いくつかの実施形態では、物質の測定された濃度は、パターンを判定する、改善を推奨する、またはその両方を行うために分析される。いくつかの実施形態では、ＲＭＭによって、生体内で（すなわち、体液を試料採取してこれらを外部で分析する必要なしに）分析物を検出する及び／または定量化することが可能になる。
【0084】
センサ
本明細書に記載のＲＭＭシステムは、センサ２００を含み得る。センサ２００は、ウェアラブルセンサであり得る。センサ２００は、対象の体液における分析物を検出するように構成され得る。
本明細書に記載のＲＭＭシステムは、センサ２００を含み得る。センサ２００は、ウェアラブルセンサであり得る。センサ２００は、対象の体液における分析物を検出するように構成され得る。
【0085】
図２は、いくつかの実施形態によるセンサ２００を図示している。センサ２００は、ボディ２２０と、ボディに連結されたマイクロニードルアレイ２１０と、ボディ２２０内に配置され、マイクロニードルアレイ２１０に作動可能に連結された制御モジュール２３０（本明細書では「ＣＯＭモジュール」とも称される）とを含み得る。
【0086】
いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイ２１０は、剛性アレイであり得る。いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイ２１０は、金属、ケイ素材料、ポリマー材料、及びそれらの組み合わせから選択される材料から作製され得る。いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイ２１０は、金、銀、白金、銅、パラジウム、ニッケル、イリジウム、ロジウム、及びコバルトから選択される金属から作製され得る。いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイは、金、白金、銀、またはそれらの組み合わせから選択される金属から作製され得る。いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイ２１０は、銀から作製され得る。
【0087】
いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイ２１０は、導電性ポリマーまたは金属などの導電性材料がめっきされた非導電性ポリマーから作製される。
【0088】
いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイ２１０は、対象の皮膚と接触するように適合された接触面２１１を含む。いくつかの実施形態では、接触面２１１は、三角形、正方形、円形、及び多角形（例えば、長方形、六角形、八角形など）から選択される形状を有し得る。
【0089】
いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイ２１０の接触面２１１の各寸法は、独立して約２ｍｍ～約２０ｍｍである。いくつかの実施形態では、接触面２１１の各寸法は、独立して、約２ｍｍ～約３ｍｍ、約２ｍｍ～約５ｍｍ、約２ｍｍ～約７ｍｍ、約２ｍｍ～約１０ｍｍ、約２ｍｍ～約１２ｍｍ、約２ｍｍ～約１５ｍｍ、約２ｍｍ～約１７ｍｍ、約２ｍｍ～約２０ｍｍ、約３ｍｍ～約５ｍｍ、約３ｍｍ～約７ｍｍ、約３ｍｍ～約１０ｍｍ、約３ｍｍ～約１２ｍｍ、約３ｍｍ～約１５ｍｍ、約３ｍｍ～約１７ｍｍ、約３ｍｍ～約２０ｍｍ、約５ｍｍ～約７ｍｍ、約５ｍｍ～約１０ｍｍ、約５ｍｍ～約１２ｍｍ、約５ｍｍ～約１５ｍｍ、約５ｍｍ～約１７ｍｍ、約５ｍｍ～約２０ｍｍ、約７ｍｍ～約１０ｍｍ、約７ｍｍ～約１２ｍｍ、約７ｍｍ～約１５ｍｍ、約７ｍｍ～約１７ｍｍ、約７ｍｍ～約２０ｍｍ、約１０ｍｍ～約１２ｍｍ、約１０ｍｍ～約１５ｍｍ、約１０ｍｍ～約１７ｍｍ、約１０ｍｍ～約２０ｍｍ、約１２ｍｍ～約１５ｍｍ、約１２ｍｍ～約１７ｍｍ、約１２ｍｍ～約２０ｍｍ、約１５ｍｍ～約１７ｍｍ、約１５ｍｍ～約２０ｍｍ、または約１７ｍｍ～約２０ｍｍである。いくつかの実施形態では、接触面２１１の各寸法は、独立して、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約５ｍｍ、約７ｍｍ、約１０ｍｍ、約１２ｍｍ、約１５ｍｍ、約１７ｍｍ、または約２０ｍｍである。いくつかの実施形態では、接触面２１１の各寸法は、独立して、少なくとも約２ｍｍ、約３ｍｍ、約５ｍｍ、約７ｍｍ、約１０ｍｍ、約１２ｍｍ、約１５ｍｍ、または約１７ｍｍである。いくつかの実施形態では、接触面２１１の各寸法は、独立して、最大で約３ｍｍ、約５ｍｍ、約７ｍｍ、約１０ｍｍ、約１２ｍｍ、約１５ｍｍ、約１７ｍｍ、または約２０ｍｍである。
【0090】
いくつかの実施形態では、接触面２１１は、接触面２１１に対して垂直に配向され、かつ対象の角質層、表皮、真皮－表皮（ＤＥ）接合部、及び／または真皮を貫通するように適合された、複数のニードル２１２を含み得る。いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２は、表皮を貫通し、表層真皮中へと、ニードルの長さよりも約５０μｍ～約１００μｍ浅い深さまで下降するように適合され得る。いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２は、真皮間質（液体で満たされた皮膚細胞間の空間）への物理的アクセスをもたらすように適合され得る。
【0091】
いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２の各ニードルは、それぞれ独立して、正方錐形、円錐形、及び多角形（例えば、テーパ壁または直線壁の三角形、長方形、六角形、八角形など）から選択される断面形状を有し得る。
【0092】
いくつかの実施形態では、接触面２１１上の複数のニードル２１２の各ニードルの長さは、独立して、約６００μｍ～約１０００μｍである。いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２の各ニードルの長さは、独立して、約６００μｍ～約６２０μｍ、約６００μｍ～約６４０μｍ、約６００μｍ～約６６０μｍ、約６００μｍ～約６８０μｍ、約６００μｍ～約７００μｍ、約６００μｍ～約７２０μｍ、約６００μｍ～約７４０μｍ、約６００μｍ～約７６０μｍ、約６００μｍ～約７８０μｍ、約６００μｍ～約８００μｍ、約６００μｍ～約８２０μｍ、約６２０μｍ～約６４０μｍ、約６２０μｍ～約６６０μｍ、約６２０μｍ～約６８０μｍ、約６２０μｍ～約７００μｍ、約６２０μｍ～約７２０μｍ、約６２０μｍ～約７４０μｍ、約６２０μｍ～約７６０μｍ、約６２０μｍ～約７８０μｍ、約６２０μｍ～約８００μｍ、約６２０μｍ～約８２０μｍ、約６４０μｍ～約６６０μｍ、約６４０μｍ～約６８０μｍ、約６４０μｍ～約７００μｍ、約６４０μｍ～約７２０μｍ、約６４０μｍ～約７４０μｍ、約６４０μｍ～約７６０μｍ、約６４０μｍ～約７８０μｍ、約６４０μｍ～約８００μｍ、約６４０μｍ～約８２０μｍ、約６６０μｍ～約６８０μｍ、約６６０μｍ～約７００μｍ、約６６０μｍ～約７２０μｍ、約６６０μｍ～約７４０μｍ、約６６０μｍ～約７６０μｍ、約６６０μｍ～約７８０μｍ、約６６０μｍ～約８００μｍ、約６６０μｍ～約８２０μｍ、約６８０μｍ～約７００μｍ、約６８０μｍ～約７２０μｍ、約６８０μｍ～約７４０μｍ、約６８０μｍ～約７６０μｍ、約６８０μｍ～約７８０μｍ、約６８０μｍ～約８００μｍ、約６８０μｍ～約８２０μｍ、約７００μｍ～約７２０μｍ、約７００μｍ～約７４０μｍ、約７００μｍ～約７６０μｍ、約７００μｍ～約７８０μｍ、約７００μｍ～約８００μｍ、約７００μｍ～約８２０μｍ、約７２０μｍ～約７４０μｍ、約７２０μｍ～約７６０μｍ、約７２０μｍ～約７８０μｍ、約７２０μｍ～約８００μｍ、約７２０μｍ～約８２０μｍ、約７４０μｍ～約７６０μｍ、約７４０μｍ～約７８０μｍ、約７４０μｍ～約８００μｍ、約７４０μｍ～約８２０μｍ、約７６０μｍ～約７８０μｍ、約７６０μｍ～約８００μｍ、約７６０μｍ～約８２０μｍ、約７８０μｍ～約８００μｍ、約８００μｍ～約８４０μｍ、約８２０μｍ～約８６０μｍ、約８４０μｍ～約８８０μｍ、約８６０μｍ～約９００μｍ、約８８０μｍ～約９２０μｍ、約９００μｍ～約９４０μｍ、約９２０～約９６０μｍ、約９４０μｍ～約９８０μｍ、または約９６０μｍ～約１０００μｍである。いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２の各ニードルの長さは、独立して、約６００μｍ、約６２０μｍ、約６４０μｍ、約６６０μｍ、約６８０μｍ、約７００μｍ、約７２０μｍ、約７４０μｍ、約７６０μｍ、約７８０μｍ、約８００μｍ、約８２０μｍ、約８４０μｍ、約８６０μｍ、約８８０μｍ、約９００μｍ、約９２０μｍ、約９４０μｍ、約９６０μｍ、約９８０μｍ、または約１０００μｍである。いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２の各ニードルの長さは、独立して、少なくとも約６００μｍ、約６２０μｍ、約６４０μｍ、約６６０μｍ、約６８０μｍ、約７００μｍ、約７２０μｍ、約７４０μｍ、約７６０μｍ、約７８０μｍ、約８００μｍ、約８２０μｍ、約８４０μｍ、約８６０μｍ、約８８０μｍ、約９００μｍ、約９２０μｍ、約９４０μｍ、約９６０μｍ、約９８０μｍである。いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２の各ニードルの長さは、独立して、最大で約６２０μｍ、約６４０μｍ、約６６０μｍ、約６８０μｍ、約７００μｍ、約７２０μｍ、約７４０μｍ、約７６０μｍ、約７８０μｍ、約８００μｍ、約８２０μｍ、約８４０μｍ、約８６０μｍ、約８８０μｍ、約９００μｍ、約９２０μｍ、約９４０μｍ、約９６０μｍ、約９８０μｍ、または約１０００μｍである。
【0093】
いくつかの実施形態では、接触面２１１上の複数のニードル２１２の各ニードルは、独立して、直線壁またはテーパ壁のいずれかを有し得る。いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２の各ニードルは、その底部における幅または直径によって特徴付けることができる。
【0094】
いくつかの実施形態では、接触面２１１上の複数のニードル２１２の各ニードルの底部における幅または直径は、独立して、約５０μｍ～約３００μｍである。いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２の各ニードルの底部における幅または直径は、独立して、約５０μｍ～約７５μｍ、約５０μｍ～約１００μｍ、約５０μｍ～約１２０μｍ、約５０μｍ～約１４０μｍ、約５０μｍ～約１６０μｍ、約５０μｍ～約１８０μｍ、約５０μｍ～約２００μｍ、約５０μｍ～約２２０μｍ、約５０μｍ～約２４０μｍ、約５０μｍ～約２５０μｍ、約５０μｍ～約３００μｍ、約７５μｍ～約１００μｍ、約７５μｍ～約１２０μｍ、約７５μｍ～約１４０μｍ、約７５μｍ～約１６０μｍ、約７５μｍ～約１８０μｍ、約７５μｍ～約２００μｍ、約７５μｍ～約２２０μｍ、約７５μｍ～約２４０μｍ、約７５μｍ～約２５０μｍ、約７５μｍ～約３００μｍ、約１００μｍ～約１２０μｍ、約１００μｍ～約１４０μｍ、約１００μｍ～約１６０μｍ、約１００μｍ～約１８０μｍ、約１００μｍ～約２００μｍ、約１００μｍ～約２２０μｍ、約１００μｍ～約２４０μｍ、約１００μｍ～約２５０μｍ、約１００μｍ～約３００μｍ、約１２０μｍ～約１４０μｍ、約１２０μｍ～約１６０μｍ、約１２０μｍ～約１８０μｍ、約１２０μｍ～約２００μｍ、約１２０μｍ～約２２０μｍ、約１２０μｍ～約２４０μｍ、約１２０μｍ～約２５０μｍ、約１２０μｍ～約３００μｍ、約１４０μｍ～約１６０μｍ、約１４０μｍ～約１８０μｍ、約１４０μｍ～約２００μｍ、約１４０μｍ～約２２０μｍ、約１４０μｍ～約２４０μｍ、約１４０μｍ～約２５０μｍ、約１４０μｍ～約３００μｍ、約１６０μｍ～約１８０μｍ、約１６０μｍ～約２００μｍ、約１６０μｍ～約２２０μｍ、約１６０μｍ～約２４０μｍ、約１６０μｍ～約２５０μｍ、約１６０μｍ～約３００μｍ、約１８０μｍ～約２００μｍ、約１８０μｍ～約２２０μｍ、約１８０μｍ～約２４０μｍ、約１８０μｍ～約２５０μｍ、約１８０μｍ～約３００μｍ、約２００μｍ～約２２０μｍ、約２００μｍ～約２４０μｍ、約２００μｍ～約２５０μｍ、約２００μｍ～約３００μｍ、約２２０μｍ～約２４０μｍ、約２２０μｍ～約２５０μｍ、約２２０μｍ～約３００μｍ、約２４０μｍ～約２５０μｍ、約２４０μｍ～約３００μｍ、または約２５０μｍ～約３００μｍである。いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２の各ニードルの底部における幅または直径は、独立して、約５０μｍ、約７５μｍ、約１００μｍ、約１２０μｍ、約１４０μｍ、約１６０μｍ、約１８０μｍ、約２００μｍ、約２２０μｍ、約２４０μｍ、約２５０μｍ、または約３００μｍである。いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２の各ニードルの底部における幅または直径は、独立して、少なくとも約５０μｍ、約７５μｍ、約１００μｍ、約１２０μｍ、約１４０μｍ、約１６０μｍ、約１８０μｍ、約２００μｍ、約２２０μｍ、約２４０μｍ、または約２５０μｍである。いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２の各ニードルの底部における幅または直径は、独立して、最大で約７５μｍ、約１００μｍ、約１２０μｍ、約１４０μｍ、約１６０μｍ、約１８０μｍ、約２００μｍ、約２２０μｍ、約２４０μｍ、約２５０μｍ、または約３００μｍである。
【0095】
いくつかの実施形態では、アレイのピッチは、接触面２１１上の複数のニードル２１２の隣接するニードル間の距離を表し得る。いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２は均等に離間している。いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２は、不均等に離間している。
【0096】
いくつかの実施形態では、アレイのピッチは、約０．５ｍｍ～約５ｍｍである。いくつかの実施形態では、アレイのピッチは、約０．５ｍｍ～約１ｍｍ、約０．５ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．５ｍｍ～約２ｍｍ、約０．５ｍｍ～約２．５ｍｍ、約０．５ｍｍ～約３ｍｍ、約０．５ｍｍ～約３．５ｍｍ、約０．５ｍｍ～約４ｍｍ、約０．５ｍｍ～約４．５ｍｍ、約０．５ｍｍ～約５ｍｍ、約１ｍｍ～約１．５ｍｍ、約１ｍｍ～約２ｍｍ、約１ｍｍ～約２．５ｍｍ、約１ｍｍ～約３ｍｍ、約１ｍｍ～約３．５ｍｍ、約１ｍｍ～約４ｍｍ、約１ｍｍ～約４．５ｍｍ、約１ｍｍ～約５ｍｍ、約１．５ｍｍ～約２ｍｍ、約１．５ｍｍ～約２．５ｍｍ、約１．５ｍｍ～約３ｍｍ、約１．５ｍｍ～約３．５ｍｍ、約１．５ｍｍ～約４ｍｍ、約１．５ｍｍ～約４．５ｍｍ、約１．５ｍｍ～約５ｍｍ、約２ｍｍ～約２．５ｍｍ、約２ｍｍ～約３ｍｍ、約２ｍｍ～約３．５ｍｍ、約２ｍｍ～約４ｍｍ、約２ｍｍ～約４．５ｍｍ、約２ｍｍ～約５ｍｍ、約２．５ｍｍ～約３ｍｍ、約２．５ｍｍ～約３．５ｍｍ、約２．５ｍｍ～約４ｍｍ、約２．５ｍｍ～約４．５ｍｍ、約２．５ｍｍ～約５ｍｍ、約３ｍｍ～約３．５ｍｍ、約３ｍｍ～約４ｍｍ、約３ｍｍ～約４．５ｍｍ、約３ｍｍ～約５ｍｍ、約３．５ｍｍ～約４ｍｍ、約３．５ｍｍ～約４．５ｍｍ、約３．５ｍｍ～約５ｍｍ、約４ｍｍ～約４．５ｍｍ、約４ｍｍ～約５ｍｍ、または約４．５ｍｍ～約５ｍｍである。いくつかの実施形態では、アレイのピッチは、約０．５ｍｍ、約１ｍｍ、約１．５ｍｍ、約２ｍｍ、約２．５ｍｍ、約３ｍｍ、約３．５ｍｍ、約４ｍｍ、約４．５ｍｍ、または約５ｍｍである。いくつかの実施形態では、アレイのピッチは、少なくとも約０．５ｍｍ、約１ｍｍ、約１．５ｍｍ、約２ｍｍ、約２．５ｍｍ、約３ｍｍ、約３．５ｍｍ、約４ｍｍ、または約４．５ｍｍである。いくつかの実施形態では、アレイのピッチは、最大で約１ｍｍ、約１．５ｍｍ、約２ｍｍ、約２．５ｍｍ、約３ｍｍ、約３．５ｍｍ、約４ｍｍ、約４．５ｍｍ、または約５ｍｍである。
