特許拒絶査定不服審判
2021-014939
汗の中の注目する標的の検出および分析のための薄い軟質皮膚装着マイクロ流体ネットワーク
- 審判番号
- 2021-014939
- 法域
- 特許
- 審判種別
- 拒絶査定不服審判(拒絶査定不服の審決)
- 出願番号
- 特願2019-566267
- 請求日
- 2021年11月04日
- 審決日
- 2022年11月07日
- 公報発行日
- 2023年04月28日
- 結論
- 請求不成立
- 当事者
- 【請求人】ノースウェスタン ユニヴァーシティ
- 【請求人代理人】村山 靖彦
- 【請求人代理人】実広 信哉
- 【請求人代理人】阿部 達彦
- 審判長/審判官
- 審判長 石井 哲
- 審判官 渡戸 正義
- 審判官 ▲高▼見 重雄
- 分類
- P18 .113-Z (G01N) / P18 .121-Z (G01N)
- 根拠条文(結論部分から自動抽出・参考)
- 特許法29条1項3号特許法29条2項
- 条文(本文から自動抽出・参考)
- 特許法第29条第2項、特許法第29条第1項第3号、特許法第17条の2第5項第2号、特許法第17条の2第6項、特許法第36条第6項第2号
- データ出所
- 審決公報(XML)
事件の表示
特願2019-566267「汗の中の注目する標的の検出および分析のための薄い軟質皮膚装着マイクロ流体ネットワーク」拒絶査定不服審判事件〔平成30年12月 6日国際公開、WO2018/223044、令和 2年 7月30日国内公表、特表2020-522693〕について、次のとおり審決する。
結論
結 論
本件審判の請求は、成り立たない。
理由
理 由
第1 手続の経緯
本願は、2018年(平成30年)6月1日(パリ条約による優先権主張外国庁受理 2017年6月2日 アメリカ合衆国)を国際出願日とする出願であって、令和2年1月30日に手続補正書が提出され、令和3年3月11日付けで拒絶理由が通知され、同年6月22日に意見書及び手続補正書が提出されたが、同月25日付けで拒絶査定(原査定)がされた(謄本の送達日:同年7月5日)ところ、同年11月4日に拒絶査定不服審判の請求がされ、それと同時に手続補正がされたものである。
その後、令和4年9月2日に実質的な主張を含む上申書(以下「請求人上申書」という。)が提出された。
第2 令和3年11月4日にされた手続補正についての補正の却下の決定
[補正の却下の決定の結論]
令和3年11月4日にされた手続補正(以下「本件補正」ということがある。)を却下する。
[理由]
1 本件補正について
(1)本件補正後の特許請求の範囲の記載
本件補正により、特許請求の範囲の請求項1の記載は、次のとおり補正された。(下線は、補正箇所を示す。)
「【請求項1】
汗の中のバイオマーカーの検出のための方法であって、
表皮マイクロ流体デバイスを被検体の皮膚に付けるステップであって、形状適合接触が確立されそれによってデバイスと前記皮膚との間に流体連通をもたらし、前記デバイスは、
可撓性基板と、
前記可撓性基板に設けられた汗流入口と、
前記汗流入口に流体的に接続される少なくとも1つのリザーバチャンバーと、を備える、ステップと、
前記デバイス内で前記被検体からの前記汗を捕集するステップと、
前記汗の中の1つまたは複数のバイオマーカーの量を識別するか、または定量化するステップであって、前記1つまたは複数のバイオマーカーの各々は、固有のリザーバチャンバー内で識別されるか、または定量化される、ステップと、
を含み、
前記1つまたは複数のバイオマーカーは、不正薬物であり、
前記不正薬物は、マリファナ、コカイン、ヘロイン、リセルグ酸ジエチルアミド(LSD)、サイロシビン、メタンフェタミン、ケタミン、またはこれらの組合せからなる群から選択される、方法。」
(2)本件補正前の特許請求の範囲の記載
本件補正前の、令和3年6月22日にされた手続補正により補正された特許請求の範囲の請求項1の記載は次のとおりである。
「【請求項1】
汗の中のバイオマーカーの検出のための方法であって、
表皮マイクロ流体デバイスを被検体の皮膚に付けるステップであって、形状適合接触が確立されそれによってデバイスと前記皮膚との間に流体連通をもたらし、前記デバイスは、
可撓性基板と、
前記可撓性基板に設けられた汗流入口と、
前記汗流入口に流体的に接続される少なくとも1つのリザーバチャンバーと、を備える、ステップと、
前記デバイス内で前記被検体からの前記汗を捕集するステップと、
前記汗の中の1つまたは複数のバイオマーカーの量を識別するか、または定量化するステップであって、前記1つまたは複数のバイオマーカーの各々は、固有のリザーバチャンバー内で識別されるか、または定量化される、ステップと、
を含み、
前記1つまたは複数のバイオマーカーは、i)嚢胞性線維症の監視またはスクリーニング、ii)薬物またはアルコール消費量の監視、iii)透析効果の監視、iv)グルコースレベルの監視、v)クレアチニンレベルの監視、vi)尿素レベルの監視、vii)pHの監視、またはこれらの任意の組合せを行うためのものであり、
前記1つまたは複数のバイオマーカーは、塩化物、グルコース、アルコール、不正薬物、尿素、クレアチニン、およびpHのうちの1つまたは複数であり、
前記不正薬物は、マリファナ、コカイン、ヘロイン、リセルグ酸ジエチルアミド(LSD)、サイロシビン、メタンフェタミン、ケタミン、またはこれらの組合せからなる群から選択される、方法。」
2 補正の適否
本件補正のうち、請求項1に係る補正は、本件補正前の請求項1に記載された発明を特定するために必要な事項である「前記1つまたは複数のバイオマーカー」について、「前記1つまたは複数のバイオマーカーは、i)嚢胞性線維症の監視またはスクリーニング、ii)薬物またはアルコール消費量の監視、iii)透析効果の監視、iv)グルコースレベルの監視、v)クレアチニンレベルの監視、vi)尿素レベルの監視、vii)pHの監視、またはこれらの任意の組合せを行うためのものであり、前記1つまたは複数のバイオマーカーは、塩化物、グルコース、アルコール、不正薬物、尿素、クレアチニン、およびpHのうちの1つまたは複数であり」と選択的に特定されていたものを、「前記1つまたは複数のバイオマーカーは、不正薬物であり」と選択肢の1つである「不正薬物」に限定するものであって、本件補正前の請求項1に記載された発明と本件補正後の請求項1に記載された発明の産業上の利用分野及び解決しようとする課題が同一であるから、特許法第17条の2第5項第2号に掲げる特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。
そこで、本件補正後の請求項1に記載された発明(以下「本件補正発明」という。)が同条第6項において準用する同法第126条第7項の規定に適合するか(特許出願の際独立して特許を受けることができるものであるか)について、以下、検討する。
(1)本件補正発明は、上記1(1)に記載したとおりのものである。
(2)引用文献の記載事項
ア 原査定の拒絶の理由で引用された本願の優先日前に電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった文献である、A Koh et al,“A Soft, Wearable Microfluidic Device for the Capture, Storage, and Colorimetric Sensing of Sweat”,Science Translational Medicine Author manuscript,available in PMC,2017年5月23日, Page.1-24(以下「引用文献1」という。)には、以下の記載がある(下線は当審において付加した。以下同様。)。
(引1-ア)「RESULTS
Soft epidermal microfluidic device for sweat monitoring
The soft, epidermal microfluidic device technology introduced here adheres and conforms to the skin in a manner that captures and routes sweat through a network of microchannels and reservoirs-using a combination of capillarity and action of the natural pressure (~70 kPa) associated with perspiration-for volumetric assessment and chemical analysis in situ (13). Low-modulus biocompatible materials, soft silicone elastomers (~1 MPa), manipulated using soft lithography defined the microfluidic constructs (diameter, 3 cm; thickness, ~700 μm) (Fig 1 and fig. S1). The specific designs described can retain ~50 μL of sweat corresponding to an effective working time of 1 to 6 hours of exercise, depending on the rate of sweat loss and the mounting location on the body (12 to 120 μL/hour per cm2) (32). Stretchable electronics technology allows direct integration of wireless sensing and data transfer capabilities into these platforms.
