专利名称：用于检测体内物质的探针和用该探针检测体内物质的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于检测体内物质的探针，该探针可用作检测齿龈沟液中体内物 质的器具。更具体地，本发明涉及一种用于检测体内物质的探针，并且还涉及一种利用检 测体内物质的探针来检测体内物质的系统，该探针允许对齿龈沟液中体内物质进行光学检 测。
背景技术：
为了检测体内物质，通常，采集血液，然后对血液中的体内物质进行光学或电子分 析是一般惯例。然而，血液的采集是一种侵入性的方法，需要抽血医师的医疗资格等，而且 费用较高。此外，在实际的检测或测定中需要血液净化，从而涉及需要人力和时间来获取 检测或测定结果的问题。另外，连续的测定需要增加采样次数，使得对被验者施加了很大的 负担。因此，存在的另一个问题是不可能实时测定。
因此，近年来，已经开发了多种方法来减小对生物体的侵入性。以血糖水平的测定 作为实例，下文中，将描述非侵入性和低侵入性的测定方法。
非侵入性测定方法包括应用于真皮、手臂、指尖等并通过用红外光测定散射透射 光谱来确定血液中的葡萄糖水平的方法；应用于唇粘膜并通过用红外光测定散射光谱来确 定血液中的葡萄糖水平的方法；应用于指尖并通过测定拉曼散射光谱来确定血液中的葡萄 糖水平的方法；以及应用于皮肤并通过执行光声测定来确定血液中的葡萄糖水平的方法。
然而，这些非侵入性测定方法伴随的问题在于，尽管这些方法能实时测定血糖水 平，但是它们与依赖于血液采集的测定方法相比精度较差。
另一方面，低侵入性测定方法包括通过根据电离子透入疗法的相同原理从手臂 采集体液来测定体液(细胞间液)中的葡萄糖水平的方法；通过在超声波下从皮肤采集体 液来测定体液中葡萄糖水平的方法；通过用补片或套管从手臂采集体液来测定体液中葡萄 糖水平的方法；通过从眼睛采集泪液并进行荧光测定来测定泪液中葡萄糖水平的方法；通 过从眼睛采集泪液并进行全息衍射来测定泪液中葡萄糖水平的方法；通过从口中采集唾液 来测定唾液中葡萄糖水平的方法；以及通过采集尿液来测定尿液中葡萄糖水平的方法。
然而，这些低侵入性测定方法伴随着很多问题，即，因为体液中的葡萄糖水平与血 液中相应的葡萄糖水平相比被延迟大约30分钟，所以这些方法不能执行实时测定；因为 体液、泪液、唾液或尿液中葡萄糖的浓度低至血液中葡萄糖浓度的1/10以下，所以这些方4法难以精确地执行葡萄糖浓度的测定；而且因为对于从口中采集唾液来说难以进行稳定采 样，所以这些方法几乎不能对葡萄糖水平执行精确的测定。
同时，作为非侵入性测定方法，正在开发一种检测齿龈沟液中体内物质的方法。众 所周知，例如齿龈沟液中的葡萄糖水平与血液中葡萄糖水平基本一致，随着时间而改变。因 此，能够通过测定齿龈沟液中的葡萄糖水平来执行糖尿病的诊断、治疗及控制。
另一方面，关于作为肝功能参数的天门冬氨酸转氨酶(AST)的活性及丙氨酸转氨 酶(ALT)的活性，众所周知，它们在齿龈沟液中的值与血液中的相应值相关。因此，能够通 过测定齿龈沟液中的AST活性和ALT活性来确定肝功能低下的程度。
就如上所述用于测定齿龈沟液中体内物质的技术而言，日本专利公开第 2001-201437号披露了一种基于从齿龈沟液中所包含的化学物质的浓度来非侵入性地推定 诸如葡萄糖水平的生物信息的概念的、与可在毛细作用下吸入齿龈沟液的毛细管装置有关 的技术。
此外，日本专利公开第2005-283366号披露了一种采集器具，从横截面来看，其由 外壳部和从外壳部在向心方向上延伸的多个肋部构成。在这些肋部之间，从其一端至其相 对端贯通采集器具形成多个毛细通道，以吸入液体。因此，采集器具能够以极微量方式从采 集部位定量采集如几微升以下小的微量体液。