【0097】
図３は、複数のニードル２１２を含む接触面２１１を有するマイクロニードルアレイ２１０の断面を示す図解である。
【0098】
いくつかの実施形態では、接触面２１１上の複数のニードル２１２の各ニードルは、金属めっき３１０を含み得る。いくつかの実施形態では、金属めっき３１０は、金、白金、銀、またはそれらの組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、金属めっき３１０は、塩化銀であり得る。
【0099】
いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２の各ニードル上の金属めっき３１０の総厚は、約５μｍ～約２５μｍである。いくつかの実施形態では、金属めっき３１０の総厚は、約５μｍ～約７μｍ、約５μｍ～約９μｍ、約５μｍ～約１１μｍ、約５μｍ～約１３μｍ、約５μｍ～約１５μｍ、約５μｍ～約１７μｍ、約５μｍ～約１９μｍ、約５μｍ～約２１μｍ、約５μｍ～約２３μｍ、約５μｍ～約２５μｍ、約７μｍ～約９μｍ、約７μｍ～約１１μｍ、約７μｍ～約１３μｍ、約７μｍ～約１５μｍ、約７μｍ～約１７μｍ、約７μｍ～約１９μｍ、約７μｍ～約２１μｍ、約７μｍ～約２３μｍ、約７μｍ～約２５μｍ、約９μｍ～約１１μｍ、約９μｍ～約１３μｍ、約９μｍ～約１５μｍ、約９μｍ～約１７μｍ、約９μｍ～約１９μｍ、約９μｍ～約２１μｍ、約９μｍ～約２３μｍ、約９μｍ～約２５μｍ、約１１μｍ～約１３μｍ、約１１μｍ～約１５μｍ、約１１μｍ～約１７μｍ、約１１μｍ～約１９μｍ、約１１μｍ～約２１μｍ、約１１μｍ～約２３μｍ、約１１μｍ～約２５μｍ、約１３μｍ～約１５μｍ、約１３μｍ～約１７μｍ、約１３μｍ～約１９μｍ、約１３μｍ～約２１μｍ、約１３μｍ～約２３μｍ、約１３μｍ～約２５μｍ、約１５μｍ～約１７μｍ、約１５μｍ～約１９μｍ、約１５μｍ～約２１μｍ、約１５μｍ～約２３μｍ、約１５μｍ～約２５μｍ、約１７μｍ～約１９μｍ、約１７μｍ～約２１μｍ、約１７μｍ～約２３μｍ、約１７μｍ～約２５μｍ、約１９μｍ～約２１μｍ、約１９μｍ～約２３μｍ、約１９μｍ～約２５μｍ、約２１μｍ～約２３μｍ、約２１μｍ～約２５μｍ、または約２３μｍ～約２５μｍである。いくつかの実施形態では、金属めっき３１０の総厚は、約５μｍ、約７μｍ、約９μｍ、約１１μｍ、約１３μｍ、約１５μｍ、約１７μｍ、約１９μｍ、約２１μｍ、約２３μｍ、または約２５μｍである。いくつかの実施形態では、金属めっき３１０の総厚は、少なくとも約５μｍ、約７μｍ、約９μｍ、約１１μｍ、約１３μｍ、約１５μｍ、約１７μｍ、約１９μｍ、約２１μｍ、または約２３μｍである。いくつかの実施形態では、金属めっき３１０の総厚は、最大で約７μｍ、約９μｍ、約１１μｍ、約１３μｍ、約１５μｍ、約１７μｍ、約１９μｍ、約２１μｍ、約２３μｍ、または約２５μｍである。
【0100】
いくつかの実施形態では、接触面２１１上の複数のニードル２１２の各ニードルは、電極コーティング（すなわち、電気活性ケージ３２０）を更に含み得る。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０は、ポリマーコーティングであり得る。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０は、複数のコーティング層を含み得る。例えば、複数のニードル２１２の各ニードルは、独立して、電気活性ケージ３２０を形成する１層以上のポリマーコーティング層でコーティングされ得る。
【0101】
いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２の各ニードル上の電気活性ケージ３２０の総厚は、約５μｍ～約２５μｍである。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０の総厚は、約５μｍ～約７μｍ、約５μｍ～約９μｍ、約５μｍ～約１１μｍ、約５μｍ～約１３μｍ、約５μｍ～約１５μｍ、約５μｍ～約１７μｍ、約５μｍ～約１９μｍ、約５μｍ～約２１μｍ、約５μｍ～約２３μｍ、約５μｍ～約２５μｍ、約７μｍ～約９μｍ、約７μｍ～約１１μｍ、約７μｍ～約１３μｍ、約７μｍ～約１５μｍ、約７μｍ～約１７μｍ、約７μｍ～約１９μｍ、約７μｍ～約２１μｍ、約７μｍ～約２３μｍ、約７μｍ～約２５μｍ、約９μｍ～約１１μｍ、約９μｍ～約１３μｍ、約９μｍ～約１５μｍ、約９μｍ～約１７μｍ、約９μｍ～約１９μｍ、約９μｍ～約２１μｍ、約９μｍ～約２３μｍ、約９μｍ～約２５μｍ、約１１μｍ～約１３μｍ、約１１μｍ～約１５μｍ、約１１μｍ～約１７μｍ、約１１μｍ～約１９μｍ、約１１μｍ～約２１μｍ、約１１μｍ～約２３μｍ、約１１μｍ～約２５μｍ、約１３μｍ～約１５μｍ、約１３μｍ～約１７μｍ、約１３μｍ～約１９μｍ、約１３μｍ～約２１μｍ、約１３μｍ～約２３μｍ、約１３μｍ～約２５μｍ、約１５μｍ～約１７μｍ、約１５μｍ～約１９μｍ、約１５μｍ～約２１μｍ、約１５μｍ～約２３μｍ、約１５μｍ～約２５μｍ、約１７μｍ～約１９μｍ、約１７μｍ～約２１μｍ、約１７μｍ～約２３μｍ、約１７μｍ～約２５μｍ、約１９μｍ～約２１μｍ、約１９μｍ～約２３μｍ、約１９μｍ～約２５μｍ、約２１μｍ～約２３μｍ、約２１μｍ～約２５μｍ、または約２３μｍ～約２５μｍである。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０の総厚は、約５μｍ、約７μｍ、約９μｍ、約１１μｍ、約１３μｍ、約１５μｍ、約１７μｍ、約１９μｍ、約２１μｍ、約２３μｍ、または約２５μｍである。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０の総厚は、少なくとも約５μｍ、約７μｍ、約９μｍ、約１１μｍ、約１３μｍ、約１５μｍ、約１７μｍ、約１９μｍ、約２１μｍ、または約２３μｍである。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０の総厚は、最大で約７μｍ、約９μｍ、約１１μｍ、約１３μｍ、約１５μｍ、約１７μｍ、約１９μｍ、約２１μｍ、約２３μｍ、または約２５μｍである。
【0102】
いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０は、電気活性複合材及び安定化ポリマーマトリックスの両方を含み得る。いくつかの実施形態では、電気活性複合材及び安定化ポリマーマトリックスは、自己組織化して電気活性ケージ３２０を形成し得る。
【0103】
いくつかの実施形態では、電気活性複合材は、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、またはそれらの組み合わせから選択されるポリマーを含む。
【0104】
いくつかの実施形態では、安定化ポリマーマトリックスは、アルキルアンモニウム塩及びスルホン化テトラフルオロエチレンポリマーを含み得る。
【0105】
いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０は、約５ｋＤ～約１，０００ｋＤの平均重量を有するポリマーを含む。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０は、約５ｋＤ～約１０ｋＤ、約５ｋＤ～約１５ｋＤ、約５ｋＤ～約２０ｋＤ、約５ｋＤ～約２５ｋＤ、約５ｋＤ～約３０ｋＤ、約５ｋＤ～約５０ｋＤ、約５ｋＤ～約１００ｋＤ、約５ｋＤ～約２００ｋＤ、約５ｋＤ～約５００ｋＤ、約５ｋＤ～約１，０００ｋＤ、約１０ｋＤ～約１５ｋＤ、約１０ｋＤ～約２０ｋＤ、約１０ｋＤ～約２５ｋＤ、約１０ｋＤ～約３０ｋＤ、約１０ｋＤ～約５０ｋＤ、約１０ｋＤ～約１００ｋＤ、約１０ｋＤ～約２００ｋＤ、約１０ｋＤ～約５００ｋＤ、約１０ｋＤ～約１，０００ｋＤ、約１５ｋＤ～約２０ｋＤ、約１５ｋＤ～約２５ｋＤ、約１５ｋＤ～約３０ｋＤ、約１５ｋＤ～約５０ｋＤ、約１５ｋＤ～約１００ｋＤ、約１５ｋＤ～約２００ｋＤ、約１５ｋＤ～約５００ｋＤ、約１５ｋＤ～約１，０００ｋＤ、約２０ｋＤ～約２５ｋＤ、約２０ｋＤ～約３０ｋＤ、約２０ｋＤ～約５０ｋＤ、約２０ｋＤ～約１００ｋＤ、約２０ｋＤ～約２００ｋＤ、約２０ｋＤ～約５００ｋＤ、約２０ｋＤ～約１，０００ｋＤ、約２５ｋＤ～約３０ｋＤ、約２５ｋＤ～約５０ｋＤ、約２５ｋＤ～約１００ｋＤ、約２５ｋＤ～約２００ｋＤ、約２５ｋＤ～約５００ｋＤ、約２５ｋＤ～約１，０００ｋＤ、約３０ｋＤ～約５０ｋＤ、約３０ｋＤ～約１００ｋＤ、約３０ｋＤ～約２００ｋＤ、約３０ｋＤ～約５００ｋＤ、約３０ｋＤ～約１，０００ｋＤ、約５０ｋＤ～約１００ｋＤ、約５０ｋＤ～約２００ｋＤ、約５０ｋＤ～約５００ｋＤ、約５０ｋＤ～約１，０００ｋＤ、約１００ｋＤ～約２００ｋＤ、約１００ｋＤ～約５００ｋＤ、約１００ｋＤ～約１，０００ｋＤ、約２００ｋＤ～約５００ｋＤ、約２００ｋＤ～約１，０００ｋＤ、または約５００ｋＤ～約１，０００ｋＤの平均重量を有するポリマーを含む。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０は、約５ｋＤ、約１０ｋＤ、約１５ｋＤ、約２０ｋＤ、約２５ｋＤ、約３０ｋＤ、約５０ｋＤ、約１００ｋＤ、約２００ｋＤ、約５００ｋＤ、または約１，０００ｋＤの平均重量を有するポリマーを含む。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０は、約５ｋＤ、約１０ｋＤ、約１５ｋＤ、約２０ｋＤ、約２５ｋＤ、約３０ｋＤ、約５０ｋＤ、約１００ｋＤ、約２００ｋＤ、または約５００ｋＤの平均重量を有するポリマーを含む。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０は、最大で約１０ｋＤ、約１５ｋＤ、約２０ｋＤ、約２５ｋＤ、約３０ｋＤ、約５０ｋＤ、約１００ｋＤ、約２００ｋＤ、約５００ｋＤ、または約１，０００ｋＤの平均重量を有するポリマーを含む。
【0106】
いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０は、約１～約５の多分散性を有するポリマーを含む。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０は、約１～約１．２、約１～約１．５、約１～約１．７、約１～約２、約１～約２．２、約１～約２．５、約１～約３、約１～約３．５、約１～約４、約１～約４．５、約１～約５、約１．２～約１．５、約１．２～約１．７、約１．２～約２、約１．２～約２．２、約１．２～約２．５、約１．２～約３、約１．２～約３．５、約１．２～約４、約１．２～約４．５、約１．２～約５、約１．５～約１．７、約１．５～約２、約１．５～約２．２、約１．５～約２．５、約１．５～約３、約１．５～約３．５、約１．５～約４、約１．５～約４．５、約１．５～約５、約１．７～約２、約１．７～約２．２、約１．７～約２．５、約１．７～約３、約１．７～約３．５、約１．７～約４、約１．７～約４．５、約１．７～約５、約２～約２．２、約２～約２．５、約２～約３、約２～約３．５、約２～約４、約２～約４．５、約２～約５、約２．２～約２．５、約２．２～約３、約２．２～約３．５、約２．２～約４、約２．２～約４．５、約２．２～約５、約２．５～約３、約２．５～約３．５、約２．５～約４、約２．５～約４．５、約２．５～約５、約３～約３．５、約３～約４、約３～約４．５、約３～約５、約３．５～約４、約３．５～約４．５、約３．５～約５、約４～約４．５、約４～約５、または約４．５～約５の多分散性を有するポリマーを含む。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０は、約１、約１．２、約１．５、約１．７、約２、約２．２、約２．５、約３、約３．５、約４、約４．５、または約５の多分散性を有するポリマーを含む。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０は、約１、約１．２、約１．５、約１．７、約２、約２．２、約２．５、約３、約３．５、約４、または約４．５の多分散性を有するポリマーを含む。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０は、最大で約１．２、約１．５、約１．７、約２、約２．２、約２．５、約３、約３．５、約４、約４．５、または約５の多分散性を有するポリマーを含む。
【0107】
いくつかの実施形態では、電気活性複合材は、ポリマー及び多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）を更に含む。いくつかの実施形態では、ＭＷＣＮＴは、電気活性複合材のポリマー上に配置され得るかまたはポリマー内に埋め込まれ得る。
【0108】
いくつかの実施形態では、ＭＷＣＮＴの平均内径は、約０．５ｎｍ～約１００ｎｍである。いくつかの実施形態では、ＭＷＣＮＴの平均内径は、約０．５ｎｍ～約２ｎｍ、約０．５ｎｍ～約３ｎｍ、約０．５ｎｍ～約５ｎｍ、約０．５ｎｍ～約７ｎｍ、約０．５ｎｍ～約１０ｎｍ、約０．５ｎｍ～約１５ｎｍ、約０．５ｎｍ～約２０ｎｍ、約０．５ｎｍ～約２５ｎｍ、約０．５ｎｍ～約３０ｎｍ、約０．５ｎｍ～約３５ｎｍ、約０．５ｎｍ～約４０ｎｍ、約０．５ｎｍ～約１００ｎｍ、約２ｎｍ～約３ｎｍ、約２ｎｍ～約５ｎｍ、約２ｎｍ～約７ｎｍ、約２ｎｍ～約１０ｎｍ、約２ｎｍ～約１５ｎｍ、約２ｎｍ～約２０ｎｍ、約２ｎｍ～約２５ｎｍ、約２ｎｍ～約３０ｎｍ、約２ｎｍ～約３５ｎｍ、約２ｎｍ～約４０ｎｍ、約２ｎｍ～約１００ｎｍ、約３ｎｍ～約５ｎｍ、約３ｎｍ～約７ｎｍ、約３ｎｍ～約１０ｎｍ、約３ｎｍ～約１５ｎｍ、約３ｎｍ～約２０ｎｍ、約３ｎｍ～約２５ｎｍ、約３ｎｍ～約３０ｎｍ、約３ｎｍ～約３５ｎｍ、約３ｎｍ～約４０ｎｍ、約３ｎｍ～約１００ｎｍ、約５ｎｍ～約７ｎｍ、約５ｎｍ～約１０ｎｍ、約５ｎｍ～約１５ｎｍ、約５ｎｍ～約２０ｎｍ、約５ｎｍ～約２５ｎｍ、約５ｎｍ～約３０ｎｍ、約５ｎｍ～約３５ｎｍ、約５ｎｍ～約４０ｎｍ、約５ｎｍ～約１００ｎｍ、約７ｎｍ～約１０ｎｍ、約７ｎｍ～約１５ｎｍ、約７ｎｍ～約２０ｎｍ、約７ｎｍ～約２５ｎｍ、約７ｎｍ～約３０ｎｍ、約７ｎｍ～約３５ｎｍ、約７ｎｍ～約４０ｎｍ、約７ｎｍ～約１００ｎｍ、約１０ｎｍ～約１５ｎｍ、約１０ｎｍ～約２０ｎｍ、約１０ｎｍ～約２５ｎｍ、約１０ｎｍ～約３０ｎｍ、約１０ｎｍ～約３５ｎｍ、約１０ｎｍ～約４０ｎｍ、約１０ｎｍ～約１００ｎｍ、約１５ｎｍ～約２０ｎｍ、約１５ｎｍ～約２５ｎｍ、約１５ｎｍ～約３０ｎｍ、約１５ｎｍ～約３５ｎｍ、約１５ｎｍ～約４０ｎｍ、約１５ｎｍ～約１００ｎｍ、約２０ｎｍ～約２５ｎｍ、約２０ｎｍ～約３０ｎｍ、約２０ｎｍ～約３５ｎｍ、約２０ｎｍ～約４０ｎｍ、約２０ｎｍ～約１００ｎｍ、約２５ｎｍ～約３０ｎｍ、約２５ｎｍ～約３５ｎｍ、約２５ｎｍ～約４０ｎｍ、約２５ｎｍ～約１００ｎｍ、約３０ｎｍ～約３５ｎｍ、約３０ｎｍ～約４０ｎｍ、約３０ｎｍ～約１００ｎｍ、約３５ｎｍ～約４０ｎｍ、約３５ｎｍ～約１００ｎｍ、または約４０ｎｍ～約１００ｎｍである。いくつかの実施形態では、ＭＷＣＮＴの平均内径は、約０．５ｎｍ、約２ｎｍ、約３ｎｍ、約５ｎｍ、約７ｎｍ、約１０ｎｍ、約１５ｎｍ、約２０ｎｍ、約２５ｎｍ、約３０ｎｍ、約３５ｎｍ、約４０ｎｍ、または約１００ｎｍである。いくつかの実施形態では、ＭＷＣＮＴの平均内径は、少なくとも約０．５ｎｍ、約２ｎｍ、約３ｎｍ、約５ｎｍ、約７ｎｍ、約１０ｎｍ、約１５ｎｍ、約２０ｎｍ、約２５ｎｍ、約３０ｎｍ、約３５ｎｍ、または約４０ｎｍである。いくつかの実施形態では、ＭＷＣＮＴの平均内径は、最大で約２ｎｍ、約３ｎｍ、約５ｎｍ、約７ｎｍ、約１０ｎｍ、約１５ｎｍ、約２０ｎｍ、約２５ｎｍ、約３０ｎｍ、約３５ｎｍ、約４０ｎｍ、または約１００ｎｍである。