Devices are composed of a multilayer stack of three subsystems: (i) a skin-compatible adhesive layer with micromachined openings that define the areas of sweat collection, (ii) a sealed collection of soft microfluidic channels and reservoirs filled with color-responsive materials for quantitative analysis of sweat volume and chemistry, and (iii) a magnetic loop antenna and associated near-field communication (NFC) electronics for interfacing to external wireless devices (Fig. 1A). A medical-grade acrylic adhesive film ensured stable, strong and seamless adhesion (~5.7 N) of the device to the skin without irritation in a manner that offered compatibility with skin, even at regions of substantial hair coverage or in the presence of sweat (fig. S2). This adhesive exhibited about 5 times greater adhesion force than typical medical adhesives such as Tegaderm (1.02 N) (33). The thin geometry (25 μm) and low modulus (~17 kPa) of this layer provided stress release during deformation of the skin (fig. S2), facilitating comfort and long-term wearability. Openings defined the sweat harvesting areas (3 mm diameter, corresponding to ~10 sweat glands) (34) through which sweat could pass into the inlet regions of the overlying soft microfluidic system (Fig. 1B). The pressure that drives fluid flow arises from the action of the sweat glands themselves, assisted by capillary effects in the microchannels and the materials embedded within them. The conformal contact of the adhesive layer inhibited lateral flow of sweat from regions located outside the defined openings, ensuring fluid issuing from the harvesting area dominated the sweat sample (fig. S3).
The microfluidic system consisted of a bottom polydimethylsiloxane (PDMS) layer (thickness, 500 μm) embossed with appropriate relief geometry (uniform depth, 300 μm) and filled with reagents for colorimetric analysis (Fig. 1, A and B). A top-capping layer of PDMS served as a seal (thickness, 200 μm). Our particular layout included four circular chambers (diameter, 4 mm) as independent reservoirs for analysis, preventing any cross-talk, that were surrounded by the outer perimeter by an orbicular serpentine channel. This channel and each of the reservoirs were connected by separate guiding channels to hole segments (diameter, 0.5 mm) that spatially aligned with the openings (diameter, 3 mm) in the skin adhesive layer (Fig. 1, B and C). To avoid backpressure that can impede fluid flow, all channels and reservoirs interfaced to an outlet microfluidic channel (width, 100 μm) that terminated on the top-side edge of the device (Fig. 1B). Quantitative colorimetric assay reagents in the reservoirs enabled assessment of pH and the concentration of selected essential markers, including glucose, lactate, and chloride, through either enzymatic or chromogenic reactions. Hence, the colorimetric schemes embedded in the current devices did not afford real-time tracking of changes in analyte concentration. A water-responsive chromogenic reagent in the serpentine channel allowed determination of the extent of filling with sweat, which could be converted to overall sweat rate and volume.
Specially formulated variants of PDMS offer physical characteristics that are attractive for this application, including optical transparency, ease of patterning into microfluidic systems, biocompatibility, and favorable mechanics (low modulus, ~145 kPa; high elasticity, up to ~200% strain at break) (35). The soft mechanics and thin geometry enabled soft, nonirritating intimate contact with the skin through principles similar to those established for epidermal electronics (2, 36). The finite element analysis (FEA) results of strain/stress distributions and corresponding optical images in Fig. 1E show deformation of a representative device under various mechanical distortions of an underlying phantom skin sample as a support (a PDMS substrate exhibiting similar mechanical properties to skin). The maximum normal and shear stresses at the device/phantom skin interface were far below the threshold for somatosensory perception of forces (20 kPa) during ~30% stretch of the skin (fig. S4) (37). These elastomeric microfluidic devices exhibited an effective modulus of ~0.16 MPa, comparable to human skin and previously reported epidermal devices (37, 38).
Integrated electronics allow wireless interfaces to external computing and digital analysis systems using common platforms such as the smartphone. Our technology capitalized on NFC schemes to launch image capture and analysis software on such an external device and/or to read temperature from an integrated sensor (movies S1 and S2). The overall designs allowed these stretchable electronic systems to operate under physical deformation without significantly altering the mechanical properties of the soft microfluidic structures or the overall device. FEA results demonstrated that the maximum strain in the copper layer was below the elastic limit (0.3%) under all loading conditions (fig. S5) (39). Reference marks on the top of the device platform (Fig. 1B) included a white dot and black crosses for color balancing to allow accurate color extraction under arbitrary lighting condition (fig. S6). The crosses also helped determine the position and orientation from the images (fig. S7).」(4頁3行~5頁下から8行)
(当審訳:成果
発汗モニタリングのための軟質表皮マイクロ流体デバイス
ここで紹介する軟質表皮マイクロ流体デバイス技術は、皮膚に密着して適合し、毛細管現象と発汗に伴う自然圧(~70kPa)の作用を利用して、マイクロチャネルとリザーバのネットワークを通じて汗を捕捉・移送し、体積評価と化学分析をその場で行うものである(13)。低弾性の生体適合性材料である軟質シリコーンエラストマー(~1MPa)をソフトリソグラフィで加工し、マイクロ流体構造体(直径3cm、厚さ700μm)を作製した(図1及び図S1)。この設計では、汗の損失速度と身体への装着位置に応じて、1~6時間の運動の有効作業時間に相当する、~50μLの汗を保持できる(1cm2あたり12~120μL/時間)(32)。伸縮自在のエレクトロニクス技術により、これらのプラットフォームにワイヤレスセンシングとデータ転送機能を直接組み込むことができる。
デバイスは、3つのサブシステムの多層スタックで構成されている。(i)汗の収集領域を定義する微細加工開口部を備えた皮膚適合性粘着層、(ii)汗の量と化学組成の定量分析用に色反応性材料で満たされた柔らかいマイクロ流体チャネルとリザーバの密封されたコレクション、(iii)外部無線デバイスとのインターフェース用に磁気ループアンテナと関連する近距離無線通信(NFC)電子機器(図1A)である。医療用アクリル粘着フィルムは、毛髪の多い部位や汗のある部位でも皮膚になじみ、刺激なく安定した強度でシームレスな粘着力(~5.7N)を確保するす(図S2)。この粘着接着剤は、Tegaderm(1.02N)など一般的な医療用接着剤(33)と比較して約5倍の接着力を示した。この層の薄い形状(25μm)と低い弾性率(~17kPa)は、皮膚の変形時に応力を解放し(図S2)、快適さと長期間の装着性を促進した。開口部は、汗を採取する領域(直径3mm、~10個の汗腺に対応)(34)を定義し、そこから汗が上にある柔らかいマイクロ流体システムの入口領域に通過することができた(図1B)。流体の流れを促進する圧力は、汗腺自体の作用から生じ、マイクロチャネルとその中に埋め込まれた材料における毛細管効果によって補助される。粘着層の適応する接触は、規定された開口部の外側に位置する領域からの汗の横流れを抑制し、採取領域からの流体を汗のサンプルが支配するようにした(図S3)。
マイクロ流体システムは、適切な浮き彫り形状(深さ300μm)の底部ポリジメチルシロキサン(PDMS)層(厚さ500μm)に、比色分析用の試薬を充填したものである(図1A及びB)。PDMSのトップキャップ層がシールとして機能した(厚さ200μm)。このレイアウトでは、4つの円形チャンバー(直径4mm)を独立した分析用リザーバとし、クロストークを防ぎ、外周を円形の蛇行チャネルで取り囲んだ。このチャネルと各リザーバは、別々のガイドチャネルによって、皮膚粘着層の開口部(直径3mm)と空間的に整列した穴セグメント(直径0.5mm)に接続されていた(図1B及びC)。流体の流れを妨げる背圧を避けるため、すべてのチャネルとリザーバは、デバイスの上側エッジで終端する出口マイクロ流体チャネル(幅100μm)に接続した(図1B)。リザーバ内の定量的比色分析試薬は、酵素反応又は発色反応により、pH並びにグルコース、乳酸及び塩化物を含む選択された必須マーカーの濃度を評価することが可能であった。そのため、現在のデバイスに搭載されている測色方式では、分析対象物の濃度変化をリアルタイムで追跡することはできなかった。蛇行したチャネルに水反応性の発色試薬があれば、汗で満たされた程度を測定でき、全体の発汗量や体積に換算することができる。