然而，因为这些技术依赖于使用上述毛细装置或采集器具采集诸如齿龈沟液的体 液并随后测定所采集体液中体内物质水平的方法，所以它们需要繁琐的样品处理，耗时耗 力，并且要求熟练操作。另外，对于连续的测定，频繁地执行采样是必要的。事实上，上述技 术不能实时测定体内物质的水平。发明内容
如上所述，近年来，已经开发了通过测定齿龈沟液中体内物质来执行各种疾病的 诊断、治疗及控制的技术。然而，目前的现状是如日本专利公开第2001-201437号中所披露 的技术，还没有一种技术达到允许对齿龈沟液中体内物质的进行实时测定的程度。另一个 问题在于，因为从齿龈沟(即，非常狭窄的部位)中采集样本，所以仅能采集少量的齿龈沟 液，并且不能维持测定精度的稳定性。
因此，本发明期望提供一种能够实时、高精度、非侵入性地测定齿龈沟液中体内物 质的技术。
为了实现上述期望，本发明者已经锐意地进行了研究。结果，本发明者根本地改变 了齿龈沟液的采集理念，提出了测定齿龈沟液中体内物质的理念，从而完成了本发明。
因此，在本发明的一个方式中，提供一种用于检测体内物质的探针，以检测齿龈沟 液中的体内物质，该探针包括齿龈沟插入部，可插入齿龈沟中；以及感应部，设置在齿龈 沟插入部上，并包含允许对体内物质进行光学检测的检测物质。优选地，探针可以进一步包 括光波导管，用于至少执行对感应部的光照射和感应部中的光检测中的一种。光波导管可 以由例如光纤形成。
齿龈沟插入部优选具有不大于0. 2mm的短边或短轴。
优选地，齿龈沟插入部可配置有在毛细作用下采集齿龈沟液的毛细管部，并且可 以通过毛细管部将齿龈沟液引入至感应部。感应部优选设置在毛细管部的内壁上，并且检测物质被固定在感应部中。光波导管优选连接至毛细管部的圆柱形侧壁。固定可以通过例 如光反应来实现。
优选地，当检测物质特异性结合体内物质时，检测物质会引起荧光强度的改变。检 测物质可以是例如硼酸化合物。作为优选的替代物，检测物质可以包括(1)至少一种酶; 以及( 能够变为光学测定对象的物质。
优选地，能够变为光学测定对象的物质可以是通过与作为酶反应产物的过氧化氢 反应而转换成荧光源的物质。荧光源物质可以是例如试卤灵。作为优选的替代物，能够变 为光学测定对象的主体的物质可以是通过与作为酶反应产物的过氧化氢反应其吸光度改 变的物质。吸光度改变的物质可以是例如邻联茴香胺。
检测物质可以包括(1)用于催化齿龈沟液中体内物质参与的第一反应的第一酶 和用于催化由第一反应形成的产物参与的第二反应的第二酶；以及( 能够变为光学测定 对象的物质。第一酶可以选自于例如包括葡萄糖氧化酶、醇氧化酶、尿酸酶(尿酸氧化酶)、 乳酸氧化酶、果糖基(fructosyl)氨基酸氧化酶、肌氨酸氧化酶及胆固醇氧化酶的组。第二 酶可以为例如过氧化物酶。
在本发明的另一个方式中，还提供了一种用于检测体内物质的系统，以检测齿龈 沟液中体内物质，该系统包括用于检测体内物质的探针，其配置有可插入齿龈沟中的齿 龈沟插入部，以及设置在齿龈沟插入部上并包含允许对体内物质进行光学检测的检测物 质的感应部；光照射器，用于将光照射在用于检测体内物质的探针中的感应部上；以及光 检测器，用于在通过光照射器进行光照射时，检测来自感应部内部的光学信息。优选地，系 统可以进一步包括二色元件，用于在通过光照射器进行光照射时从感应部内部提取光学信 肩、ο
根据本发明，能够测定齿龈沟中的齿龈沟液中体内物质，使得能够实时、高精度 地、非侵入性地测定齿龈沟液中体内物质。