【0109】
いくつかの実施形態では、ＭＷＣＮＴの平均長は、約５μｍ～約１００μｍである。いくつかの実施形態では、ＭＷＣＮＴの平均長は、約５μｍ～約７μｍ、約５μｍ～約１０μｍ、約５μｍ～約１２μｍ、約５μｍ～約１５μｍ、約５μｍ～約２０μｍ、約５μｍ～約２５μｍ、約５μｍ～約３０μｍ、約５μｍ～約４０μｍ、約５μｍ～約５０μｍ、約５μｍ～約７５μｍ、約５μｍ～約１００μｍ、約７μｍ～約１０μｍ、約７μｍ～約１２μｍ、約７μｍ～約１５μｍ、約７μｍ～約２０μｍ、約７μｍ～約２５μｍ、約７μｍ～約３０μｍ、約７μｍ～約４０μｍ、約７μｍ～約５０μｍ、約７μｍ～約７５μｍ、約７μｍ～約１００μｍ、約１０μｍ～約１２μｍ、約１０μｍ～約１５μｍ、約１０μｍ～約２０μｍ、約１０μｍ～約２５μｍ、約１０μｍ～約３０μｍ、約１０μｍ～約４０μｍ、約１０μｍ～約５０μｍ、約１０μｍ～約７５μｍ、約１０μｍ～約１００μｍ、約１２μｍ～約１５μｍ、約１２μｍ～約２０μｍ、約１２μｍ～約２５μｍ、約１２μｍ～約３０μｍ、約１２μｍ～約４０μｍ、約１２μｍ～約５０μｍ、約１２μｍ～約７５μｍ、約１２μｍ～約１００μｍ、約１５μｍ～約２０μｍ、約１５μｍ～約２５μｍ、約１５μｍ～約３０μｍ、約１５μｍ～約４０μｍ、約１５μｍ～約５０μｍ、約１５μｍ～約７５μｍ、約１５μｍ～約１００μｍ、約２０μｍ～約２５μｍ、約２０μｍ～約３０μｍ、約２０μｍ～約４０μｍ、約２０μｍ～約５０μｍ、約２０μｍ～約７５μｍ、約２０μｍ～約１００μｍ、約２５μｍ～約３０μｍ、約２５μｍ～約４０μｍ、約２５μｍ～約５０μｍ、約２５μｍ～約７５μｍ、約２５μｍ～約１００μｍ、約３０μｍ～約４０μｍ、約３０μｍ～約５０μｍ、約３０μｍ～約７５μｍ、約３０μｍ～約１００μｍ、約４０μｍ～約５０μｍ、約４０μｍ～約７５μｍ、約４０μｍ～約１００μｍ、約５０μｍ～約７５μｍ、約５０μｍ～約１００μｍ、または約７５μｍ～約１００μｍである。いくつかの実施形態では、ＭＷＣＮＴの平均長は、約５μｍ、約７μｍ、約１０μｍ、約１２μｍ、約１５μｍ、約２０μｍ、約２５μｍ、約３０μｍ、約４０μｍ、約５０μｍ、約７５μｍ、または約１００μｍである。いくつかの実施形態では、ＭＷＣＮＴの平均長は、少なくとも約５μｍ、約７μｍ、約１０μｍ、約１２μｍ、約１５μｍ、約２０μｍ、約２５μｍ、約３０μｍ、約４０μｍ、約５０μｍ、または約７５μｍである。いくつかの実施形態では、ＭＷＣＮＴの平均長は、最大で約７μｍ、約１０μｍ、約１２μｍ、約１５μｍ、約２０μｍ、約２５μｍ、約３０μｍ、約４０μｍ、約５０μｍ、約７５μｍ、または約１００μｍである。
【0110】
いくつかの実施形態では、接触面２１１上の複数のニードル２１２の各ニードルは、ヒドロゲルコーティング３３０を更に含み得る。いくつかの実施形態では、複数のニードルのうちの全てのニードルは、ヒドロゲルコーティング３３０を含み得る。いくつかの実施形態では、ヒドロゲルコーティング３３０は、分子レドックス副生成物の堆積から電気活性ケージ３２０を保護するように構成される。
【0111】
いくつかの実施形態では、ヒドロゲルコーティング３３０は、アガロース系ヒドロゲルであり得る。いくつかの実施形態では、ヒドロゲルコーティング３３０は、ヒドロゲルの電気伝導率を上昇させるために、電解質または電解質含有溶液をドープされ得る。いくつかの実施形態では、電解質は、金属塩化物、金属硫酸塩、金属硝酸塩、金属亜硝酸塩、またはそれらの組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、電解質は、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＣａＣｌ２、ＭｇＣｌ２、またはそれらの組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、電解質は、アルキルアンモニウム塩であり得る。
【0112】
いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２の各ニードル上のヒドロゲルコーティング３３０の総厚は、約５μｍ～約２５μｍである。いくつかの実施形態では、ヒドロゲルコーティング３３０の総厚は、約５μｍ～約７μｍ、約５μｍ～約９μｍ、約５μｍ～約１１μｍ、約５μｍ～約１３μｍ、約５μｍ～約１５μｍ、約５μｍ～約１７μｍ、約５μｍ～約１９μｍ、約５μｍ～約２１μｍ、約５μｍ～約２３μｍ、約５μｍ～約２５μｍ、約７μｍ～約９μｍ、約７μｍ～約１１μｍ、約７μｍ～約１３μｍ、約７μｍ～約１５μｍ、約７μｍ～約１７μｍ、約７μｍ～約１９μｍ、約７μｍ～約２１μｍ、約７μｍ～約２３μｍ、約７μｍ～約２５μｍ、約９μｍ～約１１μｍ、約９μｍ～約１３μｍ、約９μｍ～約１５μｍ、約９μｍ～約１７μｍ、約９μｍ～約１９μｍ、約９μｍ～約２１μｍ、約９μｍ～約２３μｍ、約９μｍ～約２５μｍ、約１１μｍ～約１３μｍ、約１１μｍ～約１５μｍ、約１１μｍ～約１７μｍ、約１１μｍ～約１９μｍ、約１１μｍ～約２１μｍ、約１１μｍ～約２３μｍ、約１１μｍ～約２５μｍ、約１３μｍ～約１５μｍ、約１３μｍ～約１７μｍ、約１３μｍ～約１９μｍ、約１３μｍ～約２１μｍ、約１３μｍ～約２３μｍ、約１３μｍ～約２５μｍ、約１５μｍ～約１７μｍ、約１５μｍ～約１９μｍ、約１５μｍ～約２１μｍ、約１５μｍ～約２３μｍ、約１５μｍ～約２５μｍ、約１７μｍ～約１９μｍ、約１７μｍ～約２１μｍ、約１７μｍ～約２３μｍ、約１７μｍ～約２５μｍ、約１９μｍ～約２１μｍ、約１９μｍ～約２３μｍ、約１９μｍ～約２５μｍ、約２１μｍ～約２３μｍ、約２１μｍ～約２５μｍ、または約２３μｍ～約２５μｍである。いくつかの実施形態では、ヒドロゲルコーティング３３０の総厚は、約５μｍ、約７μｍ、約９μｍ、約１１μｍ、約１３μｍ、約１５μｍ、約１７μｍ、約１９μｍ、約２１μｍ、約２３μｍ、または約２５μｍである。いくつかの実施形態では、ヒドロゲルコーティング３３０の総厚は、少なくとも約５μｍ、約７μｍ、約９μｍ、約１１μｍ、約１３μｍ、約１５μｍ、約１７μｍ、約１９μｍ、約２１μｍ、または約２３μｍである。いくつかの実施形態では、ヒドロゲルコーティング３３０の総厚は、最大で約７μｍ、約９μｍ、約１１μｍ、約１３μｍ、約１５μｍ、約１７μｍ、約１９μｍ、約２１μｍ、約２３μｍ、または約２５μｍである。
【0113】
いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイ２２０は、複数の電気的に絶縁されたドメインを更に含み得る。図３は、３つの電気的に絶縁されたドメインを有する実施形態を図示している。いくつかの実施形態では、複数の電気的に絶縁されたドメインは、複数の電極であり得る。いくつかの実施形態では、複数の電極は、それぞれ独立して、作用電極３０１、参照電極３０２、及び対電極３０３から選択され得る。いくつかの実施形態では、複数の電気的に絶縁されたドメインは、作用電極３０１と、組み合わされた参照電極及び対電極とを含む２つのドメインであり得る。いくつかの実施形態では、作用電極３０１、参照電極３０２、及び対電極３０３のうちの少なくとも１つは、金、炭素、白金、またはそれらの組み合わせを含む。
【0114】
いくつかの実施形態では、作用電極３０１、参照電極３０２、及び対電極３０３のうちの少なくとも１つは、電極コーティングでコーティングされている。いくつかの実施形態では、電極コーティングは、第四級アンモニウム塩、スルホン化テトラフルオロエチレンポリマー、ＭＷＣＮＴで機能化されたポリエチレンイミンポリマー、またはそれらの組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、電極コーティングは、より正確及び／または精密な測定のために伝導率を改善するか、電極の強度及び／または耐久性を上昇させるか、あるいはその両方である。
【0115】
いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイ２１０上の複数のニードル２１２の各ニードルは、電気化学的センシングプロセスのための作用電極３０１、参照電極３０２、または対電極３０３のいずれかとして機能することができ、これにより、人体内の分析物を直接検出することが可能になる。
【0116】
いくつかの実施形態では、作用電極３０１として機能する複数のニードル２１２の各ニードルは、金または白金の金属めっき３１０及び電気活性ケージ３２０を含み得る。いくつかの実施形態では、電気活性ケージ３２０は、第四級アンモニウム塩、スルホン化テトラフルオロエチレンポリマー、ＭＷＣＮＴで機能化されたポリエチレンイミンポリマー、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【0117】
いくつかの実施形態では、参照電極３０２として機能する複数のニードル２１２の各ニードルは、銀、塩化銀、またはそれらの組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、対電極３０３として機能する複数のニードル２１２の各ニードルは、金、白金、炭素、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【0118】
いくつかの実施形態では、作用電極３０１、参照電極３０２、対電極３０３、またはそれらの組み合わせのいずれかとして機能する複数のニードル２１２の各ニードルは、ヒドロゲルコーティング３３０によってコーティングされ得る。
【0119】
マイクロニードルアレイ２１０の接触面２１１上の複数のニードル２１２が不均等に離間している場合、アレイのピッチは、作用電極３０１上の複数のニードル２１２のニードルと対電極３０３上のニードルとの間、作用電極３０１上の複数のニードル２１２のニードルと参照電極３０２上のニードルとの間、または参照電極３０２上の複数のニードル２１２のニードルと対電極３０３上のニードルとの間の距離のいずれかで表され得る。
【0120】
いくつかの実施形態では、センサ２００のマイクロニードルアレイ２１０は、ボディ２２０に作動可能に連結されている。いくつかの実施形態では、センサ２００のボディ２２０は、対象の皮膚に取り付けられるように構成されている。いくつかの実施形態では、ボディ２２０は、接着剤を使用して対象の皮膚に取り付けられている。いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイ２１０の接触面２１１上のマイクロニードルアレイの各ニードル２１２は、センサ２００が取り付けられると、対象の皮膚を貫通し得る。
【0121】
いくつかの実施形態では、センサ２２０は、約１日～約３０日間、対象の皮膚に取り付けられるように構成されている。
【0122】
いくつかの実施形態では、センサ２２０は、実質的な生物付着（すなわち、センサの機能性または精度の実質的な損失）を伴わず、少なくとも約３０日間、対象の皮膚に取り付けられるように構成されている。
【0123】
いくつかの実施形態では、センサ２００は、マイクロニードルアレイ２１０に作動可能に連結されたＣＯＭモジュール２３０を含む。ＣＯＭモジュール２３０は、ポテンショスタット、ポテンショスタットに連結されたプロセッサ、及びプロセッサに連結されたメモリを含み得る。
【0124】
いくつかの実施形態では、ＣＯＭモジュール２３０のポテンショスタットは、マイクロニードルアレイ２１０の作用電極３０１と参照電極３０２との間の掃引電圧の電位を提供する。いくつかの実施形態では、ポテンショスタットは更に、作用電極３０１と対電極３０３との間を流れる電流を測定する。
【0125】
いくつかの実施形態では、ＣＯＭモジュール２３０のプロセッサは、ポテンショスタットを使用して実施される電気化学測定を駆動及び／または制御するように構成され得る。いくつかの実施形態では、プロセッサは、ポテンショスタットからのデータを分析する。
【0126】
ＣＯＭモジュール２３０のメモリは、プロセッサに、ポテンショスタットに掃引電圧を印加させるため、掃引電圧の印加に応答した電流を測定させるため、及び測定された電流を使用して分析物の存在、不在、または濃度を判定させるための命令を含み得る。
【0127】
いくつかの実施形態では、ＣＯＭモジュール２３０は、センサデータをメモリ上に一時的に格納する。いくつかの実施形態では、ＣＯＭモジュール２３０は、プロセッサに連結されかつセンサ２００と外部のデバイス、システム、またはネットワークのうちの１つ以上との間でデータを転送するように構成された、受信機及び／または送信機を更に含み得る。いくつかの実施形態では、送信機は、少なくとも１種の分析物の存在もしくは不在、測定された電流、またはその両方に基づく信号を、外部のデバイス、システム、またはネットワークのうちの１つ以上に送信するように構成されている。いくつかの実施形態では、送信機によって送信される信号は、少なくとも１種の分析物の測定された濃度に基づく。
【0128】
いくつかの実施形態では、メモリは、約１分～約６時間の間隔で定期的に信号を送信するための命令を更に含む。いくつかの実施形態では、メモリは、約５秒から約３０秒まで、約６０秒まで、約２分まで、約５分まで、約１０分まで、約２０分まで、約３０分まで、約４５分まで、約６０分まで、約２時間まで、約３時間まで、約４時間まで、約５時間まで、または約６時間までの期間にわたり信号を送信するための命令を含む。メモリは、約６時間以下、約５時間以下、約４時間以下、約３時間以下、約２時間以下、約１時間以下、約４５分以下、約３０分以下、約２０分以下、約１０分以下、約５分以下、約２分以下、約１分以下、約３０秒以下の期間にわたり信号を送信するための命令を含む。
【0129】
コンピューティングシステム
いくつかの実施形態では、センサ２００は、コンピュータシステム４００に作動可能に連結されている。
いくつかの実施形態では、センサ２００は、コンピュータシステム４００に作動可能に連結されている。
【0130】
図４を参照すると、コンピュータシステム４００（例えば、処理システムまたはコンピューティングシステム）を含む例示的なマシンを示すブロック図が示されており、このシステム内では、デバイスに本開示の静的コードスケジューリングの態様及び／または手法のうちのいずれか１つ以上を実施または実行させるために、一連の命令が実行され得る。図４のコンポーネントは例に過ぎず、いかなるハードウェア、ソフトウェア、組み込みロジックコンポーネント、または特定の実施形態を実装する２つ以上のそのようなコンポーネントの組み合わせの使用または機能性の範囲を制限するものではない。
【0131】
コンピュータシステム４００は、１つ以上のプロセッサ４０１、メモリ４０３、及び記憶装置４０８を含み得、これらはバス４４０を介して、互いに及び他のコンポーネントと通信する。バス４４０はまた、ディスプレイ４３２、１つ以上の入力デバイス４３３（これは例えば、キーパッド、キーボード、マウス、スタイラスなどを含み得る）、１つ以上の出力デバイス４３４、１つ以上の記憶デバイス４３５、及び種々の有形記憶媒体４３６をリンクすることができる。全ての要素は、直接または１つ以上のインターフェースまたはアダプタを介して、バス４４０とインターフェースすることができる。例えば、種々の有形記憶媒体４３６は、記憶媒体インターフェース４２６を介してバス４４０とインターフェースすることができる。コンピュータシステム４００は、１つ以上の集積回路（ＩＣ）、プリント回路基板（ＰＣＢ）、モバイルハンドヘルドデバイス（携帯電話もしくはＰＤＡなど）、ラップトップコンピュータもしくはノートブックコンピュータ、分散コンピュータシステム、コンピューティンググリッド、またはサーバを含むがこれらに限定されない、任意の好適な物理的形態を有し得る。