PDMSの特別に調合されたバージョンは、光学的透明性、マイクロ流体システムへのパターン形成の容易さ、生体適合性、良好な力学(低弾性率、約145 kPa、高弾性、最大200%の破断歪み)など、この用途にとって魅力ある物理特性を備えている(35)。柔らかい力学特性と薄い形状により、表皮エレクトロニクスで確立された原理と同様の原理で、柔らかく刺激のない皮膚との親密な接触が可能になった(2, 36)。図1Eに示す有限要素解析(FEA)による歪み・応力分布とそれに対応する光学画像の結果は、支持体となるファントム皮膚サンプル(皮膚と同様の機械的特性を示すPDMS基板)に様々な機械的歪みを与えた際の代表的なデバイスの変形を示す。デバイス/ファントム皮膚界面における最大法線応力及び最大せん断応力は、皮膚の~30%伸張中の力の体性感覚知覚の閾値(20kPa)をはるかに下回った(図S4)(37)。これらのエラストマー製マイクロ流体デバイスの有効弾性率は約0.16MPaで、ヒトの皮膚や以前に報告された表皮デバイス(37、38)と同程度であった。
集積エレクトロニクスは、スマートフォンなどの一般的なプラットフォームを使って、外部のコンピュータやデジタル分析システムとのワイヤレスインターフェースを可能にする。我々の技術は、NFC方式を利用して、このような外部デバイス上で画像キャプチャや分析ソフトウェアを起動したり、内蔵センサーから温度を読み取ったりする(動画S1及びS2)。全体的な設計により、これらの伸縮自在の電子システムは、柔らかいマイクロ流体構造やデバイス全体の機械的特性を大きく変えることなく、物理的な変形を受けながら動作することを可能とした。FEAの結果、すべての負荷条件において、銅層の最大歪みは弾性限界(0.3%)未満であることが実証された(図S5)(39)。デバイスプラットフォーム上部の基準マーク(図 1B)には、任意の照明条件下で正確な色抽出を可能にするため、カラーバランス用の白丸と黒十字が含まれている(図S6)。また、十字は画像から位置と向きを判断するのに役立った(図S7)。)
(引1-イ)「Microfluidic sweat capture and quantitative colorimetric analysis
Quantitative in vitro testing of microfluidic performance involved a simple, artificial sweat pore system (Fig. 2, E and F, and fig. S10) to mimic human eccrine sweat glands (42), consisting of a perforated PI membrane (pores with diameter 60 μm, ~100 pores per cm2) mounted in a fixture with an underlying fluid reservoir connected to a syringe pump. A device (0.07 cm2 of harvesting surface area) laminated on the perforated membrane captured dyed water pumped at 5.5 μl/hour (Fig. 2G), demonstrating the first step in quantitative analysis of liquid uptake (movie S3). As shown in movie S3, the experimentally determined harvested liquid volume in the channel is consistent with the input volume introduced by the syringe pump and with linear hydrodynamic flow in the microfluidic channel. The experiments revealed negligible loss of water vapor and no fluid leakage under these conditions.
Regarding device design, three factors determine the resolution in determination of sweat rate: (i) the rate of fluid flow into the reservoirs and the serpentine channel, (ii) the harvesting area, and (iii) the time and spatial resolution of the camera system and image analysis software. For a device layout with harvesting area (~10 mm2), the human studies presented subsequently showed volumetric sweat harvesting rates of ~1.2 to 12 μl/hour, corresponding to linear filling rates of ~0.07 to 0.7 mm/min along the serpentine channels. The reservoirs fill within ~0.3 to 3.2 hours at these sweating rates, with times that scale linearly with reservoir volume. Decreasing the cross-sectional area of the channel increases the filling rate proportionally. For image capture once every 5 min, a spatial resolution of ~0.35 to 3.5 mm can easily resolve changes in the positions of the fluid fronts, providing 12 data points within a ~60-min timeframe (13).
The colorimetric sensing approach allowed simple, rapid quantitative assessment of instantaneous rate and total volume of sweat loss, the pH, as well as the concentration of chloride, lactate, and glucose in the sweat (Fig. 3A). The first parameters relate to thermal regulation and dehydration, where continuous monitoring yields important information of relevance to electrolyte balance and rehydration (43). In the orbicular serpentine channel, cobalt (II) chloride (that is, CoCl2) contained in a coating of a polyhydroxyethylmethacrylate (pHEMA) hydrogel matrix served as a colorimetric indicator. As sweat entered the channel, the anhydrous cobalt (II) chloride chelated with water to form hexahydrate cobalt chloride (CoCl2・6H2O), generating a change in color from deep blue (λmax = 657) to pale purple (λmax = 511) (Fig. 3B). The position of the leading edge that defines this color change, along with the dimensional characteristics and geometry of the channel, yields quantitative information on the sweat rate and volume. Owing to the thin layer (~25 μm) coated on the channel wall and the hydrophilic properties of the pHEMA hydrogel matrix, the hydrodynamics of flow within the channel were not influenced during conditions of momentary flow (fig. S11, A to D). The sweat could, however, continue to travel slowly through the channel by spontaneous internal flow (0.68 μl/hour), with the possibility of a ~2% reading error (fig. S11, E and F). This artifact does not occur in channels without the hydrogel; its effect could be eliminated, for practical purposes, by patterning the hydrogel into short segments (fig. S12).
Four different paper-based colorimetric chemical assays resided in the central reservoirs. The cellulose matrices in each reservoir could be filled with as little as 5 to 10 μl of sweat sample. The color changes occurred on timescales of <1 min (movie S4). The concentration of lactate in sweat is an indicator of exercise intolerance and tissue hypoxia (44, 45). Enzymatic reactions between lactate and co-factor NAD+ (nicotinamide adenine dinucleotide) by lactate dehydrogenase and diaphorase induce a change in color of a chromogenic reagent (that is, formazan dyes). The formulation of enzyme and dyes in the detection cocktail solution ensured a dynamic range compatible with human sweat. The color change in the detection reservoir correlated with the concentration of lactate throughout the relevant range expected in sweat (1.5 to 100 mM) (Fig. 3C) (13, 46, 47).
Glucose concentration could also be analyzed by an enzymatic reaction (Fig. 3D). Glucose oxidase physically immobilized in a cellulose matrix produces hydrogen peroxide associated with oxidation of glucose and reduction of oxygen. After this reaction, iodide oxidizes to iodine by peroxidase, to yield a change in color from yellow (iodide) to brown (iodine), to an extent defined by the concentration of glucose (48, 49). We note that glucose concentration in sweat is typically one order of magnitude lower than in plasma; the range of sensitivity in the reported devices could diagnose hyperglycemia, for example, limit of detection (LOD) = ~200 μM (fig. S13) (50). Further development of colorimetric chemistries based on enzymatic reactions and/or enzyme-mimetic nanomaterials could improve the LODs (51, 52). Similarly, creatinine, a vital marker of hydration status and renal function, was detected in sweat using a mixture of enzymes (creatininase, creatinase, and peroxidase) and a corresponding responsive dye (4-aminophenazone) (Fig. 3E) (53).