图1是根据本发明的用于检测体内物质的探针的第一实施方式的示意性概念图2A至图2F是以实例的方式示出了根据本发明的用于检测体内物质的探针的齿 龈沟插入部的截面形状的示意性截面图3是示出了将根据本发明的用于检测体内物质的探针的第二实施方式连接至 用于检测体内物质的测量仪的方式的示意性概念图4是从侧面观察根据本发明的用于检测体内物质的探针的第三实施方式中的 齿龈沟插入部的示意性截面图5是从侧面观察根据本发明的用于检测体内物质的探针的第四实施方式中的 齿龈沟插入部的示意性截面图6是从侧面观察根据本发明的用于检测体内物质的探针的第五实施方式中的 齿龈沟插入部的示意性截面图7是从侧面观察根据本发明用于检测体内物质的探针的第六实施方式中的齿 龈沟插入部的示意性截面图8是从侧面观察根据本发明的用于检测体内物质的探针的第七实施方式中的齿龈沟插入部的示意性截面图9是根据本发明的用于检测体内物质的探针的第八实施方式的示意性概念图10是根据本发明的用于检测生物内物质的探针的第九实施方式中的毛细管部 的放大的局部示意性概念图11是根据本发明的用于检测体内物质的探针的第十实施方式的示意性概念 图12是根据本发明的用于检测体内物质的探针的第十一实施方式的示意性概念 图13是示出了光波导管连接至构成根据本发明的用于检测体内物质的探针的毛 细管部的圆柱形侧壁的实施方式的基本结构的示意性概念图14是根据本发明的用于检测体内物质的系统的第一实施方式的示意性概念 图15是根据本发明的用于检测体内物质的系统的第二实施方式的示意性概念 图16是实施例1中在载玻片上所制作的感应部的8倍放大图片；
图17是通过将实施例3中的10 μ L的100mg/dL的D-葡萄糖/PBS溶液滴在感应 部上所测定的荧光强度的曲线；
图18是示出了当实施例3中的10 μ L的磷酸盐缓冲液(PBS)被单独地滴在感应 部上时与当实施例3中的10 μ L的100mg/dL的D-葡萄糖/PBS溶液被滴在感应部上时二 者之间的荧光强度的差异的曲线；
图19是示出了在实施例5中使用不具有感应部的用于检测体内物质的探针检测 试卤灵水溶液中所发射的荧光的测定结果的曲线；
图20是示出了在实施例5中使用不具有感应部的用于检测体内物质的探针检测 载玻片上的感应部中所发射的荧光的测定结果的曲线；
图21是示出了在实施例6中使用根据本发明的用于检测体内物质的探针检测 D-葡萄糖的检测结果的曲线；
图22是示出了在实施例8中当根据本发明的用于检测体内物质的每个探针被浸 入单独的磷酸盐缓冲液(PBS)的等分试样(ImL)中时与当它们被浸入D-葡萄糖溶液的等 分试样(ImL)中时二者之间的荧光强度的差异的曲线；
图23是示出了实施例9中通过使用根据本发明的用于检测体内物质的探针测定 的D-葡萄糖的定量结果的曲线；
图M是示出了实施例10中利用感应部的结构形成在光纤的一个端面上的用于检 测体内物质的探针的荧光测定的结果的曲线，该感应部通过使用其中包含有光反应二叠 氮化合物的光固定水溶液而形成在光纤的一个端面上；
图25A和图25B是实施例11中的荧光观察图像。具体地，图25A和图25B是分别 从侧面及截面观察的感应部的荧光观察图像，该感应部通过使用与实施例10相同的光固 定水溶液而形成在毛细管的内壁上；
图沈是示出了实施例12中的荧光测定结果的曲线。具体地，图沈是示出了利用 具有形成在毛细管内壁上的感应部的探针和连接至探针的萤光光度计的不同D-葡萄糖浓度下的荧光测定结果的曲线。
图27是示出了实施例13中的荧光测定结果的曲线。具体地，图27是示出了利用 具有形成在毛细管内壁上的感应部的探针和连接至探针的萤光光度计的乙醇的荧光检测 和测定结果的曲线；
图观是示出了实施例14中的荧光测定结果的曲线。具体地，图观示出了通过使 用与实施例13中所采用的检测探针相同的探针对D-葡萄糖进行检测的荧光测定结果的曲 线。