【0132】
コンピュータシステム４００は、機能を実行する１つ以上のプロセッサ（複数可）４０１（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）または汎用グラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＧＰＵ））を含む。プロセッサ（複数可）４０１は、命令、データ、またはコンピュータアドレスの一時的なローカル記憶用のキャッシュメモリユニット４０２を任意選択的に含む。プロセッサ（複数可）４０１は、コンピュータ可読命令の実行を支援するように構成されている。コンピュータシステム４００は、１つ以上の有形コンピュータ可読記憶媒体、例えば、メモリ４０３、記憶装置４０８、記憶デバイス４３５、及び／または記憶媒体４３６中に具現化された非一時的なプロセッサ実行可能命令をプロセッサ（複数可）４０１が実行する結果として、図４に示すコンポーネントに機能性を提供することができる。コンピュータ可読媒体は、特定の実施形態を実装するソフトウェアを格納することができ、プロセッサ（複数可）４０１は、ソフトウェアを実行することができる。メモリ４０３は、１つ以上の他のコンピュータ可読媒体（大容量記憶デバイス（複数可）４３５、４３６など）から、またはネットワークインターフェース４２０などの好適なインターフェースを介して１つ以上の他のソースから、ソフトウェアを読み取ることができる。ソフトウェアは、本明細書に記載または図示されている１つ以上のプロセスまたは１つ以上のプロセスのうちの１つ以上のステップを、プロセッサ（複数可）４０１に実行させることができる。そのようなプロセスまたはステップを実行することは、メモリ４０３に格納されたデータ構造を定義すること、及びソフトウェアによる指示の通りにデータ構造を変更することを含み得る。
【0133】
メモリ４０３は、ランダムアクセスメモリコンポーネント（例えば、ＲＡＭ４０４）（例えば、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、強誘電体ランダムアクセスメモリ（ＦＲＡＭ）、相変化ランダムアクセスメモリ（ＰＲＡＭ）など）、読み取り専用メモリコンポーネント（例えば、ＲＯＭ４０５）、及びそれらの任意の組み合わせを含むがこれらに限定されない、種々のコンポーネント（例えば、マシン可読媒体）を含み得る。ＲＯＭ４０５は、データ及び命令をプロセッサ（複数可）４０１と一方向に通信するように動作することができ、ＲＡＭ４０４は、データ及び命令をプロセッサ（複数可）４０１と双方向に通信するように動作することができる。ＲＯＭ４０５及びＲＡＭ４０４は、以下に記載される任意の好適な有形コンピュータ可読媒体を含み得る。一例では、起動時などにコンピュータシステム４００内の要素間で情報を転送するのを補助する基本的なルーチンを含む、基本入力／出力システム４０６（ＢＩＯＳ）が、メモリ４０３に格納され得る。
【0134】
固定記憶装置４０８は、プロセッサ（複数可）４０１に双方向に接続されており、任意選択的に記憶装置制御ユニット４０７を介して接続される。固定記憶装置４０８は、追加のデータ記憶容量を提供し、本明細書に記載される任意の好適な有形コンピュータ可読媒体も含み得る。記憶装置４０８は、オペレーティングシステム４０９、実行可能物（複数可）４１０、データ４１１、アプリケーション４１２（アプリケーションプログラム）などを格納するために使用され得る。記憶装置４０８はまた、光ディスクドライブ、ソリッドステートメモリデバイス（例えば、フラッシュベースのシステム）、または上記のいずれかの組み合わせを含み得る。記憶装置４０８内の情報は、適切な場合には、仮想メモリとしてメモリ４０３に組み込まれ得る。
【0135】
一例では、記憶デバイス（複数可）４３５は、記憶デバイスインターフェース４２５を介して、コンピュータシステム４００と（例えば外部ポートコネクタ（図示せず）を介して）取り外し可能にインターフェースされ得る。特に、記憶デバイス（複数可）４３５及び関連するマシン可読媒体は、マシン可読命令、データ構造、プログラムモジュール、及び／またはコンピュータシステム４００のための他のデータの不揮発性及び／または揮発性記憶装置を提供することができる。一例では、ソフトウェアは、完全にまたは部分的に、記憶デバイス（複数可）４３５上のマシン可読媒体内に常駐し得る。別の例では、ソフトウェアは、完全にまたは部分的に、プロセッサ（複数可）４０１内に常駐し得る。
【0136】
バス４４０は、多種多様なサブシステムを接続している。本明細書では、バスへの言及は、必要に応じて、共通の機能を果たす１つ以上のデジタル信号ラインを包含し得る。バス４４０は、様々なバスアーキテクチャのいずれかを使用した、メモリバス、メモリコントローラ、周辺バス、ローカルバス、及びそれらの任意の組み合わせを含むがこれらに限定されない、いくつかのタイプのバス構造のうちのいずれかであり得る。一例として、また限定するものではないが、そのようなアーキテクチャとしては、インダストリスタンダードアーキテクチャ（ＩＳＡ）バス、拡張ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）バス、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＣＡ）バス、ビデオエレクトロニクススタンダーズアソシエーションローカルバス（ＶＬＢ）、ペリフェラルコンポーネントインターコネクト（ＰＣＩ）バス、ＰＣＩ－エクスプレス（ＰＣＩ－Ｘ）バス、アクセラレーテッドグラフィックスポート（ＡＧＰ）バス、ハイパートランスポート（ＨＴＸ）バス、シリアルアドバンスドテクノロジーアタッチメント（ＳＡＴＡ）バス、及びそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
【0137】
コンピュータシステム４００は、入力デバイス４３３も含み得る。一例では、コンピュータシステム４００のユーザは、コマンド及び／または他の情報を、入力デバイス（複数可）４３３を介してコンピュータシステム４００に入力することができる。入力デバイス（複数可）４３３の例としては、英数字入力デバイス（例えば、キーボード）、ポインティングデバイス（例えば、マウスまたはタッチパッド）、タッチパッド、タッチスクリーン、マルチタッチスクリーン、ジョイスティック、スタイラス、ゲームパッド、音声入力デバイス（例えば、マイクロフォン、音声応答システムなど）、光学スキャナ、ビデオまたは静止画キャプチャデバイス（例えば、カメラ）、及びそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、入力デバイスは、Ｋｉｎｅｃｔ、Ｌｅａｐ Ｍｏｔｉｏｎなどである。入力デバイス（複数可）４３３は、シリアル、パラレル、ゲームポート、ＵＳＢ、ＦＩＲＥＷＩＲＥ、ＴＨＵＮＤＥＲＢＯＬＴ、または上記の任意の組み合わせを含むがこれらに限定されない多様な入力インターフェース４２３（例えば、入力インターフェース４２３）のいずれかを介して、バス４４０とインターフェースされ得る。
【0138】
特定の実施形態では、コンピュータシステム４００がネットワーク４３０に接続されている場合、コンピュータシステム４００は、ネットワーク４３０に接続されている他のデバイス、具体的には、モバイルデバイス及びエンタープライズシステム、分散コンピューティングシステム、クラウドストレージシステム、クラウドコンピューティングシステムなどと通信することができる。コンピュータシステム４００への通信及びコンピュータシステム４００からの通信は、ネットワークインターフェース４２０を介して送信され得る。例えば、ネットワークインターフェース４２０は、ネットワーク４３０から１つ以上のパケット（インターネットプロトコル（ＩＰ）パケットなど）の形態で着信する通信（他のデバイスからの要求または応答など）を受信することができ、コンピュータシステム４００は、着信する通信を処理のためにメモリ４０３に格納することができる。コンピュータシステム４００は、同様に、発信する通信（他のデバイスへの要求または応答など）を１つ以上のパケットの形態でメモリ４０３に格納し、ネットワークインターフェース４２０からネットワーク４３０と通信することができる。プロセッサ（複数可）４０１は、処理のために、メモリ４０３に格納されているこれらの通信パケットにアクセスすることができる。
【0139】
ネットワークインターフェース４２０の例としては、ネットワークインターフェースカード、モデム、及びそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。ネットワーク４３０、またはネットワークセグメント４３０の例としては、分散コンピューティングシステム、クラウドコンピューティングシステム、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）（例えば、インターネット、エンタープライズネットワーク）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）（例えば、事務所、建物、大学構内、または他の比較的小さな地理的空間に関連するネットワーク）、電話ネットワーク、２つのコンピューティングデバイス間の直接接続、ピアツーピアネットワーク、及びそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。ネットワーク４３０などのネットワークは、有線及び／または無線の通信モードを用いることができる。一般的には、任意のネットワークトポロジが使用され得る。
【0140】
情報及びデータは、ディスプレイ４３２を介して表示され得る。ディスプレイ４３２の例としては、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ－ＬＣＤ）、有機液晶ディスプレイ（ＯＬＥＤ）、例えばパッシブマトリックスＯＬＥＤ（ＰＭＯＬＥＤ）またはアクティブマトリックスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、及びそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。ディスプレイ４３２は、プロセッサ（複数可）４０１、メモリ４０３、及び固定記憶装置４０８、ならびに他のデバイス、例えば入力デバイス（複数可）４３３に、バス４４０を介してインターフェースすることができる。ディスプレイ４３２は、ビデオインターフェース４２２を介してバス４４０にリンクされており、ディスプレイ４３２とバス４４０との間のデータ伝送は、グラフィックス制御４２１を介して制御され得る。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、ビデオプロジェクタである。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、ＶＲヘッドセットなどのヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）である。更なる実施形態では、好適なＶＲヘッドセットは、非限定的な例として、ＨＴＣ Ｖｉｖｅ、Ｏｃｕｌｕｓ Ｒｉｆｔ、Ｓａｍｓｕｎｇ Ｇｅａｒ ＶＲ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＨｏｌｏＬｅｎｓ、Ｒａｚｅｒ ＯＳＶＲ、ＦＯＶＥ ＶＲ、Ｚｅｉｓｓ ＶＲ Ｏｎｅ、Ａｖｅｇａｎｔ Ｇｌｙｐｈ、Ｆｒｅｅｆｌｙ ＶＲヘッドセットなどを含む。なお更なる実施形態では、ディスプレイは、本明細書に開示されるものなどのデバイスの組み合わせである。
【0141】
ディスプレイ４３２に加えて、コンピュータシステム４００は、オーディオスピーカ、プリンタ、記憶デバイス、及びそれらの任意の組み合わせを含むがこれらに限定されない、１つ以上の他の周辺出力デバイス４３４を含み得る。そのような周辺出力デバイスは、出力インターフェース４２４を介してバス４４０に接続され得る。出力インターフェース４２４の例としては、シリアルポート、パラレル接続、ＵＳＢポート、ＦＩＲＥＷＩＲＥポート、ＴＨＵＮＤＥＲＢＯＬＴポート、及びそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【0142】
加えて、または代替として、コンピュータシステム４００は、回路にハードワイヤードされたまたは他の方法で回路に具現化されたロジックの結果として機能性を提供することができ、これは、ソフトウェアの代わりにまたはソフトウェアとともに、本明細書に記載または図示されている１つ以上のプロセスまたは１つ以上のプロセスのうちの１つ以上のステップを実行するように作動することができる。本開示におけるソフトウェアへの言及はロジックを包含し得、ロジックへの言及はソフトウェアを包含し得る。更に、コンピュータ可読媒体への言及は、実行のためのソフトウェアを格納する回路（ＩＣなど）、実行のためのロジックを具現化する回路、または適切な場合にはその両方を包含し得る。本開示は、ハードウェア、ソフトウェア、またはその両方の任意の好適な組み合わせを包含する。
【0143】
当業者は、本明細書に開示される実施形態に関連して記載される種々の例示的な論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはその両方の組み合わせとして実装され得ることを理解するであろう。ハードウェア及びソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、種々の例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、及びステップは、概してその機能性の点において上記で説明されている。
【0144】
本明細書に開示される実施形態に関連して記載される種々の例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラマブルロジックデバイス、離散ゲートもしくはトランジスタロジック、離散ハードウェアコンポーネント、または本明細書に記載される機能を実施することを目的としたその任意の組み合わせによって実装または実施され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替ではプロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。また、プロセッサは、例えば、ＤＳＰと、マイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連動する１つ以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成との組み合わせなど、コンピューティングデバイスの組み合わせとしても実装され得る。
【0145】
本明細書に開示される実施形態と関連して記載される方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェア、１つ以上のプロセッサ（複数可）によって実行されるソフトウェアモジュール、またはこれら２つの組み合わせに、直接的に具現化され得る。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、または当該技術分野で公知である任意の他の形態の記憶媒体に常駐し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取りかつ記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに連結されている。代替では、記憶媒体は、プロセッサと一体であり得る。プロセッサ及び記憶媒体は、ＡＳＩＣに常駐し得る。ＡＳＩＣは、ユーザ端末に常駐し得る。代替では、プロセッサ及び記憶媒体は、ユーザ端末内の別個のコンポーネントとして常駐し得る。