In sweat, pH is often considered an index of hydration state. The concentration of chloride ions serves as a marker of cystic fibrosis and altered electrolyte levels correspond to a sodium ion imbalance (17). A universal pH indicator that includes dyes such as bromothymol blue, methyl red, and phenolphthalein yielded colorimetric responses over a medically relevant range (pH 5.0 to 7.0) (Fig. 3F). Colorimetric detection of chloride involved competitive binding between Hg2+ and Fe2+ with 2,4,6-tris(2-pyridiyl)-s-triazine (TPTZ). In the presence of chloride ions, iron ions (Fe2+) bind with TPTZ, whereas Hg2+ participates as HgCl2, thereby inducing a change in color from transparent to blue as shown in Fig. 3G. Although PDMS is known to have some permeability to water and certain small molecules, the colorimetric responses in these devices are unaffected for most practical applications due to the relevant operational timescale and the analyte chemistries used (Fig. S14).」(6頁28行~8頁18行)
(当審訳:マイクロ流体による汗の捕捉と定量的比色分析
マイクロ流体性能の定量的 in vitro 試験には、ヒトのエクリン汗腺(42)を模倣した単純な人工汗孔システム(図2E及びF並びに図S10)を使用した。これは、シリンジポンプに接続した下層の液体リザーバを持つ固定装置に取り付けられた、多孔質PIメンブラン(直径60μmの孔、1cm2 あたり~100孔)で構成されている。多孔質膜上に積層したデバイス(採取表面積0.07cm2)が、5.5μl/hourで汲み上げた染料水を取り込み(図2G)、液体取り込みの定量分析の最初のステップを示した(動画S3)。動画S3に示すように、実験的に決定されたチャネル内の収穫された液体量は、シリンジポンプによって導入された入力量及びマイクロ流体チャネル内の線形流体力学的流れと一致する。実験では、この条件下で水蒸気の損失は極僅かであり、液体の漏れはないことが明らかになった。
デバイスデザインにおいて、3つの要素により発汗速度決定の解像度が決定される。(i)リザーバと蛇行した流路への流体流入速度、(ii)採取面積、(iii)カメラシステムと画像解析ソフトの時間及び空間分解能である。採取面積(~10mm2)のデバイスレイアウトの場合、その後発表されたヒトの研究では、1.2~12μl/時間の体積汗採取速度を示し、これは蛇行チャネルに沿って0.07~0.7mm/分の直線充填速度に相当する。この発汗速度では、リザーバは0.3~3.2時間以内に充満し、その時間はリザーバ容積に比例して増加する。流路の断面積を小さくすると、充填速度もそれに比例して速くなる。5分に1回の画像撮影では、約 0.35~3.5mmの空間分解能で液面の位置の変化を容易に把握することができ、約60分の時間枠で12のデータポイントを提供できる(13)。
この測色法は、汗の瞬時量と総量、pHと同様に、汗中の塩化物、乳酸及びグルコースの濃度を簡単かつ迅速に定量的に評価することができる(図3A)。最初のパラメータは、体温調節と脱水に関するもので、継続的なモニタリングにより、電解質バランスと水分補給に関連する重要な情報を得ることができる(43)。軌道蛇行チャネルでは、ポリヒドロキシエチルメタクリレート(pHEMA)ハイドロゲルマトリックスのコーティングに含まれる塩化コバルト(II)(つまりCoCl2)が、比色インジケーターの役割を果たした。汗が流路に入ると、無水塩化コバルト(II)が水とキレート結合して6水和塩化コバルト(CoCl2・6H2O)を形成し、色が濃い青(λmax=657)から淡い紫(λmax=511)へと変化した(図3B)。この色の変化を定義する最先端部の位置は、チャネルの寸法特性や形状とともに、発汗速度と体積に関する定量的な情報をもたらす。チャネル壁面にコーティングされた薄い層(~25μm)とpHEMAハイドロゲルマトリックスの親水性により、チャネル内の流れの流体力学は、瞬間的な流れの条件下では影響を受けなかった(図S11A~D)。しかし、汗は自発的な内部流動(0.68μl/時間)によりチャネル内をゆっくりと移動し続け、約2%の読み取り誤差が生じる可能性があった(図S11E及びF)。このアーチファクトは、ハイドロゲルのないチャネルでは発生しない。その効果は、ハイドロゲルを短いセグメントにパターニングすることで実用上排除することができる(図S12)。
中央のリザーバには、4種類の紙ベースの比色化学分析計が設置されている。各リザーバ内のセルロースマトリックスには、僅か5~10μlの汗のサンプルを入れることができる。色の変化は、1分以内の時間スケールで起こった(動画S4)。汗中の乳酸濃度は、運動不耐性や組織低酸素の指標となる(44, 45)。乳酸脱水素酵素とジアホラーゼによる乳酸と補酵素NAD+(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)の酵素反応により、発色試薬(すなわちホルマザン色素)の色の変化が引き起こされる。検出用カクテル液に酵素と色素を配合することで、ヒトの汗に適合するダイナミックレンジを確保した。検出用リザーバの色の変化は、汗で予想される関連範囲(1.5~100 mM)全体にわたって乳酸の濃度と相関していた(図3C)(13、46、47)。
グルコース濃度も、酵素反応によって分析することができる(図3D)。セルロースマトリックスに物理的に固定化されたグルコースオキシダーゼは、グルコースの酸化と酸素の還元に伴い過酸化水素を生成する。この反応の後、ヨウ化物がペルオキシダーゼによってヨウ素に酸化され、黄色(ヨウ化物)から茶色(ヨウ素)へと、グルコースの濃度に応じた色の変化が生じる(48, 49)。汗中のグルコース濃度は、通常、血漿中よりも1桁低いことに注目した。報告されたデバイスの感度範囲は、例えば、検出限界(LOD)=~200μM(図S13)(50)のように、高血糖を診断することが可能であった。酵素反応及び/又は酵素模倣ナノ材料に基づく比色化学の更なる開発により、LODが改善される可能性がある(51、52)。同様に、水分補給状態と腎機能の重要なマーカーであるクレアチニンは、酵素(クレアチニナーゼ、クレアチナーゼ、ペルオキシダーゼ)の混合物と対応する応答性色素(4-アミノフェナゾン)を用いて汗で検出された(図3E)(53)。
汗の場合、pHはしばしば水和状態の指標とされる。塩化物イオンの濃度は嚢胞性線維症の指標となり、電解質レベルの変化はナトリウムイオンの不均衡に対応する(17)。ブロモチモールブルー、メチルレッド、フェノールフタレインなどの色素を含む万能pH指示薬は、医学的に適切な範囲(pH5.0~7.0)で比色反応を示した(図3F)。塩化物の比色検出には、Hg2+とFe2+が2,4,6-トリス(2-ピリジル)-s-トリアジン(TPTZ)と競合的に結合することが必要である。塩化物イオンが存在すると、鉄イオン(Fe2+)はTPTZと結合するが、Hg2+はHgCl2として参加し、図3Gに示すように透明から青色に変色を起こす。PDMSは水や特定の小分子に対してある程度の透過性を持つことが知られているが、これらのデバイスにおける比色反応は、関連する動作時間スケールと使用する分析対象物の化学的性質により、ほとんどの実用的な用途で影響を受けない(Fig.S14)。)
(引1-ウ)「Human testing of the skin-mounted sweat sensor
The first demonstration involved nine human subjects with devices mounted on two different body locations (lower back and volar forearm, Fig. 5B) and with two different harvesting areas (size of the opening in the adhesive shown in Fig. 5A) during intermediate-level activity on cycle ergometers under controlled temperature (38℃) and 50% relative humidity conditions. We compared the performance of the device in situ to conventional procedures that use absorbing pads applied onto the skin with subsequent weighing and laboratory-based analyses, such as spectrophotometry.」(9頁5~12行)
(当審訳:皮膚装着型汗センサーのヒト試験
最初のデモンストレーションでは、9名の被験者が、温度(38℃)と相対湿度50%を制御した条件下で、サイクルエルゴメーターによる中程度の運動中に、2つの異なる体の位置(背中下部と前腕掌部、図5B)に2つの異なる採取面積(図5Aに示す粘着層の開口部のサイズ)のデバイスを装着して、実験を行った。我々は、このデバイスのその場検出の性能を、皮膚に吸収パッドを貼り、その後に計量及び分光光度計などの実験室ベースの分析を使用する従来の手順と比較した。)
(引1-エ)「DISCUSSION
The epidermal microfluidic devices introduced here represent versatile platforms for evaluating athletic performance and monitoring health and disease status. The reported embodiments can detect sweat volume and rate, as well as several key markers including glucose, creatinine, lactate, chloride, and pH. Compared to previously described technologies for sweat analysis consisting of porous materials and fabrics or hydrogels as fluidic interfaces, our systems are unique in their use of fully integrated, soft microfluidics consisting of a network of functionalized channels and reservoirs for sweat capture, routing, and storage with spatially separated regions for analysis. By exploiting advanced concepts in microfluidic total analysis systems and lab-on-a-chip technologies and integrating skin-conformal electronics, our devices have the potential to provide further quantitative modes of use beyond opportunities afforded by the embodiments reported here or by other approaches. In addition to systematic investigations of the key engineering aspects and design parameters, initial studies demonstrated practical utility through tests on nine volunteers during moderate-intensity exercise in controlled conditions, with correlation of measured results to standard methods based on absorbent pads and laboratory chemical analyses. Evaluations on 12 cyclists during high-intensity physical exertion revealed real-word performance without loss of adhesion, leakage of fluids or other modes of failure, and without discomfort or irritation at the device/skin interface.