图四是示出了实施例15中的荧光测定结果的曲线。具体地，图四示出了利用具 有形成在毛细管内壁上的感应部的探针及连接至探针的萤光光度计的尿酸的荧光检测和 测定结果的曲线；
图30是示出了实施例16中的荧光测定结果的曲线。具体地，图30是示出了利用 具有形成在毛细管内壁上的感应部的探针及连接至探针的萤光光度计的乳酸的荧光检测 和测定结果的曲线；
图31是示出了实施例17中的荧光测定结果的曲线。具体地，图31是示出了利用 具有形成在毛细管内壁上的感应部的探针及连接至探针的萤光光度计的糖化白蛋白及白 蛋白的荧光检测和测定结果的曲线；
图32A和图32B是示出了实施例18中的荧光测定结果的曲线。具体地，图32A和 图32B是示出了利用具有形成在毛细管内壁上的感应部的探针及连接至探针的萤光光度 计的肌酸酐及肌酸的荧光检测和测定结果的曲线。应当注意，肌酸酐酶包含在图32A中所 示的荧光检测和测定结果中，而不包含在图32B中所示的荧光检测和测定结果中；
图33A和图3 是示出了实施例19中的荧光测定结果的曲线。具体地，图33A和 图3 是示出了利用具有形成在毛细管内壁上的感应部的探针及连接至探针的萤光光度 计的胆固醇及混合样品溶液的荧光检测和测定结果的曲线。应当注意，肌胆固醇酯酶包含 在图33A中所示的荧光检测和测定结果中，而不包含在图33B中所示的荧光检测和测定结 果中；以及
图34A示出了当构成根据本发明的用于检测体内物质的探针的毛细管部未配置 有通气孔时的明视场图像和荧光图像，图34B示出了当构成根据本发明的用于检测体内物 质的探针的毛细管部配置有通气孔时的明视场图像和荧光图像。
具体实施方式
下文中，将参照附图对用于执行本发明的一些优选实施方式进行描述。应当注意， 下文中所描述的实施方式仅表示本发明的典型实施方式的一些实例，本发明的范围不应当 由下面的实施方式狭义地说明。将以下面的顺序进行描述。
1.用于检测体内物质的探针1
(1)齿龈沟插入部11
(2)感应部 12
(2-1)在体内物质为糖类的情况下
(2-1-1)体内物质糖类/检测物质硼酸化合物
(2-1-2)体内物质葡萄糖/检测物质葡萄糖氧化酶、过氧化物酶及10-乙酰8基-3，7- 二羟基吩噁嗪(ADHP)
(2-2)在体内物质为醇的情况下
(2-2-1)体内物质醇/检测物质醇氧化酶、过氧化物酶及10-乙酰基-3，7_ 二 羟基吩噁嗪(ADHP)
(2-3)在体内物质为嘌呤衍生物的情况下
(2-3-1)体内物质尿酸/检测物质尿酸酶、过氧化物酶及10-乙酰基-3，7- 二 羟基吩噁嗪(ADHP)
(2-4)在体内物质为糖酵解产物的情况下
(2-4-1)体内物质乳酸/检测物质乳酸氧化酶、过氧化物酶及10-乙酰基-3， 7- 二羟基吩噁嗪(ADHP)
(2-5)在体内物质为糖化蛋白的情况下
(2-5-1)体内物质糖化白蛋白或白蛋白/检测物质蛋白酶、果糖基-氨基酸氧 化酶、过氧化物酶及10-乙酰基-3，7- 二羟基吩噁嗪(ADHP)
(2-5-2)体内物质糖化白蛋白或白蛋白/检测物质成分(a)蛋白酶，以及成分 (b)果糖基-氨基酸氧化酶、过氧化物酶及10-乙酰基-3，7- 二羟基吩噁嗪(ADHP)
(2-6)在体内物质为氨基酸的情况下
(2-6-1)体内物质肌酸酐或肌酸/检测物质肌酸酐酶、肌酸脱水酶、肌氨酸氧化 酶、过氧化物酶及10-乙酰基-3，7- 二羟基吩噁嗪(ADHP)
(2-6-2)体内物质肌酸酐或肌酸/检测物质肌酸脱水酶、肌氨酸氧化酶、过氧化 物酶及10-乙酰基-3，7- 二羟基吩噁嗪(ADHP)
(2-7)在体内物质为脂类的情况下