【0146】
本明細書の記載によれば、好適なコンピューティングデバイスは、非限定的な例として、サーバコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、サブノートブックコンピュータ、ネットブックコンピュータ、ネットパッドコンピュータ、セットトップコンピュータ、メディアストリーミングデバイス、ハンドヘルドコンピュータ、インターネットアプライアンス、モバイルスマートフォン、タブレットコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント、ビデオゲームコンソール、及び車両を含む。また、当業者は、任意選択的なコンピュータネットワーク接続性を備えた選択されたテレビ、ビデオプレーヤ、及びデジタル音楽プレーヤが、本明細書に記載のシステムでの使用に好適であることも認識するであろう。種々の実施形態では、好適なタブレットコンピュータは、当業者に公知のブックレット、スレート、及びコンバーチブル構成を備えたものを含む。
【0147】
いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、実行可能命令を実施するように構成されたオペレーティングシステムを含む。オペレーティングシステムは、例えば、プログラム及びデータを含むソフトウェアであり、デバイスのハードウェアを管理し、アプリケーションの実行のためのサービスを提供する。当業者は、好適なサーバオペレーティングシステムは、非限定的な例として、ＦｒｅｅＢＳＤ、ＯｐｅｎＢＳＤ、ＮｅｔＢＳＤ（登録商標）、Ｌｉｎｕｘ、Ａｐｐｌｅ（登録商標）Ｍａｃ ＯＳ Ｘ Ｓｅｒｖｅｒ（登録商標）、Ｏｒａｃｌｅ（登録商標）Ｓｏｌａｒｉｓ（登録商標）、Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｓｅｒｖｅｒ（登録商標）、及びＮｏｖｅｌｌ（登録商標）ＮｅｔＷａｒｅ（登録商標）を含むことを認識するであろう。当業者は、好適なパーソナルコンピュータオペレーティングシステムは、非限定的な例として、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ（登録商標）Ｍａｃ ＯＳ Ｘ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、及びＵＮＩＸ系オペレーティングシステム、例えばＧＮＵ／Ｌｉｎｕｘ（登録商標）を含むことを認識するであろう。いくつかの実施形態では、オペレーティングシステムは、クラウドコンピューティングによって提供される。また、当業者は、好適なモバイルスマートフォンオペレーティングシステムは、非限定的な例として、Ｎｏｋｉａ（登録商標）Ｓｙｍｂｉａｎ（登録商標）ＯＳ、Ａｐｐｌｅ（登録商標）ｉＯＳ（登録商標）、Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎ Ｍｏｔｉｏｎ（登録商標）ＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ ＯＳ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ（登録商標）Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｐｈｏｎｅ（登録商標）ＯＳ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｏｂｉｌｅ（登録商標）ＯＳ、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、及びＰａｌｍ（登録商標）ＷｅｂＯＳ（登録商標）を含むことを認識するであろう。また、当業者は、好適なメディアストリーミングデバイスオペレーティングシステムは、非限定的な例として、Ａｐｐｌｅ ＴＶ（登録商標）、Ｒｏｋｕ（登録商標）、Ｂｏｘｅｅ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ ＴＶ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ Ｃｈｒｏｍｅｃａｓｔ（登録商標）、Ａｍａｚｏｎ Ｆｉｒｅ（登録商標）、及びＳａｍｓｕｎｇ（登録商標）ＨｏｍｅＳｙｎｃ（登録商標）を含むことを認識するであろう。また、当業者は、好適なビデオゲームコンソールオペレーティングシステムは、非限定的な例として、Ｓｏｎｙ（登録商標）ＰＳ３（登録商標）、Ｓｏｎｙ（登録商標）ＰＳ４（登録商標）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｘｂｏｘ ３６０（登録商標）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｘｂｏｘ Ｏｎｅ、Ｎｉｎｔｅｎｄｏ（登録商標）Ｗｉｉ（登録商標）、Ｎｉｎｔｅｎｄｏ（登録商標）Ｗｉｉ Ｕ（登録商標）、及びＯｕｙａ（登録商標）を含むことを認識するであろう。
【0148】
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるプラットフォーム、システム、媒体、及び方法は、任意選択的にネットワーク化されたコンピューティングデバイスのオペレーティングシステムによって実行可能な命令を含むプログラムによって符号化された、１つ以上の非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。更なる実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピューティングデバイスの有形コンポーネントである。なお更なる実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、任意選択で、コンピューティングデバイスから取り外し可能である。いくつかの実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、非限定的な例として、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリデバイス、ソリッドステートメモリ、磁気ディスクドライブ、磁気テープドライブ、光ディスクドライブ、分散コンピューティングシステム（クラウドコンピューティングシステム及びサービスを含む）などを含む。場合によっては、プログラム及び命令は、永続的に、実質的に永続的に、半永続的に、または非一時的に媒体上に符号化される。
【0149】
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるプラットフォーム、システム、媒体、及び方法は、少なくとも１つのコンピュータプログラムまたはそれらの使用を含む。コンピュータプログラムは、コンピューティングデバイスのＣＰＵの１つ以上のプロセッサ（複数可）によって実行可能で、指定されたタスクを実施するように記述された、命令シーケンスを含む。コンピュータ可読命令は、特定のタスクを実施するかまたは特定の抽象データ型を実装するプログラムモジュール（例えば、関数、オブジェクト、アプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）、コンピューティングデータ構造など）として実装され得る。本明細書で提供される開示に照らして、コンピュータプログラムが種々の言語の種々のバージョンで記述され得ることを当業者は認識するであろう。
【0150】
コンピュータ可読命令の機能性は、種々の環境において所望により組み合わせられ得るか、または分散され得る。いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、１つの命令シーケンスを含む。いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、複数の命令シーケンスを含む。いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、１つのロケーションから提供される。他の実施形態では、コンピュータプログラムは、複数のロケーションから提供される。種々の実施形態では、コンピュータプログラムは、１つ以上のソフトウェアモジュールを含む。種々の実施形態では、コンピュータプログラムは、部分的または全体的に、１つ以上のウェブアプリケーション、１つ以上のモバイルアプリケーション、１つ以上のスタンドアロンアプリケーション、１つ以上のウェブブラウザプラグイン、拡張機能、アドイン、もしくはアドオン、またはそれらの組み合わせを含む。
【0151】
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、ウェブアプリケーションを含む。本明細書で提供される開示に照らして、当業者は、ウェブアプリケーションが、種々の実施形態では、１つ以上のソフトウェアフレームワーク及び１つ以上のデータベースシステムを利用することを認識するであろう。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）．ＮＥＴまたはＲｕｂｙ ｏｎ Ｒａｉｌｓ（ＲｏＲ）などのソフトウェアフレームワーク上に作成される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、非限定的な例として、リレーショナルデータベースシステム、非リレーショナルデータベースシステム、オブジェクト指向データベースシステム、連想データベースシステム、及びＸＭＬデータベースシステムを含む、１つ以上のデータベースシステムを利用する。更なる実施形態では、好適なリレーショナルデータベースシステムは、非限定的な例として、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ、ｍｙＳＱＬ（商標）、及びＯｒａｃｌｅ（登録商標）を含む。当業者は、種々の実施形態では、ウェブアプリケーションが１つ以上の言語の１つ以上のバージョンで記述されることも認識するであろう。ウェブアプリケーションは、１つ以上のマークアップ言語、プレゼンテーション定義言語、クライアント側スクリプト言語、サーバ側コード言語、データベースクエリ言語、またはそれらの組み合わせで記述され得る。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、ハイパーテキストマークアップ言語（ＨＴＭＬ）、拡張可能ハイパーテキストマークアップ言語（ＸＨＴＭＬ）、または拡張可能マークアップ言語（ＸＭＬ）などのマークアップ言語で、ある程度記述される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、カスケーディングスタイルシート（ＣＳＳ）などのプレゼンテーション定義言語で、ある程度記述される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、非同期ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ及びＸＭＬ（ＡＪＡＸ）、Ｆｌａｓｈ（登録商標）Ａｃｔｉｏｎｓｃｒｉｐｔ、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ、またはＳｉｌｖｅｒｌｉｇｈｔ（登録商標）などのクライアント側スクリプト言語で、ある程度記述される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、Ａｃｔｉｖｅ Ｓｅｒｖｅｒ Ｐａｇｅｓ（ＡＳＰ）、ＣｏｌｄＦｕｓｉｏｎ（登録商標）、Ｐｅｒｌ、Ｊａｖａ（商標）、ＪａｖａＳｅｒｖｅｒ Ｐａｇｅｓ（ＪＳＰ）、ハイパーテキストプリプロセッサ（ＰＨＰ）、Ｐｙｔｈｏｎ（商標）、Ｒｕｂｙ、Ｔｃｌ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、ＷｅｂＤＮＡ（登録商標）、またはＧｒｏｏｖｙなどのサーバ側コード言語で、ある程度記述される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、構造化クエリ言語（ＳＱＬ）などのデータベースクエリ言語で、ある程度記述される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、ＩＢＭ（登録商標）Ｌｏｔｕｓ Ｄｏｍｉｎｏ（登録商標）などのエンタープライズサーバ製品を統合する。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、メディアプレーヤ要素を含む。種々の更なる実施形態では、メディアプレーヤ要素は、非限定的な例としてＡｄｏｂｅ（登録商標）Ｆｌａｓｈ（登録商標）、ＨＴＭＬ ５、Ａｐｐｌｅ（登録商標）ＱｕｉｃｋＴｉｍｅ（登録商標）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｓｉｌｖｅｒｌｉｇｈｔ（登録商標）、Ｊａｖａ（商標）、及びＵｎｉｔｙ（登録商標）を含む、多くの好適なマルチメディア技術のうちの１つ以上を利用する。
【0152】
図５を参照すると、特定の実施形態では、アプリケーション提供システムは、データベース管理システム（ＤＢＭＳ）によってアクセスされる１つ以上のデータベース５１０を含む。いくつかの実施形態では、ＤＢＭＳは、リレーショナルデータベース管理システム（ＲＤＢＭＳ）５２０であり得る。好適なＲＤＢＭＳとしては、Ｆｉｒｅｂｉｒｄ、ＭｙＳＱＬ、ＰｏｓｔｇｒｅＳＱＬ、ＳＱＬｉｔｅ、Ｏｒａｃｌｅ Ｄａｔａｂａｓｅ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ、ＩＢＭ ＤＢ２、ＩＢＭ Ｉｎｆｏｒｍｉｘ、ＳＡＰ Ｓｙｂａｓｅ、ＳＡＰ Ｓｙｂａｓｅ、Ｔｅｒａｄａｔａなどが挙げられる。本実施形態では、アプリケーション提供システムは、１つ以上のアプリケーションサーバ５３０（例えば、Ｊａｖａサーバ、．ＮＥＴサーバ、ＰＨＰサーバなど）及び１つ以上のウェブサーバ５４０（例えば、Ａｐａｃｈｅ、ＩＩＳ、ＧＷＳなど）を更に含む。ウェブサーバ（複数可）は、任意選択的に、アプリのアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）５５０を介して１つ以上のウェブサービスを公開する。インターネットなどのネットワークを介して、このシステムは、ブラウザベース及び／またはモバイルネイティブのユーザインターフェースを提供する。
【0153】
クラウドネットワークアーキテクチャ
図６を参照すると、特定の実施形態では、アプリケーション提供システムは、代替的に、分散クラウドベースアーキテクチャ６１０を有し、弾性的に負荷を均衡させた自動スケーリングのウェブサーバリソース６２０及びアプリケーションサーバリソース６３０、ならびに同期複製されたデータベース６４０を含む。
図６を参照すると、特定の実施形態では、アプリケーション提供システムは、代替的に、分散クラウドベースアーキテクチャ６１０を有し、弾性的に負荷を均衡させた自動スケーリングのウェブサーバリソース６２０及びアプリケーションサーバリソース６３０、ならびに同期複製されたデータベース６４０を含む。
【0154】
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、モバイルコンピューティングデバイスに提供されたモバイルアプリケーションを含む。いくつかの実施形態では、モバイルアプリケーションは、製造された時点でモバイルコンピューティングデバイスに提供される。他の実施形態では、モバイルアプリケーションは、本明細書に記載のコンピュータネットワークを介してモバイルコンピューティングデバイスに提供される。