The soft mechanical properties, biocompatible constituent materials, digitally analyzable colorimetric responses, and overall careful optimization of structural, evaporative and fluidic properties are integral to the effectiveness of these devices and differentiate them from other sweat analysis technologies. Future opportunities could explore the use of these technologies for real-time, in situ sweat analysis and as storage vehicles for ex situ laboratory evaluation. In this latter context, it is important to note that we observed that the microfluidics structures described here can hold captured sweat for ~125 hours upon removal from the skin and sealing of the open channels (~75 hours without sealing) with negligible deterioration of colorimetric analysis. These possibilities, together with the development of on-board stretchable electronics for electrochemical biosensing, represent important directions of future research.」(10頁3~32行)
(当審訳:検討
ここで紹介する表皮マイクロ流体デバイスは、運動能力の評価や健康状態・疾患状態のモニタリングのための多用途プラットフォームである。報告された実施形態は、汗の量と速度、同様にグルコース、クレアチニン、乳酸、塩化物及びpHを含むいくつかの重要なマーカーを検出することができる。多孔質材料や布、ハイドロゲルを流体インターフェースとして使用する、これまでに報告された汗分析技術と比較して、我々のシステムは、分析用の空間的に分離した領域からなる汗の捕捉、移動及び保存のための、機能化チャネルのネットワークとリザーバからなら完全統合型のソフトマイクロ流体工学を使用している点が特徴である。マイクロ流体システム及びラボオンチップ技術の高度な概念を利用し、皮膚に適合した電子機器を統合することにより、我々のデバイスは、ここで報告された実施形態や他のアプローチによる機会を超えて、更なる定量的使用モードを提供する可能性を持っている。主要な工学的側面と設計パラメータの体系的な調査に加え、初期の研究では、制御された条件下で中程度の強度の運動中に9名のボランティアを対象とした試験を通じて実用性を実証し、吸収パッドと実験室の化学分析に基づく標準方法と測定結果の相関性を確認した。また、12名のサイクリストによる高強度の運動時の評価では、粘着力の低下、液体の漏れ、その他の故障モードがなく、デバイスと皮膚の界面における不快感や刺激もない、現実的な性能が示された。
柔らかい機械的特性、生体適合性のある構成材料、デジタル分析可能な比色反応、構造・蒸発・流体特性の全体的な慎重な最適化は、これらのデバイスの有効性に不可欠であり、他の汗分析技術との差別化を図っている。将来的には、これらの技術をリアルタイムの現場での汗の分析に使用したり、実験室での現場外評価のための保存容器として使用したりすることが考えられる。後者の場合、ここで述べたマイクロ流体構造では、皮膚から取り出して流路を密閉すると、捕捉した汗を約125時間保持でき(密閉しない場合は約75時間)、比色分析の劣化は極僅かであることが確認されている。これらの可能性は、電気化学的バイオセンシングのための伸縮自在の電子機器の開発とともに、今後の研究の重要な方向性を示している。
現在のデバイスの限界は、主に、適切な濃度範囲でのマーカーの正確な比色分析に利用可能な化学試薬の範囲にある。特定の臨床診断や不正薬物使用の検出など、幅広い用途を想定した酵素反応や発色剤を含むように比色方式を拡張する可能性がある。しかし、今回報告されたマイクロ流体チャネル/リザーバデザインは、マーカー濃度検出の時間依存性変化に関する情報を提供するように、容易に設計することはできない。したがって、このような汗の化学的性質の時間的追跡のための高度な電子的又は非電子的戦略が注目されている。別のアプローチとして、空間的に異なるリザーバに時間依存的に汗をサンプリングし、別々に分析できるマイクロ流体設計がある。いずれの場合も、デジタル画像キャプチャ分析が、シンプルで「ワイヤレス」な定量化の手段となる。直接電子的な読み出しは、表皮電源又は無線電力伝送方式が有用である場合、さらなる可能性を示す。現実的で厳しい使用シナリオでの精度を実証するために、さらなるフィールドスタディが必要である。)
(引1-オ)「Fabrication of epidermal microfluidic devices with integrated electronics for colorimetric sweat analysis
Standard soft lithographic techniques enabled fabrication of epidermal microfluidic devices (56). Briefly, casting and curing PDMS against lithographically prepared molds yielded solid elastomers with features of relief on their surfaces. Bonding separate pieces of PDMS formed in this manner defined sealed microfluidic channels and containment reservoirs. Mechanical punches created openings to define the inlets for sweat collection. A separate, double-sided thin adhesive layer with matching holes bonded to the bottom surface of the device on one side and to the skin on the other. As an option, separately fabricated thin electronic systems with open architectures were mounted on the top surface. For colorimetric analysis, the chromogenic reagents for detecting glucose (a mixture of glucose oxidase, horseradish peroxidase, trehalose, and potassium iodide in sodium citrate buffer solution), lactate (D-Lactase Assay Kit; Sigma-Aldrich), chloride [chloride detection reagent (Chloride Assay Kit; Sigma-Aldrich) titrated with Hg(SCN)2], and pH [universal pH indicator solution (Ricca Chemical Company)] were spotted onto filter paper and inserted into containment reservoirs. Cobalt chloride dissolved in pHEMA hydrogel served as a sensor of water in the serpentine channels. Complete fabrication and colorimetric analysis details are provided in the Supplementary Materials.」
(当審訳:比色汗分析のための電子回路を集積化した表皮マイクロ流体デバイスの作製
標準的なソフトリソグラフィ技術により、表皮マイクロ流体デバイスを作製することができた(56)。簡単に説明すると、リソグラフで作成した型に対してPDMSをキャストして硬化させると、表面に浮き彫りの特徴を持つ固体エラストマーが得られる。このようにして形成された別々のPDMS片を接着することで、密閉されたマイクロ流体チャネルと収容リザーバが形成される。機械的なパンチで、汗を集めるための入口を定義する開口部を形成した。穴の開いた両面接着剤層は、片方はデバイスの底面に、もう片方は皮膚に接着させた。オプションとして、オープンアーキテクチャの薄型電子システムを別途製作し、上面に取り付けた。測色分析には,グルコース(クエン酸ナトリウム緩衝液中のグルコースオキシダーゼ、西洋わさびペルオキシダーゼ、トレハロース及びヨウ化カリウムの混合物)、乳酸(D-ラクターゼ分析キット;Sigma-Aldrich)、塩化物[Hg(SCN)2で滴定した塩化物検出試薬(塩化物分析キット;Sigma-Aldrich)]、pH[万能pH指示薬溶液(Ricca Chemical Company)]をろ紙上にスポットして格納リザーバに挿入した。pHEMAハイドロゲルに溶解した塩化コバルトは、蛇行したチャネル内の水のセンサーとして機能した。完全な作製と比色分析の詳細は、補足資料に記載されている。)