(2-7-1)体内物质胆固醇或胆固醇酯/检测物质胆固醇酯酶、胆固醇氧化酶、过 氧化物酶及10-乙酰基-3，7- 二羟基吩噁嗪(ADHP)
(2-7-2)体内物质胆固醇或胆固醇酯/检测物质胆固醇氧化酶、过氧化物酶及 10-乙酰基-3，7- 二羟基吩噁嗪(ADHP)
(2-8)体内物质的其它候选实例
(3)光波导管13
(4)毛细管部14
2.用于检测体内物质的系统10
(1)光照射器15
(2)光检测器I6
(3) 二色元件 17
(4)聚光透镜18
(5)滤光器 19
<1.用于检测体内物质的探针〉
参照图1，将描述根据本发明的用于检测体内物质的探针1的第一实施方式。根据 本发明的用于检测体内物质的探针1为用于检测齿龈沟液中体内物质的器具，大致划分， 至少配置有齿龈沟插入部11和感应部12。另外，如需要，探针1还可以配置有光波导管13 和毛细管部14。下文中，将详细描述这些元件的每一个。
本文中所使用的术语“齿龈沟液”指的是存在于齿龈沟中并包含来自牙齿组织的 体内物质的液体。具体地，可涉及齿龈沟渗出液(GCF 包含从齿龈渗出的血浆成分和组织 液成分的液体)、从齿龈出血的血液(包含白血球成分、红血球成分、血浆等)等。应当注 意，术语“齿龈沟”通常指的是作为牙齿组织中牙齿与齿龈之间的边界的沟槽。
(1)齿龈沟插入部11
根据本发明的用于检测体内物质的探针1首先具有可插入齿龈沟内的齿龈沟插 入部11。在齿龈沟插入部11可插入齿龈沟内的范围内，不对其形状或尺寸作具体的限定， 从而可自由设计齿龈沟插入部11以满足其目的。例如，其截面形状不局限于关于第一实施 方式所示的这种圆形形状，而是如图2B至图2F所示，其截面形状还可以设计为诸如椭圆 形、正方形、矩形、月牙形等形状。
尽管没有在任何图中具体地示出，但是齿龈沟插入部11可被设计为其直径或截 面积从其顶部向其主体逐渐增大的锥形形状。设计成这样的锥形形状可使其向齿龈沟内的 插入工作容易，而且可避免对被验者的齿龈的损伤。
在齿龈沟插入部11能够被插入齿龈沟内的范围内，可根据需要设计齿龈沟插入 部11的尺寸。因为正常人的齿龈沟宽度约为0. 2mm，深度约为2mm，所以优选将齿龈沟插入 部11的短边或短轴(参见图2A至图2F中的符号L)设定为0. 2mm以下。齿龈沟插入部11 的短边或短轴的0. 2mm以下的设定使其能够避免当将齿龈沟插入部11插入齿龈沟内时引 起对齿龈的刺激或损伤。
只要齿龈沟插入部11能够插入齿龈沟，对于用于齿龈沟插入部11的材料没有具 体的限制。然而，优选使用具有挠性的材料。用具有挠性的材料形成齿龈沟插入部11能够 避免对被验者齿龈的损伤。具有挠性的材料的实例包括树脂、金属、陶瓷、纸、诸如毛毡材料 的织物等。
只要根据本发明的用于检测体内物质的探针1可连接至用于检测体内物质的测 量仪，对于检测体内物质的探针1的部分的形状、尺寸等没有特别限制，所述部分不是齿龈 沟插入部11，因此，可根据目的将用于检测体内物质的探针1的这样的部分的形状、尺寸 等设计成期望的。当如下所述使用光纤时，例如，可如图3的第二实施方式中所示来实现光 学检测，具体地，通过形成具有金属箍(光学连接构件)Fl和套管S的主体并通过套管S将 金属箍Fl与测量仪侧的另一个金属箍F2连接来实现光学检测。应当注意，符号OFl和0F2 分别表示光纤。
在第二实施方式中，套管S设置在根据本发明的用于检测体内物质的探针1的一 侧上。然而，应当注意，本发明不局限于该实施方式，而可以自由设计为在测量仪侧的金属 箍F2配置有套管S，或者可以仅在将金属箍Fl和F2连接至一起时使用套管S。
(2)感应部 12