【0155】
本明細書で提供される開示を考慮すると、モバイルアプリケーションは、当該技術分野で公知のハードウェア、言語、及び開発環境を使用して当業者に公知の技法によって作成される。当業者は、モバイルアプリケーションがいくつかの言語で記述されることを認識するであろう。好適なプログラミング言語には、非限定的な例として、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ－Ｃ、Ｊａｖａ（商標）、Ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ、Ｐａｓｃａｌ、Ｏｂｊｅｃｔ Ｐａｓｃａｌ、Ｐｙｔｈｏｎ（商標）、Ｒｕｂｙ、ＶＢ．ＮＥＴ、ＷＭＬ、及びＸＨＴＭＬ／ＨＴＭＬ（ＣＳＳを含むかもしくは含まない）、またはそれらの組み合わせが含まれる。
【0156】
好適なモバイルアプリケーション開発環境は、いくつかの供給源から入手可能である。市販の開発環境には、非限定的な例として、ＡｉｒｐｌａｙＳＤＫ、ａｌｃｈｅＭｏ、Ａｐｐｃｅｌｅｒａｔｏｒ（登録商標）、Ｃｅｌｓｉｕｓ、Ｂｅｄｒｏｃｋ、Ｆｌａｓｈ Ｌｉｔｅ、．ＮＥＴ Ｃｏｍｐａｃｔ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ、Ｒｈｏｍｏｂｉｌｅ、及びＷｏｒｋＬｉｇｈｔ Ｍｏｂｉｌｅ Ｐｌａｔｆｏｒｍが含まれる。非限定的な例としてＬａｚａｒｕｓ、ＭｏｂｉＦｌｅｘ、ＭｏＳｙｎｃ、及びＰｈｏｎｅｇａｐを含む、他の開発環境を無償で入手可能である。また、モバイルデバイスの製造業者は、非限定的な例としてｉＰｈｏｎｅ及びｉＰａｄ（ｉＯＳ）ＳＤＫ、Ａｎｄｒｏｉｄ（商標）ＳＤＫ、ＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ（登録商標）ＳＤＫ、ＢＲＥＷ ＳＤＫ、Ｐａｌｍ（登録商標）ＯＳ ＳＤＫ、Ｓｙｍｂｉａｎ ＳＤＫ、ｗｅｂＯＳ ＳＤＫ、及びＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）Ｍｏｂｉｌｅ ＳＤＫを含む、ソフトウェア開発者キットを配布している。
【0157】
当業者は、非限定的な例としてＡｐｐｌｅ（登録商標）Ａｐｐ Ｓｔｏｒｅ、Ｇｏｏｇｌｅ（登録商標）Ｐｌａｙ、Ｃｈｒｏｍｅ ＷｅｂＳｔｏｒｅ、ＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ（登録商標）Ａｐｐ Ｗｏｒｌｄ、Ａｐｐ Ｓｔｏｒｅ ｆｏｒ Ｐａｌｍ ｄｅｖｉｃｅｓ、Ａｐｐ Ｃａｔａｌｏｇ ｆｏｒ ｗｅｂＯＳ、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）Ｍａｒｋｅｔｐｌａｃｅ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ、Ｏｖｉ Ｓｔｏｒｅ ｆｏｒ Ｎｏｋｉａ（登録商標）ｄｅｖｉｃｅｓ、Ｓａｍｓｕｎｇ（登録商標）Ａｐｐｓ、及びＮｉｎｔｅｎｄｏ（登録商標）ＤＳｉ Ｓｈｏｐを含むいくつかの市販のフォーラムが、モバイルアプリケーションの配布に利用可能であることを認識するであろう。
【0158】
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、既存プロセスへのアドオンではなく（例えばプラグインではなく）独立したコンピュータプロセスとして実行されるプログラムである、スタンドアロンアプリケーションを含む。当業者は、スタンドアロンアプリケーションが多くの場合にコンパイルされることを認識するであろう。コンパイラは、プログラミング言語で記述されたソースコードを、アセンブリ言語または機械コードなどのバイナリオブジェクトコードに変換するコンピュータプログラム（複数可）である。好適なコンパイルされたプログラミング言語には、非限定的な例として、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ－Ｃ、ＣＯＢＯＬ、Ｄｅｌｐｈｉ、Ｅｉｆｆｅｌ、Ｊａｖａ（商標）、Ｌｉｓｐ、Ｐｙｔｈｏｎ（商標）、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ、及びＶＢ．ＮＥＴ、またはそれらの組み合わせが含まれる。コンパイルは、少なくとも部分的には、実行可能プログラムを作成するために実施されることが多い。いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、１つ以上の実行可能なコンパイルされたアプリケーションを含む。
【0159】
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、ウェブブラウザプラグイン（例えば、拡張機能など）を含む。コンピューティングにおいて、プラグインは、より大きなソフトウェアアプリケーションに特定の機能性を追加する１つ以上のソフトウェアコンポーネントである。ソフトウェアアプリケーションのメーカーは、サードパーティ開発者がアプリケーションを拡張する能力を創出すること、新機能の容易な追加をサポートすること、及びアプリケーションのサイズを削減することが可能になるようにプラグインをサポートする。サポートされている場合、プラグインによってソフトウェアアプリケーションの機能性をカスタマイズすることが可能になる。例えば、プラグインは、ビデオの再生、インタラクティブ性の生成、ウィルスのスキャン、及び特定のファイルタイプの表示のために、ウェブブラウザで一般的に使用されている。当業者は、Ａｄｏｂｅ（登録商標）Ｆｌａｓｈ（登録商標）Ｐｌａｙｅｒ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｓｉｌｖｅｒｌｉｇｈｔ（登録商標）、及びＡｐｐｌｅ（登録商標）ＱｕｉｃｋＴｉｍｅ（登録商標）を含むいくつかのウェブブラウザプラグインに精通しているであろう。いくつかの実施形態では、ツールバーは、１つ以上のウェブブラウザ拡張機能、アドイン、またはアドオンを含む。いくつかの実施形態では、ツールバーは、１つ以上のエクスプローラバー、ツールバンド、またはデスクバンドを含む。
【0160】
本明細書で提供される開示を考慮すると、当業者は、非限定的な例としてＣ＋＋、Ｄｅｌｐｈｉ、Ｊａｖａ（商標）、ＰＨＰ、Ｐｙｔｈｏｎ（商標）、及びＶＢ．ＮＥＴ、またはそれらの組み合わせを含む、種々のプログラミング言語でのプラグインの開発を可能にするいくつかのプラグインフレームワークが利用可能であることを認識するであろう。
【0161】
ウェブブラウザ（インターネットブラウザとも呼ばれる）は、ワールドワイドウェブ上の情報リソースを取得、表示、及び横断するために、ネットワーク接続されたコンピューティングデバイスとともに使用されるように設計されたソフトウェアアプリケーションである。好適なウェブブラウザには、非限定的な例として、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｘｐｌｏｒｅｒ（登録商標）、Ｍｏｚｉｌｌａ（登録商標）Ｆｉｒｅｆｏｘ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ（登録商標）Ｃｈｒｏｍｅ、Ａｐｐｌｅ（登録商標）Ｓａｆａｒｉ（登録商標）、Ｏｐｅｒａ Ｓｏｆｔｗａｒｅ（登録商標）Ｏｐｅｒａ（登録商標）、及びＫＤＥ Ｋｏｎｑｕｅｒｏｒが含まれる。いくつかの実施形態では、ウェブブラウザは、モバイルウェブブラウザである。モバイルウェブブラウザ（マイクロブラウザ、ミニブラウザ、及びワイヤレスブラウザとも呼ばれる）は、非限定的な例としてハンドヘルドコンピュータ、タブレットコンピュータ、ネットブックコンピュータ、サブノートブックコンピュータ、スマートフォン、音楽プレーヤ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、及びハンドヘルドビデオゲームシステムを含む、モバイルコンピューティングデバイス上での使用のために設計されている。好適なモバイルウェブブラウザには、非限定的な例として、Ｇｏｏｇｌｅ（登録商標）Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）ブラウザ、ＲＩＭ ＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ（登録商標）Ｂｒｏｗｓｅｒ、Ａｐｐｌｅ（登録商標）Ｓａｆａｒｉ（登録商標）、Ｐａｌｍ（登録商標）Ｂｌａｚｅｒ、Ｐａｌｍ（登録商標）ＷｅｂＯＳ（登録商標）Ｂｒｏｗｓｅｒ、Ｍｏｚｉｌｌａ（登録商標）Ｆｉｒｅｆｏｘ（登録商標）ｆｏｒ ｍｏｂｉｌｅ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｘｐｌｏｒｅｒ（登録商標）Ｍｏｂｉｌｅ、Ａｍａｚｏｎ（登録商標）Ｋｉｎｄｌｅ（登録商標）Ｂａｓｉｃ Ｗｅｂ、Ｎｏｋｉａ（登録商標）Ｂｒｏｗｓｅｒ、Ｏｐｅｒａ Ｓｏｆｔｗａｒｅ（登録商標）Ｏｐｅｒａ（登録商標）Ｍｏｂｉｌｅ、及びＳｏｎｙ（登録商標）ＰＳＰ（商標）ブラウザが含まれる。
【0162】
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるプラットフォーム、システム、媒体、及び方法は、ソフトウェアモジュール、サーバモジュール、及び／またはデータベースモジュール、またはそれらの使用を含む。本明細書で提供される開示を考慮すると、ソフトウェアモジュールは、当業者に公知の技法によって、当該技術分野で公知のマシン、ソフトウェア、及び言語を使用して作成される。本明細書で開示されるソフトウェアモジュールは、数多くの方法で実装される。種々の実施形態では、ソフトウェアモジュールは、ファイル、コードのセクション、プログラミングオブジェクト、プログラミング構造、またはそれらの組み合わせを含む。更なる種々の実施形態では、ソフトウェアモジュールは、複数のファイル、複数のコードのセクション、複数のプログラミングオブジェクト、複数のプログラミング構造、またはそれらの組み合わせを含む。種々の実施形態では、１つ以上のソフトウェアモジュールは、非限定的な例として、ウェブアプリケーション、モバイルアプリケーション、及びスタンドアロンアプリケーションを含む。いくつかの実施形態では、ソフトウェアモジュールは、１つのコンピュータプログラムまたはアプリケーション内にある。他の実施形態では、ソフトウェアモジュールは、２つ以上のコンピュータプログラムまたはアプリケーション内にある。いくつかの実施形態では、ソフトウェアモジュールは、１つのマシン上でホストされる。他の実施形態では、ソフトウェアモジュールは、２つ以上のマシン上でホストされる。更なる実施形態では、ソフトウェアモジュールは、クラウドコンピューティングプラットフォームなどの分散コンピューティングプラットフォーム上でホストされる。いくつかの実施形態では、ソフトウェアモジュールは、１つのロケーションにおける１つ以上のマシン上でホストされる。他の実施形態では、ソフトウェアモジュールは、２つ以上のロケーションにおける１つ以上のマシン上でホストされる。
【0163】
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるプラットフォーム、システム、媒体、及び方法は、１つ以上のデータベース、またはそれらの使用を含む。本明細書で提供される開示を考慮すると、多くのデータベースが医療情報または物質情報の記憶及び取得に好適であることが当業者には認識されるであろう。種々の実施形態では、好適なデータベースには、非限定的な例として、リレーショナルデータベース、非リレーショナルデータベース、オブジェクト指向データベース、オブジェクトデータベース、エンティティ関係モデルデータベース、連想データベース、及びＸＭＬデータベースが含まれる。更なる非限定的な例には、ＳＱＬ、ＰｏｓｔｇｒｅＳＱＬ、ＭｙＳＱＬ、Ｏｒａｃｌｅ、ＤＢ２、及びＳｙｂａｓｅが含まれる。いくつかの実施形態では、データベースは、インターネットベースである。更なる実施形態では、データベースは、ウェブベースである。なお更なる実施形態では、データベースは、クラウドコンピューティングベースである。特定の実施形態では、データベースは、分散データベースである。他の実施形態では、データベースは、１つ以上のローカルコンピュータ記憶デバイスをベースとしたものである。
【0164】
図７Ａは、いくつかの実施形態による、対象の体液における分析物を測定するための、センサ２００、コンピュータシステム４００、及びクラウドベースアーキテクチャ６００を含む例示的なシステムの図である。いくつかの実施形態では、電流の測定または分析物の存在、不在、もしくは濃度の判定、またはその両方に応答してセンサ２００によって生成された信号が、センサ２００によってコンピュータシステム４００（すなわち、携帯電話またはスマートウォッチ）及びクラウドベースアーキテクチャ６００に送信される。いくつかの実施形態では、信号は、クラウドベースアーキテクチャ６００から、対象、対象の家族、及び／または対象のケア提供者に更に送信され得る。いくつかの実施形態では、分析物の存在、不在、もしくは濃度、測定された電流、またはその両方は、センサ２００、コンピュータシステム４００、クラウドベースアーキテクチャ６００、またはそれらの任意の組み合わせによって判定され得る。いくつかの実施形態では、対象の家族、対象のケア提供者、またはその両方は、クラウドベースアーキテクチャ６００、コンピュータシステム４００、またはその両方を介して対象と連絡を取ることができる。いくつかの実施形態では、対象の家族、対象のケア提供者、またはその両方は、励まし、処方の更新、測定確認、またはそれらの任意の組み合わせを提供するために、クラウドベースアーキテクチャ６００、コンピュータシステム４００、またはその両方を介して患者と連絡を取ることができる。
【0165】
いくつかの実施形態では、物質の濃度が対象固有の真皮間質液物質濃度からの設定閾値よりも大きいかまたは小さい場合、分析物の存在、不在、もしくは濃度、測定された電流、またはその両方が送信され得る。いくつかの実施形態では、信号は定期的に送信され得る。いくつかの実施形態では、信号は、コンピュータシステム４００及び／またはクラウドベースアーキテクチャ６００によって受信され得、そこで信号は、対象、対象のケア提供者、対象の臨床医、対象の家族、またはそれらの任意の組み合わせのいずれかによってアクセスされ得る。いくつかの実施形態では、信号は、付加的なデータ処理を適用することができるスマートフォンアプリケーションに送信される。いくつかの実施形態では、物質の存在、不在もしくは濃度、測定された電流、またはその両方を分析して、パターンを判定するか、治療法の改善を推奨するか、またはその両方を行うことができる。図７Ａは、いくつかの実施形態による例示的なアプリケーション及びユーザインターフェースの図解である。
【0166】
マイクロニードルアレイの処理
いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイを処理するための方法が提供される。図８は、いくつかの実施形態によるマイクロニードルアレイを処理するための方法を図示している。ステップ８０１で、マイクロニードルアレイ２１０の接触面２１１上の複数のニードル２１２の各ニードルは、金属または合金でめっきされる。いくつかの実施形態では、金属めっきは、電気めっき、気相堆積、原子層堆積、及びそれらの組み合わせによって実現される。
いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイを処理するための方法が提供される。図８は、いくつかの実施形態によるマイクロニードルアレイを処理するための方法を図示している。ステップ８０１で、マイクロニードルアレイ２１０の接触面２１１上の複数のニードル２１２の各ニードルは、金属または合金でめっきされる。いくつかの実施形態では、金属めっきは、電気めっき、気相堆積、原子層堆積、及びそれらの組み合わせによって実現される。