(引1-カ)「
[図:0001395773000001.jpg]
Fig. 1. Schematic illustrations, optical images, and theoretical stress modeling of an epidermal microfluidic biosensor integrated with flexible electronics for sweat monitoring
(A) Schematic illustration of an epidermal microfluidic sweat monitoring device and an enlarged image of the integrated near-field communication (NFC) system (inset). (B) Illustration of the top, middle, and back sides of the device. The reference color (white and black) markers are on the top side, along with the NFC electronics. The microfluidic channels with colorimetric assay reagents (water, lactate, chloride, glucose, and pH) are in the middle. The bottom side consists of a uniform layer of adhesive bonded to the bottom surfaces of the PDMS-enclosed microchannels, with openings that define sweat access and inlets that connect to these channels. (C) Cross-sectional diagrams of the cuts defined by the dashed lines (a) and (b) shown in the top side illustration in (B). (D) Optical image of a fabricated device mounted on the forearm. (E) FEA results of stress distribution associated with the devices on phantom skin (PDMS) and respective optical images under various mechanical distortions: stretching at 30 % strain, bending with 5 cm radius, and twisting.」(16~17頁)
(当審訳:図1 汗モニタリングのためのフレキシブル電子回路を統合した表皮マイクロ流体バイオセンサーの模式図、光学画像及び理論的応力モデリング
(A)表皮マイクロ流体汗モニタリングデバイスの模式図と、内蔵された近距離無線通信(NFC)システムの拡大図(挿入図)。(B)デバイスの上面、中間部、裏面の説明図。基準色(白と黒)マーカーは、NFC 電子回路とともに上面にある。比色試薬(水、乳酸、塩化物、グルコース及びpH)を含むマイクロ流体チャネルは中間部にある。底面は、PDMSで囲まれたマイクロチャネルの底面に接着された均一な粘着層で構成されており、汗のアクセスとこれらのチャネルに接続する流入口を規定する開口部がある。(C)(B)の上面説明図に示した破線(a)及び(b)で定義される切り口の断面図である。(D)製作したデバイスを前腕に装着した状態の光学画像。(E)ファントム皮膚(PDMS)上のデバイスの応力分布のFEA結果と、様々な機械的歪みに対応した光学画像:30%歪みでの伸張、半径5cmでの曲げ、及びねじり。)
イ 引用文献1に記載された発明
(ア)上記(引1-ア)の「マイクロ流体システムは、・・・4つの円形チャンバー(直径4mm)を独立した分析用リザーバとし、・・・リザーバ内の定量的比色分析試薬は、酵素反応又は発色反応により、pH並びにグルコース、乳酸及び塩化物を含む選択された必須マーカーの濃度を評価することが可能であった。」との記載、及び上記(引1-エ)の「ここで紹介する表皮マイクロ流体デバイスは、運動能力の評価や健康状態・疾患状態のモニタリングのための多用途プラットフォームである。報告された実施形態は、汗の量と速度、同様にグルコース、クレアチニン、乳酸、塩化物及びpHを含むいくつかの重要なマーカーを検出することができる。」との記載から、引用文献1に記載された「表皮マイクロ流体デバイス」は、汗に含まれるマーカーを検出するために用いるものであることが読み取れる。
(イ)上記(引1-カ)の図1から、「表皮マイクロ流体デバイス」は円盤状の形態であること、4つの分析用リザーバには、異なる定量的比色分析試薬が充填され、それぞれグルコース、乳酸、塩化物及びpH検出用であることが見て取れる。
(ウ)上記(引1-ア)に記載された「軟質表皮マイクロ流体デバイス」及び「エラストマー製マイクロ流体デバイス」、上記(引1-エ)に記載された「表皮マイクロ流体デバイス」、上記(引1-オ)に記載された「表皮マイクロ流体デバイス」並びに上記(引1-カ)に記載された「表皮マイクロ流体バイオセンサー」及び「表皮マイクロ流体汗モニタリングデバイス」は、いずれも同じデバイスを表すものと解されるから、以下では記載を「表皮マイクロ流体デバイス」に統一する。
(エ)上記(引1-ア)に記載された「皮膚適合性粘着層」及び「皮膚粘着層」は同じ層を表すものと解されるから、以下では記載を「皮膚適合性粘着層」に統一する。
(オ)上記(ア)ないし(エ)を踏まえると、上記(引1-ア)ないし(引1-カ)の記載から、引用文献1には、
「表皮マイクロ流体デバイスを用いて汗に含まれるマーカーを検出する方法であって、
表皮マイクロ流体デバイスは、運動能力の評価や健康状態・疾患状態のモニタリングのための多用途プラットフォームであり、(i)汗の収集領域を定義する微細加工開口部を備えた皮膚適合性粘着層、(ii)汗の量と化学組成の定量分析用に色反応性材料で満たされた柔らかいマイクロ流体チャネルとリザーバの密封されたコレクション、(iii)外部無線デバイスとのインターフェース用に磁気ループアンテナと関連する近距離無線通信(NFC)電子機器の3つのサブシステムの多層スタックで構成される円盤状の形態であり、
マイクロ流体システムは、適切な浮き彫り形状(深さ300μm)の底部ポリジメチルシロキサン(PDMS)層(厚さ500μm)に、比色分析用の試薬を充填したものであり、PDMSのトップキャップ層がシールとして機能し、4つの円形チャンバー(直径4mm)を独立した分析用リザーバとし、クロストークを防ぎ、外周を円形の蛇行チャネルで取り囲み、このチャネルと各リザーバは、別々のガイドチャネルによって、皮膚適合性粘着層の開口部(直径3mm)と空間的に整列した穴セグメント(直径0.5mm)に接続され、リザーバ内の定量的比色分析試薬は、リザーバごとに異なるものであり、それぞれ酵素反応又は発色反応により、pH並びにグルコース、乳酸及び塩化物を含む選択された必須マーカーの濃度を評価することが可能であり、塩化物イオンの濃度は嚢胞性線維症の指標となり、
表皮マイクロ流体デバイスを被験者の背中下部と前腕掌部に装着し、表皮マイクロ流体デバイスは、皮膚に密着して適合し、毛細管現象と発汗に伴う自然圧(~70kPa)の作用を利用して、マイクロチャネルとリザーバのネットワークを通じて汗を捕捉・移送し、体積評価と化学分析をその場で行う、
方法。」
の発明(以下「引用発明」という。)が記載されていると認められる。
ウ 原査定の拒絶の理由で引用された本願の優先日前に頒布された刊行物である特表2002-519641号公報(以下「引用文献2」という。)には、以下の記載がある。
(引2-ア)「【0002】
これは、体液(汗を含む)中に存在する、グルコース、重金属、および濫用化合物のような分析物のサンプリングのための非侵襲性の方法および装置の分野に、一般的である。」
(引2-イ)「【0014】
「Band-Aid」汗パッチは、薬剤使用(例えば、コカイン)をモニターするためにも、ヒトの臨床研究において試験されてきた(BurnsおよびBaselt、1995)。セルロ-スベースのパッチが、7日間汗を収集し、そして実質的なコカイン濃度が、パッチにおいて検出された。しかし、定量的な解釈は、「技術の現状の能力」を超えていた(BurnsおよびBaselt、1995)。この汗パッチは、Sudormed,Inc.によって開発され、その後、Pacific Biometrics,Inc.(Lake Forest、CA)から得た。」
(引2-ウ)「【0017】
(発明の要旨)