齿龈沟插入部11配置有感应部12。在该感应部12中包括了允许根据与体内物质 的相互反应对体内物质进行光学检测的一种或多种检测物质。
只要上述一种或多种检测物质可结合在感应部12中，对于感应部12的形成方式 没有具体的限制，因此，能够以期望的方式形成感应部12。例如，可以将包含一种或多种上 述检测物质(还可组合一种或多种其它物质)的溶液涂布在齿龈沟插入部11的期望位置 上并随后使涂布后的溶液进行一个或多个固定反应、干燥等，从而将一种或多种上述检测物质直接固定在齿龈沟插入部11上而形成感应部12。
或者，还可以通过将一种或多种上述检测物质固定在用对生物体没有副作用的材 料形成的膜中来形成感应部12。更具体地讲，例如，固定有一种或多种上述检测物质的膜状 感应部(下文中称为“感应膜”)可如下形成在齿龈沟插入部11上将包含一种或多种上述 检测物质的溶液与包含能够形成膜的材料的另一种溶液彼此混合，将所得混合物涂布在齿 龈沟插入部11的期望位置上，随后进行干燥、光照射等。
在这种情况下，对于形成感应膜的材料没有具体限制，可根据需要选择并使用已 知的材料，只要它是能够固定一种或多种上述检测物质并对生物体没有副作用的材料即 可。可用实例包括UV固化树脂、热固性树脂、琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶、戊二醛、其它多 孔固定材料、常用的酶固定剂等。
可根据要被固定的一种或多种检测物质的种类、性质等来选择这些材料中的所需 要的一种。例如，如本文随后将描述的，当期望将一种或多种酶结合在感应部12中时，优选 选择UV固化树脂等，使它的或它们的酶活性不被削弱。
根据本发明的用于检测体内物质的探针1能够通过使用可对体内物质执行光学 检测的测量仪等来实时地检测体内物质。
理论上，还能够通过使用电化学传感器等并将其电极直接插入齿龈沟内来实时地 执行体内物质的电化学测定。然而，当使用这种电化学传感器等时，齿龈沟液内的盐成分沉 积在测定时所使用的传感器的电极上，导致测定值变化。因此，难以获取用于医疗诊断的足 够高精度的检查值。此外，传感器由于齿龈沟液中的盐成分而易于损坏，因此，电化学测定 费用高，并且很难用于连续测定。
然而，在根据本发明的用于检测体内物质的探针1中，允许对体内物质进行光学 检测的一种或多种物质被结合在感应部12中。因此，生物体内的目标物质的光学检测是切 实可行的，从而能够获取高精度的测定值。
对于要被结合在感应部12中的一种或多种检测物质没有具体的限制，只要它或 它们允许通过与体内物质的相互作用、化学反应、酶反应等来对体内物质进行光学检测即 可。根据作为检测对象的体内物质，可根据需要选择并使用一种或多种检测物质。
作为检测对象的体内物质是能够用于多个领域中的分析或诊断的物质。尤其在医 学领域中，诸如下文中将要描述的那些，糖类、嘌呤衍生物、糖酵解产物、氨基酸、脂类等能 够用作诸如糖尿病、血脂异常症及高尿酸血症的生活习惯相关疾病及其它代谢障碍的重要 指标。它们还可用作与上述疾病相关联的疾病(例如，诸如动脉硬化、脑梗塞、蛛网膜下出 血、诸如心力衰竭的心脏疾病、以及脑血管疾病的许多疾病)的预防、缓解及治疗的指标。 从健康控制或检查症状的任何变化的角度来看，期望以恒定间隔或者在某些情况下每隔预 定时间对生物体内的这种物质进行长期监控。然而，在诸如血液采集的侵入性测定方法中， 由于被验者的负担等，很难进行这种长期监控。与之相比，本发明允许非侵入性测定，因此， 使以恒定间隔或必要时每隔预定时间进行长期监控变得容易。此外，本发明能够非侵入性 且便利地执行测定，因此，不但可以用在医学领域，而且可以用在诸如犯罪实验室工作的广 泛范围内。