【0167】
いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２は、金、白金、銀、またはそれらの組み合わせでめっきされ得る。いくつかの実施形態では、複数のニードル２１２は、塩化銀でめっきされ得る。
【0168】
ステップ８０２で、マイクロニードルアレイの複数のニードルの各金属めっきニードル上に、ポリマーコーティング（すなわち、電気活性ケージ３２０）が配置される。いくつかの実施形態では、ポリマーコーティングは、電着、スピンキャスティング、単純浸漬、ドロップキャスティング、及びそれらの組み合わせを使用して、金属めっきされた複数のニードル上に堆積され得る。
【0169】
いくつかの実施形態では、ポリマーコーティングは、電気活性複合材及び安定化ポリマーマトリックスを含み得る。いくつかの実施形態では、電気活性コーティング及び安定化ポリマーマトリックスは、電気活性ケージへと自己組織化し得る。
【0170】
いくつかの実施形態では、電気活性複合材は、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、またはそれらの組み合わせから選択されるポリマーを含む。
【0171】
いくつかの実施形態では、安定化ポリマーマトリックスは、アルキルアンモニウム塩及びスルホン化テトラフルオロエチレンポリマーを含み得る。
【0172】
いくつかの実施形態では、電気活性複合材は、安定化ポリマーマトリックスを配置する前に、複数のニードルの金属めっきニードルの各々の上に配置され得る。いくつかの実施形態では、安定化ポリマーマトリックスは、電気活性複合材を配置する前に、複数のニードルの金属めっきニードルの各々の上に配置され得る。いくつかの実施形態では、電気活性複合材及び安定化ポリマーマトリックスは、複数のニードルの金属めっきニードルの各々の上に同時に配置される。いくつかの実施形態では、電気活性複合材または安定化ポリマーマトリックスのいずれかの配置は、複数のポリマーコーティング層を形成するために、またはポリマーコーティングの所望の厚さを達成するために、複数回実施され得る。いくつかの実施形態では、電気活性コーティング及び安定化ポリマーマトリックスは、ポリマーコーティングの堆積前に合わせられ得る。
【0173】
いくつかの実施形態では、電気活性複合材は、ＭＷＣＮＴを更に含む。いくつかの実施形態では、電気活性複合材は、ＭＷＣＮＴを溶液に分散させて分散液を生成し、次いで分散液をポリマーを含む水溶液と合わせることにより調製される。いくつかの実施形態では、ＭＷＣＮＴを分散させるために使用される溶媒は、アルコール、水、非極性有機溶媒（例えば、ヘキサン）、またはそれらの組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、そのような溶媒中でのアルコール対水の比は、１００：１もしくは１：１００またはこれらの間の任意の比、いくつか例を挙げれば、例えば１００：１、７５：１、５０：１、２５：１、２０：１、１５：１、１０：１、９：１、８：１、７：１、６：１、５：１、４：１、３：１、２：１、１：１、１：２、１：３、１：４、１：５、１：６、１：７、１：８、１：９、１：１０、１：１５、１：２０、１：２５、１：５０、１：７５、及び１：１００である。
【0174】
いくつかの実施形態では、本方法は、電気活性複合材を堆積させた後に、各ニードルから未結合のＭＷＣＮＴまたはポリマーを除去することを更に含み得る。いくつかの実施形態では、未結合のＭＷＣＮＴまたはポリマーの除去は、マイクロニードルアレイを溶媒ですすぐことにより実現され得る。いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイをすすぐために使用される溶媒は、アルコール、水、非極性有機溶媒（例えば、ヘキサン）、またはそれらの組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、本方法は、マイクロニードルアレイを溶媒ですすいだ後にマイクロニードルアレイを乾燥させることを更に含み得る。
【0175】
ステップ８０３で、マイクロニードルアレイのポリマーコーティングニードル上に、ヒドロゲルコーティングが配置される。いくつかの実施形態では、ヒドロゲルコーティングは、アガロース系ヒドロゲルであり得る。いくつかの実施形態では、ヒドロゲルコーティングは、ヒドロゲルの電気伝導率を上昇させるために、電解質または電解質含有溶液をドープされ得る。いくつかの実施形態では、電解質は、金属塩化物、金属硫酸塩、金属硝酸塩、金属亜硝酸塩、またはそれらの組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、電解質は、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＣａＣｌ２、ＭｇＣｌ２、またはそれらの組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、電解質は、アルキルアンモニウム塩であり得る。
【0176】
いくつかの実施形態では、ヒドロゲルコーティングは、電着、スピンキャスティング、単純浸漬、ドロップキャスティング、及びそれらの組み合わせを使用して、金属めっきされた複数のニードル上に堆積され得る。
【0177】
いくつかの実施形態では、本方法は、ポリマーコーティングを堆積させる前に、金属めっきまたは合金めっきされた複数のマイクロニードルアレイを前処理することを更に含み得る。いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイを前処理することは、金属めっきまたは合金めっきされたマイクロニードルアレイに酸を適用することを含む。いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイを前処理することは、金属めっきまたは合金めっきされたマイクロニードルアレイと参照電極との間に直線状の電位を印加することを含む。いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイを前処理することは、金属めっきまたは合金めっきされたマイクロニードルアレイを脱イオン水で洗浄し、続いて金属めっきまたは合金めっきされたマイクロニードルアレイを乾燥させることを含む。
【0178】
分析物の検出及び測定
図９は、複数の分析物を同時に測定するための例示的なシステムの適用を図示するフローチャートである。ある適用では、本明細書に記載のシステムは、生理学的障害の治療に使用することができ、この治療には、対象を生理学的障害を有すると診断するステップ９０１、生理学的障害の治療のための治療レジメンを処方するステップ９０２、及び本明細書に記載のシステム及びデバイスを使用して治療レジメンをモニタリングするステップ９０３が含まれる。いくつかの実施形態では、生理学的障害は、物質依存状態、精神医学的病態、臓器疾患、またはそれらの組み合わせであり得る。
図９は、複数の分析物を同時に測定するための例示的なシステムの適用を図示するフローチャートである。ある適用では、本明細書に記載のシステムは、生理学的障害の治療に使用することができ、この治療には、対象を生理学的障害を有すると診断するステップ９０１、生理学的障害の治療のための治療レジメンを処方するステップ９０２、及び本明細書に記載のシステム及びデバイスを使用して治療レジメンをモニタリングするステップ９０３が含まれる。いくつかの実施形態では、生理学的障害は、物質依存状態、精神医学的病態、臓器疾患、またはそれらの組み合わせであり得る。
【0179】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のシステム及びデバイスを使用して治療レジメンをモニタリングすること（９０３）により、投与量を調節することができ、及び／または生理学的障害の適切な治療を可能にするための処方コンプライアンスを確保することができる。
【0180】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のシステム及びデバイスを使用して治療レジメンをモニタリングすること（９０３）は、対象の体液における分析物の存在または濃度を判定することによって実現され得る。
【0181】
いくつかの実施形態では、対象の体液における分析物の存在または濃度を判定することは、本明細書に記載のセンサを対象の皮膚に取り付けること、センサのマイクロニードルアレイに掃引電圧を印加すること、印加された掃引電圧に応答した電流を測定すること、及び測定された電流を使用して、対象の体液における少なくとも１種の分析物の存在または不在を判定することを含む。
【0182】
いくつかの実施形態では、センサは、作用電極、参照電極、対電極、及びポテンショスタットを含み得る。いくつかの実施形態では、センサは、作用電極、組み合わされた参照電極及び対電極、ならびにポテンショスタットを含み得る。いくつかの実施形態では、センサは、本明細書に記載のマイクロニードルアレイを含み得る。いくつかの実施形態では、マイクロニードルアレイは、電気的に絶縁されたドメインを含み得、各ドメインは独立して、作用電極、参照電極、または対電極であり得る。マイクロニードルアレイの作用電極、参照電極、及び対電極は、マイクロニードルアレイの少なくとも１つのニードルを含み得る。
【0183】
いくつかの実施形態では、電圧掃引を適用することは、ポテンショスタットを使用して作用電極と参照電極との間に電圧掃引を適用することを含み得る。いくつかの実施形態では、電流を測定することは、掃引電圧の印加に応答した作用電極と対電極との間の電流を測定することを含み得る。いくつかの実施形態では、対象の体液における少なくとも１種の分析物の存在または不在を判定することは、作用電極と対電極との間で測定される電流から判定され得る。
【0184】
いくつかの実施形態では、電圧掃引を適用するステップ、電圧掃引に応答した電流を測定するステップ、及び少なくとも１種の分析物の存在または不在を判定するステップは、約１分～約６時間の間隔で繰り返され得る。いくつかの実施形態では、このステップは、約５秒から約３０秒まで、約６０秒まで、約２分まで、約５分まで、約１０分まで、約２０分まで、約３０分まで、約４５分まで、約６０分まで、約２時間まで、約３時間まで、約４時間まで、約５時間まで、または約６時間までの間隔であり得る。いくつかの実施形態では、このステップは、約６時間以下、約５時間以下、約４時間以下、約３時間以下、約２時間以下、約１時間以下、約４５分以下、約３０分以下、約２０分以下、約１０分以下、約５分以下、約２分以下、約１分以下、約３０秒以下の間隔であり得る。
【0185】
いくつかの実施形態では、作用電極と参照電極との間に掃引電圧が印加される。いくつかの実施形態では、掃引電圧は、約－３．０Ｖ～約＋３．０Ｖであり得る。いくつかの実施形態では、掃引電圧は、約－２．７５Ｖ～約＋２．７５Ｖ、約－２．５Ｖ～約＋２．５Ｖ、約－２．０Ｖ～約＋２．０Ｖ、約－１．７５Ｖ～約＋１．７５Ｖ、約－１．５Ｖ～約＋１．５Ｖ、約－１．２５Ｖ～約＋１．５Ｖ、約－１．０Ｖ～約＋１．５Ｖ、約－０．７５Ｖ～約＋１．５Ｖ、約－０．５Ｖ～約＋１．５Ｖ、約－０．５Ｖ～約＋１．２５Ｖ、約－０．５Ｖ～約＋１．０Ｖ．約－０．５Ｖ～約＋０．７５Ｖ、または約－０．５Ｖ～約＋０．５Ｖであり得る。いくつかの実施形態では、掃引電圧は、約－０．７Ｖ～約＋１．５Ｖであり得る。
【0186】
いくつかの実施形態では、電圧掃引は、単回の電圧掃引であり得る。いくつかの実施形態では、単回の電圧掃引は、約５秒～約６時間の期間にわたり行われる。いくつかの実施形態では、単回の電圧掃引は、約５秒から約３０秒まで、約６０秒まで、約２分まで、約５分まで、約１０分まで、約２０分まで、約３０分まで、約４５分まで、約６０分まで、約２時間まで、約３時間まで、約４時間まで、約５時間まで、または約６時間までの期間にわたり行われる。いくつかの実施形態では、単回の電圧掃引は、約６時間以下、約５時間以下、約４時間以下、約３時間以下、約２時間以下、約１時間以下、約４５分以下、約３０分以下、約２０分以下、約１０分以下、約５分以下、約２分以下、約１分以下、約３０秒以下の期間にわたり行われる。
【0187】
いくつかの実施形態では、単回の電圧掃引は、単回の直線状電圧掃引または単回の階段状電圧掃引のいずれかであり得る。いくつかの実施形態では、電圧掃引は、単回の階段状電圧掃引である。
【0188】
いくつかの実施形態では、電圧掃引は、複数回の電圧掃引であり得る。いくつかの実施形態では、複数回の電圧掃引は、約５秒～約６時間の期間にわたり行われ得る。いくつかの実施形態では、複数回の電圧掃引は、約５秒から約３０秒まで、約６０秒まで、約２分まで、約５分まで、約１０分まで、約２０分まで、約３０分まで、約４５分まで、約６０分まで、約２時間まで、約３時間まで、約４時間まで、約５時間まで、または約６時間までの期間にわたり行われる。いくつかの実施形態では、複数回の電圧掃引は、約６時間以下、約５時間以下、約４時間以下、約３時間以下、約２時間以下、約１時間以下、約４５分以下、約３０分以下、約２０分以下、約１０分以下、約５分以下、約２分以下、約１分以下、約３０秒以下の期間にわたり行われる。
【0189】
いくつかの実施形態では、複数回の電圧掃引は、複数回の直線状電圧掃引または複数回の階段状電圧掃引のいずれかであり得る。いくつかの実施形態では、電圧掃引は、複数回の階段状電圧掃引である。
【0190】
いくつかの実施形態では、本方法は更に、対象における物質の対象固有の真皮間質液物質濃度を判定することを含み、これには、対象に既知用量の物質を投薬すること、及び対象における物質の較正濃度をセンサで判定することが含まれ、対象固有の真皮間質液物質濃度は、物質の既知用量及び較正濃度に基づくものである。いくつかの実施形態では、物質の較正濃度は、時間依存的である。
【0191】
いくつかの実施形態では、対象の体液における少なくとも１種の分析物の存在または不在の判定には、センサの較正は必要とされない。いくつかの実施形態では、センサは、較正データセットを使用して較正され得る。
【0192】
いくつかの実施形態では、作用電極と対電極との間（または対電極と作用電極との間）の電流の大きさを経時的にモニタリングすることにより、経時的濃度変化を判定するための閾値を得ることができる。
【0193】
いくつかの実施形態では、本方法は、測定された電流を使用して対象の体液における分析物の濃度を判定することを更に含み得る。
【0194】
いくつかの実施形態では、本方法は、存在、不在、もしくは濃度のいずれかが判定された場合、または電流が測定された場合、あるいはその両方の場合に、センサからの信号を送信し、生体内薬物濃度をリアルタイムで提供することを更に含む。リアルタイムの生体内薬物濃度により、投与量及び治療の調整の判定に極めて重要となり得る、個々人の独特な代謝速度に関する情報が明らかになる。
【0195】
いくつかの実施形態では、分析物は、医薬品、違法薬物、またはそれらの各代謝物である。いくつかの実施形態では、医薬品は、メサドンまたはメサドン代謝物を含む。いくつかの実施形態では、メサドンまたはメサドン代謝物は、メサドン、２－エチリデン－１，５－ジメチル－３，３－ジフェニルピロリジン（ＥＤＤＰ）、メサドン－３－グルクロニド、メサドン－６－グルクロニド、及びそれらの組み合わせから選択される。
【0196】
いくつかの実施形態では、医薬品は、ブプレノルフィンまたはブプレノルフィン代謝物を含む。いくつかの実施形態では、ブプレノルフィンまたはブプレノルフィン代謝物は、ブプレノルフィン、ノルブプレノルフィン、ブプレノルフィン－３－グルクロニド、ノルブプレノルフィン－３－グルクロニド、及びそれらの組み合わせから選択される。
【0197】