重金属およびコカインのような化学物質、ならびに血中グルコースのような分析物の、非侵襲性の抽出および/または検出のための方法ならびに装置を開発した。N-メチルピロール、または類似したピロリドンあるいはその混合物などの試薬を含むパッチまたはヒドロゲルは、表皮および/または毛を通して測定される、化学物質または分析物を抽出するために使用される。この方法は、比較的一定した血液濃度で一般に存在する分析物の検出に有用である。この方法は、鉛、リチウム、銅、鉄のような重金属の検出に、特に有用であり、そして、薬剤および代謝分析物の両方の抽出に有用であることが、実証された。好ましい実施態様において、この方法は、水溶液中の水混和溶媒N-メチルピロリドン(NMP)の使用に関係し、この水溶液は、吸収性パッドまたはヒドロゲルと合わせられる。この吸収性パッドを、定められた時間の間、皮膚の上に置き、取り除き、そして次いで、目的の物質に対して分析する。分析方法はまた、目的の化学物質の抽出およびインサイチュでのアッセイの両方を実施するために、吸収性パッドの一部としても組み込まれ得る。実施例は、鉛、コカイン、グルコース、およびアセトアミノフェン(acetominophen)の測定を示し、抽出され得る非常に広範囲の物質を示す。比較例は、同じ結果を、ジメチルスルホキシド(DMSO)のような他の試薬を使用すると、得ることができないことを示す。」
エ 本願の優先日前に頒布された刊行物である特開平10-62420号公報(以下「引用文献3」という。)には、以下の記載がある。
(引3-ア)「【0021】本発明における適切な分析物は、すべての免疫学的に検出可能な物質、特に抗原およびハプテンである。本発明は薬物、例えばコカイン、モルヒネ、ヘロイン等の検出に特に適している。この点で、分析物は拭うべき表面の上に分子として、または粒子形態で、または粒子に吸着されて存在しうる。」
(引3-イ)「【0042】本発明の方法の感受性は、先行技術に記述されている方法の感受性よりも驚くほど有意に高い。サンプル採取エレメントの分析物を拭って試験片に移す効率は、予想に反して非常に大きく、この方法を用いるなら絶対量10 ng までの分析物、特に薬物を検出することができる。この方法は取り扱い工程の数が非常に少なくてすみ、また結果は非常に迅速に、かつ単純な手段で測定できる。特に驚くべきことは、身体の領域内または領域上に極く少量存在する分析物、特に汗または唾液等の体液中の薬物を測定することができるという事実である。取り扱い工程中は測定すべき分析物と接触しえない身体の領域からサンプルを採取することにより、試験結果が得られたならば分析物が体内に導入されたか否かを決定することができる。」
オ 本願の優先日前に頒布された刊行物である特開2000-241353号公報(以下「引用文献4」という。)には、以下の記載がある。
(引4-ア)「【0016】ここで、本実施の形態で用いる、メタンフェタミンの濃度の測定原理ついて、説明する。抗体(抗メタンフェタミン抗体)とその疑似抗原である抗原標識色素を反応させると、抗体と抗原標識色素が結合することにより、抗原標識色素単独での蛍光色素よりも蛍光強度が増加する。例えば、抗原標識色素が化1で表されるものであり、抗体と抗原標識色素が結合したものに、600nmの波長の照射光で照射する場合、照射光によって励起される蛍光の波長は660nmとなり、その蛍光強度は、抗原標識色素単独での蛍光強度よりも、約45%増加する。これにメタンフェタミンを加えると、抗原標識色素より抗体に対するアフィニティーの高いメタンフェタミンが、抗原標識色素と置換して抗体と結合する。そうなると、抗原標識色素は再び単独となり、その蛍光強度が減少する。したがって、メタンフェタミンの濃度に応じて、蛍光強度の減少量が決まるので、予めこの関係を調べておき、蛍光強度の減少量を測定することによって、メタンフェタミンの濃度を求めるものである。」
(引4-イ)「【0038】なお、本実施の形態における溶液測定装置は、本発明の被測定溶液として体液(血液、尿、汗等)を対象として、本発明の特定成分としてメタンフェタミンの濃度を測定する装置であるとして説明したが、これに限るものではなく、例えば、被測定溶液としては粉末サンプルの水溶液であってもよいし、特定成分はコカインであってもよい。特定成分がコカインの場合の一例として、本発明の第1の特定物質として抗コカイン抗体を、本発明の第2の特定物質として化2で表される抗原標識色素を用いる場合が挙げられる。この場合の照射光の波長は、530nm、照射光によって励起される蛍光の波長は、590nmとなる。この場合も、メタンフェタミン濃度の測定と同様に、本発明の補正用物質として、ビタミン類(ビタミンA~K)、単糖類(例:グルコース)、核酸類(グアニン、アデニン、チミン、シトシンなど)、アミノ酸類(例:グリシン、アラニンなど)を初めとする低分子物質を用いた測定系を用いると、これらの測定系は、コカイン測定系に、溶液の温度、透明度等の要因による影響特性が似ているため、本実施の形態の場合と同様に取り扱うことが可能である。
【0039】
【化2】
[図:0001395773000002.jpg]
」
(引4-ウ)「【0041】また、本実施の形態においては、本発明の特定物質は、本発明の第1の特定物質および第2の特定物質であるとして説明したが、これに限るものではなく、例えば、単一の特定物質であり、本発明の特定成分との反応物の蛍光強度の値から、直接、特定成分の濃度を算定できるようなものであってもよい。同様に、本発明の補正用物質も、単一の補正用物質であり、本発明の被測定溶液に溶解または混合して蛍光を発するものであってもよい。」
(引4-エ)「【0044】図5は、本発明の第2の実施の形態における溶液測定装置の全体構成図である。本実施の形態における溶液測定装置は、本発明の被測定溶液として体液(血液、尿、汗等)を対象として、本発明の特定成分としてメタンフェタミンの濃度およびコカインの濃度を測定する装置である。」
カ 本願の優先日前に頒布された刊行物である特表2009-543032号公報(以下「引用文献5」という。)には、以下の記載がある。
(引5-ア)「【0025】
本発明に従って検出できる中毒性の薬物の種類の例としては、カンナビノイド類(例えば、Δ-9-テトラヒドロカンナビノール)、ベンゾジアゼピン類(例えば、ノルジアゼパム(nordiazepan)およびオキサゼパム)、コカインおよびコカイン誘導体又は代謝産物(例えば、コカインおよびベンゾイルエクゴニン(benzoyl ecognine))、アンフェタミン類(例えば、D-アンフェタミンおよび同等物)、メチルアンフェタミン(例えば、MDAおよびMDMA(エクスタシー))、メタドンおよびオピエート類(例えば、モルヒネ)が挙げられる。別の一群の種類の例としては、オピエート類、カンナビノール類、トロパンアルカロイド類、アンフェタミン類、ベンゾジアゼピン類、エルゴリン誘導体およびエタノールアミン類が挙げられる。本発明に従って検出できる中毒性の薬物の具体的な例としては、MDMA(エクスタシー)、γヒドロキシ酪酸、モルヒネ、6-モノアセチルモルヒネ、コカイン、カンナビノール、コデイン、LSD、ケタミンおよびヘロインが挙げられる。
【0026】
特定の態様では、本発明は、「変換物質」を半導体材料とともに用いて、検査試料中の中毒性の薬物の紫外蛍光を肉眼で確認できるようにする。
【0027】
本発明の方法は、典型的に、検査試料を2種類の化合物と、例えば混合により接触させることを伴う。第1の化合物は、紫外線を吸収し、中毒性の薬物が検査試料中に存在する場合に中毒性の薬物により吸収される、放出される紫外線又は波長を生成する。放出された紫外線を吸収した後、中毒性の薬物は、可視線を放出する第2の化合物に吸収される紫外線を放出する。あるいは、第1の化合物の1種類のみが存在してもよい。かかる実施形態で除外された化合物は、上で定義される第1の化合物であっても第2の化合物であってもよい。例えば、本発明は、第1の化合物を使用せずに機能することができ、紫外線の吸収およびその結果として起こる放射線の放出を直接に検査されている中毒性の薬物に頼る。あるいは、検査されている中毒性の薬物が紫外線を照射されると可視波長の光を放出することが公知の場合に(LSDがそのような物質の例である)、第2の化合物を除外してもよい。」
(引5-イ)「【0042】
本発明の方法を用いて、中毒性の薬物、特に麻薬についての迅速かつ簡単な検査、特に路側で用いることのできる検査を提供することができる。便宜には、この検査は唾液試料で実施されてよい。しかし、身体起源のその他の試料(例えば、液体)、例えば哺乳類(例えば、ヒト)の血液、汗又は尿試料を用いてもよいことは当然理解される。」
(引5-ウ)「【0053】
放射線源が上に考察される水銀蒸気ランプである場合、紫外線は暗くされたチャンバの中に254nmのピーク波長で放出される。添加剤(1)が酸化タンタルである場合、この紫外線は酸化タンタルにより吸収される。酸化タンタルは269nm又はそれ以下の波長で紫外線を吸収し、269nmのそのバンドギャップ波長で放出するためである。乱用麻薬は一般に250から300nmの範囲の波長で放射線を吸収するので、この放出された放射線は、存在する場合、前記乱用麻薬により吸収され、その後300から400nmの間の波長で再放出される。添加剤(2)がキニーネである場合、この放出された放射線はキニーネにより吸収される。キニーネが紫外線を吸収するピークレベルは350nm前後であるためである。キニーネは450nm前後の波長で紫外線を放出するため、その結果として可視蛍光が存在することになる。このことは、検査試料中の乱用麻薬の存在を示す。もし乱用麻薬が全く存在しない場合、チャンバ内の酸化タンタルか又は検査試料のいずれによっても、紫外線はキニーネによる吸収、およびその後の放出に適した波長で全く放出されないということになる。