下文中，将给出作为检测对象的体内物质的示例并给出适用于体内物质的检测物 质的实例来进行描述。
(2-1)在体内物质为糖类的情况下
糖类的实例可以包括诸如核糖、葡萄糖、半乳糖及果糖的单糖以及诸如乳糖和蔗 糖的二糖。
如上所述，例如，众所周知，齿龈沟液中的葡萄糖水平以基本上与血液中的葡萄糖 一致的方式随着时间而改变。因此，能够通过测定齿龈沟液中的葡萄糖水平来执行糖尿病 或高血糖症的诊断、治疗或控制。
(2-1-1)硼酸化合物
硼酸化合物与糖类特异性结合而形成糖硼酸络合物。通过将这种硼酸化合物结合 在感应部12中并将根据本发明的用于检测体内物质的探针1的齿龈沟插入部11插入齿 龈沟内，齿龈沟液中的糖类(例如，D-葡萄糖)与结合在感应部12中的硼酸化合物彼此结I=I O
当硼酸化合物(例如，苯硼酸化合物)与糖类特异性结合而形成糖硼酸络合物 (见下述化学反应式(1))时，硼酸化合物中的荧光强度改变。因此，可通过测定根据本发明 的用于检测体内物质的探针1的感应部12中的荧光强度的变化来确定齿龈沟液中的葡萄 糖水平。
糖类+硼酸化合物一糖硼酸络合物(1)
(2-1-2)体内物质葡萄糖/检测物质葡萄糖氧化酶、过氧化物酶及10-乙酰 基-3，7- 二羟基吩噁嗪(ADHP)
葡萄糖氧化酶催化从D-葡萄糖形成D-葡萄糖酸-1，5-内酯和过氧化氢的反应 (见下述化学反应式O))。
D-葡萄糖+O2葡萄^化酵D-葡萄糖酸-1,5-内酯+H2O2 (2)
在存在过氧化物酶时，过氧化氢将10-乙酰基-3，7- 二羟基吩噁嗪(ADHP)转换 成试卤灵。ADHP不发射荧光，但是通过其向试卤灵的转换，发射荧光(见下述化学反应式 (3))。因此，该试卤灵用作用于光学检测的荧光源。
过氧化酵试卤灵 H2O2+ADHP — 荧光源)+CH3C00H+H20 ( 3 )
当使用该反应原理时，感应部12中葡萄糖氧化酶、过氧化物酶及ADHP的结合允许 在将根据本发明的用于检测体内物质的探针1的齿龈沟插入部11插入齿龈内时通过齿龈 沟液中的葡萄糖进行上述系列反应。随后，通过测定根据本发明的用于检测体内物质的探 针1的感应部12中可得到的荧光强度来确定齿龈沟液中的葡萄糖水平。
通过在感应部12中结合用于催化齿龈沟液中体内物质参与的反应的一种或多种 第一酶(例如，氧化酶和/或其它酶)，用于催化由体内物质通过借助于一种或多种第一酶 的催化反应所形成的产物(例如，过氧化氢)参与的反应的一种或多种第二酶(例如，过氧 化物酶)，并且作为借助于一种或多种第二酶的催化反应的结果而发射荧光的一种或多种 物质(例如，ADHP)，根据本发明的用于检测体内物质的探针1的使用使得能够对齿龈沟液 中的体内物质执行光学检测。
氧化酶的实例可以包括葡萄糖氧化酶、醇氧化酶、尿酸酶(尿酸氧化酶)、乳酸氧 化酶、果糖基氨基酸氧化酶、肌氨酸氧化酶、胆固醇氧化酶等。可以根据体内物质来单独使 用或组合使用这些氧化酶。
在用一种或多种第一酶对体内物质进行处理之前，可以用预处理酶对体内物质进 行处理，以使促进借助于一种或多种第一酶的反应。预处理酶可以为水解酶等。水解酶的 实例可以包括蛋白酶、肌酸脱水酶、肌酸酐酶、胆固醇酯酶等。它们可以被单独使用或组合 使用。
应当注意，代替ADHP，可以结合邻联茴香胺。当邻联茴香胺替代ADHP结合在感应 部12中时，该邻联茴香胺被过氧化氢氧化(见下述化学反应G))。作为氧化的结果，吸光 度改变。根据通过可见光谱法的吸收光谱变化的测定，使得能够对齿龈沟液中体内物质进 行检测。
权利要求
1.一种用于检测体内物质的探针，所述探针适于检测齿龈沟液中的体内物质，包括 齿龈沟插入部，能够插入齿龈沟内；以及感应部，设置在所述齿龈沟插入部上并且包含可对所述体内物质进行光学检测的检测 物质。