いくつかの実施形態では、医薬品は、オピオイドを含む。いくつかの実施形態では、オピオイドは、コデイン、ジヒドロコデイン、フェンタニル、カルフェンタニル、ヒドロモルホン、ヒドロコドン、メペリジン、モルヒネ、オキシコドン、オキシモルホン、タペンタドール、トラマドール、及びそれらの組み合わせから選択される。
【0198】
いくつかの実施形態では、医薬品は、抗癌薬または代謝拮抗薬を含む。いくつかの実施形態では、抗癌薬または代謝拮抗薬は、メトトレキサート、ゲムシタビン、６－メルカプトプリン、フルダラビン、シタラビン、ペメトレキセド、及びそれらの組み合わせから選択される。
【0199】
いくつかの実施形態では、医薬品は、免疫抑制薬を含む。いくつかの実施形態では、免疫抑制薬は、シクロスポリン、ミコフェノール酸モフェチル、プレドニゾン、タクロリムス、アザチオプリン、及びそれらの組み合わせから選択される。
【0200】
いくつかの実施形態では、医薬品は、抗生物質を含む。いくつかの実施形態では、抗生物質は、アミノグリコシド系を含む。いくつかの実施形態では、抗生物質は、シプロフロキサシン、アモキシシリン、バンコマイシン、ゲンタマイシン、テトラサイクリン系、及びそれらの組み合わせから選択される。
【0201】
いくつかの実施形態では、医薬品は、抗不安薬を含む。いくつかの実施形態では、抗不安薬は、カンナビジオール、アルプラゾラム、ジアゼパム、ロラゼパム、クロルジアゼポキシド、クロナゼパム、ミダゾラム、及びそれらの組み合わせから選択される。
【0202】
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、抗痙攣薬である。いくつかの実施形態では、抗痙攣薬は、クロバザム、ガバペンチン、プレガバリン、オクスカルバゼピン、フェノバルビタール、バルプロ酸、ゾニサミド、レベチラセタム、ラモトリギン、ラコサミド、トピラマート、及びそれらの組み合わせから選択される。
【0203】
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、選択的セロトニン再取り込み阻害薬（ＳＳＲＩ）である。いくつかの実施形態では、ＳＳＲＩは、フルオキセチン、セルトラリン、パロキセチン、エスシタロプラム、シタロプラム、及びそれらの組み合わせから選択される。
【0204】
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、狭い治療指数を有する薬物（ＮＴＩ）である。いくつかの実施形態では、ＮＴＩは、ダイオキシン、ジギトキシン、フレカイニド、リチウム、フェニトイン、リファンピシン、テオフィリン、ワルファリン、及びそれらの組み合わせから選択される。
【0205】
いくつかの実施形態では、医薬品は、金属を含む。いくつかの実施形態では、金属は、ナトリウム、カリウム、鉄、コバルト、銅、マグネシウム、マンガン、及びそれらの組み合わせから選択される。
【0206】
いくつかの実施形態では、医薬品は、ホルモンまたは神経伝達物質を含む。いくつかの実施形態では、ホルモンまたは神経伝達物質は、ノルエピネフリン、エピネフリン、テストステロン、エストロゲン、プロゲステロン、コルチゾール、アルドステロール、ドーパミン、セロトニン、アセチルコリン、及びそれらの組み合わせから選択される。
【0207】
いくつかの実施形態では、医薬品は、他の代謝物または栄養素である。いくつかの実施形態では、他の代謝物または栄養素は、クレアチニン、尿素、尿酸、グルコース、グルタミン、ラクテート、アミノ酸（すなわち、トリプトファン、チロシン、フェニルアラニンなど）、アミノ酸代謝物（すなわち、４－エチルフェニル硫酸）、ビタミン（すなわち、Ｅ、Ａ、Ｃ、Ｄなど）、必須脂肪酸（すなわち、リノール酸）、アンモニア、及びそれらの組み合わせから選択される。
【0208】
いくつかの実施形態では、医薬品は、血液成分である。いくつかの実施形態では、血液成分は、インスリン、トランスフェリン、インスリン様成長因子Ｉ及びＩＩ、ヒト血小板由来成長因子Ｉ及びＩＩ、線維芽細胞成長因子、組織特異的成長因子、及びそれらの組み合わせから選択される。
【0209】
いくつかの実施形態では、医薬品は、アセトアミノフェン、アルフェンタニル、アミオジピン、アミトリプチリン、アンプレナビル、アトルバスタチン、ベプリジル、ブスピロン、カフェイン、カルバマゼピン、カルベジロール、セレコキシブ、セリバスタチン、クロルプロマジン、シサプリド、シタロプラム、クラリスロマイシン、クロミプラミン、クロザピン、コルチコステロイド、シクロベンザプリン、シクロホスファミド、ダプソン、デラビルジン、デシプラミン、デキストロメトルファン、ジクロフェナク、ジルチアゼム、ジソピラミド、ドフェチリド、ドネペジル、ドキソルビシン、エファビレンツ、エリスロマイシン、エチニルエストラジオール、エトポシド、フェロジピン、フィナステリド、フレカイニド、フルルビプロフェン、フルバスタチン、グリメピリド、グレパフロキサシン、ハロペリドール、イブプロフェン、イホスファミド、イミプラミン、インジナビル、イルベサルタン、イスラジピン、イトラコナゾール、ケトコナゾール、ランソプラゾール、ロラタジン、ロサルタン、ロバスタチン、マプロチリン、メトプロロール、メキシレチン、ミルタザピン、モンテルカスト、ナプロキセン、ネファゾドン、ネルフィナビル、ニカルジピン、ニフェジピン、ニモジピン、ノルトリプチリン、オランザピン、オメプラゾール、パクリタキセル、パロキセチン、ペルフェナジン、ピモジド、ピロキシカム、プロパフェノン、プロプラノロール、プロプラノロール、プロポフォール、クエチアピン、キニジン、キニーネ、リファブチン、レパグリニド、リルゾール、リスペリドン、リトナビル、ロピニロール、サキナビル、セルトラリン、シブタミン、シルデナフィル、シンバスタチン、シロリムス、スフェンタニル、タクリン、タクロリムス、タモキシフェン、テストステロン、テオフィリン、トリダジン、チモロール、トルブタミド、トルテロジン、トレミフェン、トルセミド、トラゾドン、トリアゾラム、トロレアンドマイシン、ベンラファキシン、ベラパミル、ビンブラスチン、ビンクリスチン、ザフィルルカスト、ザレプロン、ジロートン、ゾルピデム、及びそれらの組み合わせから選択される化合物を含む。
【実施例】
【0210】
本発明はここで一般的に説明されるが、単に本発明のある特定の態様及び実施形態の例示目的で含まれかつ本発明を制限することを決して意図しない、以下の実施例を参照することによってより容易に理解されるであろう。
【0211】
実施例１．コーティングされたマイクロニードルアレイの調製
エタノール／水溶媒系に多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）を分散させて分散液を形成させ、電気活性複合材を調製した。不純物を除去するために分散液を超音波処理及び遠心分離した後に、この分散液をポリエチレンイミン（ＰＥＩ）水溶液と合わせ、電気活性複合材懸濁液を形成させた。電気活性複合材懸濁液を遠心分離し、未結合のＰＥＩまたはＭＷＣＮＴを除去し、残存溶媒を排出して、電気活性複合材を風乾させた。
エタノール／水溶媒系に多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）を分散させて分散液を形成させ、電気活性複合材を調製した。不純物を除去するために分散液を超音波処理及び遠心分離した後に、この分散液をポリエチレンイミン（ＰＥＩ）水溶液と合わせ、電気活性複合材懸濁液を形成させた。電気活性複合材懸濁液を遠心分離し、未結合のＰＥＩまたはＭＷＣＮＴを除去し、残存溶媒を排出して、電気活性複合材を風乾させた。
【0212】
アルキルアンモニウム塩及びＮＡＦＩＯＮポリマーを含む安定化ポリマーマトリックスを、Ｓ．Ｍｅｒｅｄｉｔｈ，Ｓ．Ｘｕ，Ｍ．Ｔ．Ｍｅｒｅｄｉｔｈ ａｎｄ Ｓ．Ｄ．Ｍｉｎｔｅｅｒ，ＪｏＶＥ（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｉｓｕａｌｉｚｅｄ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ）２０１２ Ｉｓｓｕｅ ６５ Ｐａｇｅｓ ｅ３９４９による記載に沿った手順を使用して調製した。
【0213】
電気活性複合材及び安定化ポリマーを混合し、次いで、電気活性三次元ケージ様構造（すなわち、電気活性ケージ）へと自己組織化させた。
【0214】
白金または金でコーティングされたマイクロニードルアレイを入手し、これを硫酸水溶液を使用して電気化学的に前処理し、続いて０．０５Ｖ／ｓｓｅｃの電位掃引ステップで－０．４Ｖ～＋１．６Ｖの連続的サイクリックボルタンメトリー掃引を行う。ＣＶ掃引後、金属表面を脱イオン水で洗浄し、次いで風乾させた。次いで、電気活性ケージを金属マイクロニードルアレイ上にドロップキャストした。
【0215】
アガロース系ヒドロゲルをＫＣｌ溶液で湿潤させることによりヒドロゲルを調製して、ヒドロゲルの電気伝導率を上昇させた。次いで、このドープしたヒドロゲルをマイクロニードルアレイに適用して、レドックス副生成物の表面堆積（生物付着）から電気活性コーティングを機械的かつ化学的に保護する。
【0216】
実施例２．分析物の検出
マイクロニードルセンサアレイを含む本開示によるデバイスを使用して、オキシモルホン、オキシコドン、及びノルオキシコドンの濃度をモニタリングすることができる。図１０は、オキシモルホン、オキシコドン、及びノルオキシコドンに関する、０～１．２Ｖの印加電圧下での例示的な電流測定の微分パルスボルタンメトリー（ＤＰＶ）グラフを示す。その中に示すように、オキシモルホンの約０．４５Ｖでの約３０μＡの電流ピークは、オキシコドンの約０．７５Ｖでの約１００μＡの電流ピークとは異なっており、これは、ノルオキシコドンの約０．９５Ｖでの約１６５μＡの電流ピークとも異なっている。
マイクロニードルセンサアレイを含む本開示によるデバイスを使用して、オキシモルホン、オキシコドン、及びノルオキシコドンの濃度をモニタリングすることができる。図１０は、オキシモルホン、オキシコドン、及びノルオキシコドンに関する、０～１．２Ｖの印加電圧下での例示的な電流測定の微分パルスボルタンメトリー（ＤＰＶ）グラフを示す。その中に示すように、オキシモルホンの約０．４５Ｖでの約３０μＡの電流ピークは、オキシコドンの約０．７５Ｖでの約１００μＡの電流ピークとは異なっており、これは、ノルオキシコドンの約０．９５Ｖでの約１６５μＡの電流ピークとも異なっている。
【0217】
マイクロニードルセンサアレイを含む本開示によるデバイスを使用して、ブプレノルフィン、ノルブプレノルフィン、及びブプレノルフィンとノルブプレノルフィンの両方の濃度をモニタリングすることができる。図１１Ａ～１１Ｃは、ベースラインの無投薬での電流測定に対する、それぞれ１μｇ／ｍｌのブプレノルフィン、１μｇ／ｍｌのノルブプレノルフィン、及び１μｇ／ｍｌのブプレノルフィンと１μｇ／ｍｌのノルブプレノルフィンの両方を服用している患者の－０．２～１．０Ｖの印加電圧下での例示的な電流測定のＤＰＶグラフを示す。図１１Ａに示すように、ブプレノルフィン患者は、測定された電流ピークを約０．０７Ｖで呈する。更に、図１１Ｂによれば、ノルブプレノルフィン患者は、測定された電流ピークを約０．２７Ｖで呈する。患者がブプレノルフィンとノルブプレノルフィンの両方を投与された場合、図１１Ｃに図示するように、ブプレノルフィンについては０．０９Ｖ、ノルブプレノルフィンについては０．２９Ｖの電流ピークが維持される。このように、本明細書の方法及びデバイスにより、単回の電圧掃引で複数の物質を定量化することができる。
【0218】
マイクロニードルセンシングアレイを含む本開示によるデバイスを使用して、種々の物質の濃度をモニタリングすることができる。図１２に様々な物質の例示的なピーク電圧をまとめる。
【0219】
実施例３．臨床適用
マイクロニードルセンサアレイを含む本開示によるデバイスは、コンプライアンスを確認する臨床上の必要性がある薬剤（例えば、抗うつ薬及び抗痙攣薬、及び／または治療域が狭いために非常に厳密な用量設定／投与要件を有する薬物、例えば、免疫抑制薬、抗生物質、もしくは抗血栓薬）の濃度をモニタリングするために使用される。
マイクロニードルセンサアレイを含む本開示によるデバイスは、コンプライアンスを確認する臨床上の必要性がある薬剤（例えば、抗うつ薬及び抗痙攣薬、及び／または治療域が狭いために非常に厳密な用量設定／投与要件を有する薬物、例えば、免疫抑制薬、抗生物質、もしくは抗血栓薬）の濃度をモニタリングするために使用される。
【0220】
医師は、患者をオピオイド依存症を有すると診断することができる。医師は、ブプレノルフィンの処方及び本明細書に記載のマイクロニードルセンサを提供することができる。マイクロニードルセンサが装着され、ブプレノルフィンの用量が開始されると、医師は、物質の測定された濃度を閲覧し、それに応じて患者の投与量を最適化することができる。医師は、コンプライアンスを確実にし、必要に応じて患者の処方を更新するために、患者の真皮間質液濃度をモニタリングし続けることができる。この種のモニタリングに関する例示的なデータを図１３に示す。
【0221】
マイクロニードルセンサアレイを含む本開示によるデバイスを使用して、メサドン治療を受けている対象の真皮間質液中のメサドン及びその一次代謝物である２－エチリデン－１，５－ジメチル－３，３－ジフェニルピロリジン（ＥＤＤＰ）の濃度をモニタリングする。モニタリングした濃度は、デバイスから、このデバイスを患者が処方された用量を服用したことを確認するために使用する治療医へと報告される。この種のモニタリングに関する例示的なデータ及び例示的な較正曲線を、図１４Ａ、１４Ｂ、及び１５に示す。
【0222】
更に、医師は、マイクロニードルセンサアレイによって報告されたデータを使用して、ピーク－トラフ点の特定による治療投与量の決定と、特定の患者に個別化された薬物動態及び薬物動力学とを通知することができる。
【0223】
本発明の好ましい実施形態が本明細書に示され説明されているが、そのような実施形態は、単なる一例として提供されることが当業者には明白であろう。本発明は、本明細書内で提供される特定の例によって限定されることを意図したものではない。本発明は、前述の明細書を参照して説明されているが、本明細書の実施形態の説明及び例示は、限定的な意味で解釈されることを意味するものではない。ここで、当業者には、本発明から逸脱することなく、多数の変形形態、変更形態、及び代用形態が想到されよう。更に、本発明の全ての態様は、様々な条件及び変数に依存する、本明細書に記載された特定の描写、構成、または相対的比率に限定されないことが理解されるべきである。本明細書に記載される本発明の実施形態に対する種々の代替形態が、本発明の実践において用いられ得ることを理解されたい。したがって、本発明は、任意のそのような代替形態、修正形態、変形形態、または等価形態も網羅することが企図される。以下の特許請求の範囲が本発明の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲内に含まれる方法及び構造、ならびにそれらの等価物が、それにより包含されることが意図される。
【0224】
上記の開示は、明確化及び理解を目的としてある程度詳細に説明されてきたが、本開示を読むことによって、本開示の真の範囲から逸脱することなく形態及び詳細における種々の変更がなされ得ることが、当業者には明らかであろう。例えば、上記の技法及び機器は全て、種々の組み合わせで使用することができる。本明細書に引用される全ての出版物、特許、及び特許出願及び／または他の文献は、各個別の出版物、特許、特許出願、及び／または他の文献が、あらゆる目的で参照により組み込まれることが個々にかつ別々に示された場合と同程度に、あらゆる目的でその全体が参照により組み込まれる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15】
【国際調査報告】