2.根据权利要求1所述的探针，还包括光波导管，用于至少执行对所述感应部进行光照射和检测来自所述感应部的光中的一个。
3.根据权利要求2所述的探针，其中，所述光波导管由光纤形成。
4.根据权利要求1所述的探针，其中，所述齿龈沟插入部具有不大于0.2mm的短边或短轴。
5.根据权利要求1所述的探针，其中，所述齿龈沟插入部设置有在毛细作用下采集所 述齿龈沟液的毛细管部，并且所述齿龈沟液通过所述毛细管部被引入至所述感应部。
6.根据权利要求5所述的探针，其中，所述感应部设置在所述毛细管部的内壁上，并且 所述检测物质被固定在所述感应部中。
7.根据权利要求6所述的探针，其中，所述光波导管连接至所述毛细管部的圆柱形侧壁。
8.根据权利要求6所述的探针，其中，所述固定通过光反应来实现。
9.根据权利要求1所述的探针，其中，当所述检测物质与所述体内物质特异性结合时， 所述检测物质使荧光强度改变。
10.根据权利要求9所述的探针，其中，所述检测物质为硼酸化合物。
11.根据权利要求1所述的探针，其中，所述检测物质包括(1)至少一种酶；以及(2)能够变成光学测定对象的物质。
12.根据权利要求11所述的探针，其中，能够变成所述光学检测对象的所述物质是通 过与作为酶反应产物的过氧化氢的反应转换成荧光源的物质。
13.根据权利要求12所述的探针，其中，所述荧光源为试卤灵。
14.根据权利要求11所述的探针，其中，能够变成所述光学测定对象的所述物质是通 过与作为酶反应产物的过氧化氢的反应而其吸光度改变的物质。
15.根据权利要求14所述的探针，其中，其吸光度改变的所述物质为邻联茴香胺。
16.根据权利要求11所述的探针，其中，所述酶包括(1)第一酶，用于催化所述齿龈沟液中的所述体内物质参与的第一反应；以及第二酶， 用于催化由所述第一反应所形成的产物参与的第二反应；以及(2)能够变成光学测定对象的物质。
17.根据权利要求16所述的探针，其中，所述第一酶选自于包括葡萄糖氧化酶、醇氧化 酶、尿酸酶(尿酸氧化酶)、乳酸氧化酶、果糖基氨基酸氧化酶、肌氨酸氧化酶及胆固醇氧化 酶的组。
18.根据权利要求16所述的探针，其中，所述第二酶为过氧化物酶。
19.一种用于检测体内物质的系统，所述系统用于检测齿龈沟液中的体内物质，包括 用于检测所述体内物质的探针，其设置有齿龈沟插入部，能够插入齿龈沟内；以及感应部，设置在所述齿龈沟插入部上并且包含可对所述体内物质进行光学检测的检测 物质，光照射器，用于将光照射在用于检测所述体内物质的所述探针的所述感应部上；以及 光检测器，用于在通过所述光照射器进行光照射时检测来自所述感应部内部的光学信信息
20.根据权利要求19所述的系统，还包括二色元件，用于在通过所述光照射器进行光照射时从所述感应部内部提取光学信息。
全文摘要
本申请披露了一种用于检测体内物质的探针和用该探针检测体内物质的系统，所述探针适于检测齿龈沟液中的体内物质。该探针包括齿龈沟插入部和感应部。齿龈沟插入部能够插入齿龈沟内。感应部设置在所述齿龈沟插入部上，并且包含允许对体内物质进行光学检测的检测物质。本申请还披露了一种用于检测所述体内物质的系统。用于检测体内物质的系统包括探针，用于检测体内物质；光照射器，用于将光照射在探针的感应部上；以及光检测器，用于当通过光照射器进行光照射时检测来自感应部内部的光学信息。
文档编号A61B5/00GK102028450SQ20101029195
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月21日 优先权日2009年10月1日
发明者大西通博 申请人:索尼公司