【0054】
そのため、本発明は、蛍光を呈示するか、しないかによって、検査試料中の乱用麻薬およびその他の中毒性の薬物の存在、又はかかる存在の欠如を確定的に示すことができる。感受性に関して、中毒性の薬物は、0.5ppm程度の低い濃度で、例えば0.5から1000ppm、例えば、0.5又は1ppmから100ppmの範囲で検出され得る。
【0055】
図1は、酸化タンタルおよびキニーネを含浸させた紙の上に載せ、前述の実施形態に記載されているものに類似の水銀蒸気ランプからの紫外線に曝露させた、ヘロインおよびベンゾイルエクゴニン(コカインの代謝産物)を含む検査試料により呈示された蛍光を示す。下の2つの試料はカフェインおよび脱イオン水の対照であり、最小の蛍光を示す。」
(3)本件補正発明と引用発明との対比
ア(ア)引用発明の「汗に含まれるマーカー」は、生体内で代謝された物質が汗とともに体外に排出されたものであると解されるから、バイオマーカーである。
したがって、引用発明の「汗に含まれるマーカー」は、本件補正発明の「汗の中のバイオマーカー」に相当する。
(イ)上記(ア)を踏まえると、引用発明の「汗に含まれるマーカーを検出する方法」は、本件補正発明の「汗の中のバイオマーカーの検出のための方法」に相当する。
イ(ア)引用発明の「表皮マイクロ流体デバイス」は、本件補正発明の「表皮マイクロ流体デバイス」に相当する。
(イ)引用発明の「被験者の背中下部と前腕掌部」は、「背中下部と前腕掌部」の「表面」(皮膚)を意味すると解されるから、本件補正発明の「被検体の皮膚」に相当する。
(ウ)上記(ア)及び(イ)を踏まえると、引用発明の「表皮マイクロ流体デバイスを被験者の背中下部と前腕掌部に装着」する工程は、本件補正発明の「表皮マイクロ流体デバイスを被検体の皮膚に付けるステップ」に相当する。
(エ)引用発明の「表皮マイクロ流体デバイスは、皮膚に密着して適合し、毛細管現象と発汗に伴う自然圧(~70kPa)の作用を利用して、マイクロチャネルとリザーバのネットワークを通じて汗を捕捉・移送」することは、「表皮マイクロ流体デバイス」が「皮膚に密着」することにより「皮膚」から放出された「汗」が「表皮マイクロ流体デバイス」の「マイクロチャネル」内に流入することであるから、本件補正発明の「形状適合接触が確立されそれによってデバイスと前記皮膚との間に流体連通をもたら」すことに相当する。
(オ)引用発明の「適切な浮き彫り形状(深さ300μm)の底部ポリジメチルシロキサン(PDMS)層(厚さ500μm)」と「シールとして機能」する「PDMSのトップキャップ層」からなる「マイクロ流体システム」は、「柔らかいマイクロ流体チャネルとリザーバの密封されたコレクション」の「サブシステム」に対応するものであるから、「マイクロ流体システム」を構成する「底部ポリジメチルシロキサン(PDMS)層(厚さ500μm)」は、「柔らかい」ものであり、「可撓性」を有するといえる。
したがって、引用発明の「底部ポリジメチルシロキサン(PDMS)層(厚さ500μm)」は、本件補正発明の「可撓性基板」に相当する。
(カ)引用発明の「底部ポリジメチルシロキサン(PDMS)層(厚さ500μm)」の「穴セグメント(直径0.5mm)」は、「皮膚適合性粘着層の開口部(直径3mm)と空間的に整列」しており、そこから汗が侵入することは明らかである。
したがって、引用発明の「底部ポリジメチルシロキサン(PDMS)層(厚さ500μm)」の「穴セグメント(直径0.5mm)」は、本件補正発明の「前記可撓性基板に設けられた汗流入口」に相当する。
(キ)引用発明の「円形チャンバー(直径4mm)」である「分析用リザーバ」(リザーバ)は、本件補正発明の「リザーバチャンバー」に相当する。
(ク)引用発明の「各リザーバは、別々のガイドチャネルによって、皮膚適合性粘着層の開口部(直径3mm)と空間的に整列した穴セグメント(直径0.5mm)に接続され」ているから、引用発明は、「穴セグメント(直径0.5mm)」から「各リザーバ」まで「別々のガイドチャネル」を通って汗(流体)が移動可能に形成されている。
したがって、引用発明の「別々のガイドチャネルによって、皮膚適合性粘着層の開口部(直径3mm)と空間的に整列した穴セグメント(直径0.5mm)に接続され」ている「4つの円形チャンバー(直径4mm)」である「分析用リザーバ」(リザーバ)は、本件補正発明の「前記汗流入口に流体的に接続される少なくとも1つのリザーバチャンバー」に相当する。
(ケ)上記(ア)ないし(ク)の対比から、引用発明の「表皮マイクロ流体デバイスを被験者の背中下部と前腕掌部に装着」する工程であって、「表皮マイクロ流体デバイスは、皮膚に密着して適合し、毛細管現象と発汗に伴う自然圧(~70kPa)の作用を利用して、マイクロチャネルとリザーバのネットワークを通じて汗を捕捉・移送」することができ、「表皮マイクロ流体デバイス」の「適切な浮き彫り形状(深さ300μm)の底部ポリジメチルシロキサン(PDMS)層(厚さ500μm)」と「シールとして機能」する「PDMSのトップキャップ層」からなる「マイクロ流体システム」は、「柔らかいマイクロ流体チャネルとリザーバの密封されたコレクション」の「サブシステム」であり、「4つの円形チャンバー(直径4mm)を独立した分析用リザーバとし」、「各リザーバは、別々のガイドチャネルによって、皮膚適合性粘着層の開口部(直径3mm)と空間的に整列した穴セグメント(直径0.5mm)に接続され」ている、工程は、本件補正発明の「表皮マイクロ流体デバイスを被検体の皮膚に付けるステップであって、形状適合接触が確立されそれによってデバイスと前記皮膚との間に流体連通をもたらし、前記デバイスは、可撓性基板と、前記可撓性基板に設けられた汗流入口と、前記汗流入口に流体的に接続される少なくとも1つのリザーバチャンバーと、を備える、ステップ」に相当する。
ウ 引用発明の「表皮マイクロ流体デバイス」が「マイクロチャネルとリザーバのネットワークを通じて汗を捕捉・移送」する工程は、本件補正発明の「前記デバイス内で前記被検体からの前記汗を捕集するステップ」に相当する。
エ(ア)引用発明の「化学分析をその場で行う」工程は、「4つの円形チャンバー(直径4mm)を独立した分析用リザーバとし、クロストークを防ぎ」、「リザーバ内の定量的比色分析試薬は、リザーバごとに異なるものであり、それぞれ酵素反応又は発色反応により、pH並びにグルコース、乳酸及び塩化物を含む選択された必須マーカーの濃度を評価することが可能」であるから、pH並びにグルコース、乳酸及び塩化物の濃度の評価を、個別の分析用リザーバ内での定量的比色分析試薬の反応により行うものである。
したがって、引用発明の「化学分析をその場で行う」工程は、本件補正発明の「前記汗の中の1つまたは複数のバイオマーカーの量を識別するか、または定量化するステップであって、前記1つまたは複数のバイオマーカーの各々は、固有のリザーバチャンバー内で識別されるか、または定量化される、ステップ」に含まれる。
(4)そうすると、本件補正発明と引用発明とは、
「汗の中のバイオマーカーの検出のための方法であって、
表皮マイクロ流体デバイスを被検体の皮膚に付けるステップであって、形状適合接触が確立されそれによってデバイスと前記皮膚との間に流体連通をもたらし、前記デバイスは、
可撓性基板と、
前記可撓性基板に設けられた汗流入口と、
前記汗流入口に流体的に接続される少なくとも1つのリザーバチャンバーと、を備える、ステップと、
前記デバイス内で前記被検体からの前記汗を捕集するステップと、
前記汗の中の複数のバイオマーカーを定量化するステップであって、前記複数のバイオマーカーの各々は、固有のリザーバチャンバー内で定量化される、ステップと、
を含む、方法。」
の発明である点で一致し、次の点において相違する。
(相違点1)
前記1つまたは複数のバイオマーカーが、本件補正発明においては、不正薬物であり、前記不正薬物は、マリファナ、コカイン、ヘロイン、リセルグ酸ジエチルアミド(LSD)、サイロシビン、メタンフェタミン、ケタミン、またはこれらの組合せからなる群から選択されるものであるのに対し、引用発明においては、「pH並びにグルコース、乳酸及び塩化物を含む選択された必須マーカー」であり、「不正薬物」ではない点。
(5)判断
ア 相違点1について
(ア)a 上記(引2-イ)に「汗パッチは、薬剤使用(例えば、コカイン)をモニターするために・・・試験されてきた(BurnsおよびBaselt、1995)。セルロ-スベースのパッチが、7日間汗を収集し、そして実質的なコカイン濃度が、パッチにおいて検出された」と記載されているように、汗を検査試料としてコカイン等の不正薬物を検出することは従来周知である(必要であれば、引用文献3の【0021】及び【0042】等、引用文献4の【0038】及び【0044】等並びに引用文献5の【0025】及び【0042】等も参照のこと。以下、当該周知な事項を「周知技術1」という。)。
b(a)また、上記(引4-ア)及び(引4-イ)から、引用文献4には、抗コカイン抗体及び抗原標識色素を試薬として、コカインと抗コカイン抗体の結合による蛍光強度の減少量からコカインの濃度を測定する技術事項が記載されている(以下、当該技術事項を「引用文献4技術事項」という。)。
(b)そして、上記(引5-ア)及び(引5-ウ)から、引用文献5には、酸化タンタル及びキニーネを試薬として、酸化タンタルが放出した紫外線をコカインの代謝産物に吸収させてコカインの代謝産物から別波長の紫外線を放出させ、キニーネがコカインの代謝産物が放出した紫外線を吸収することにより放出した蛍光(可視光)を観察することにより、コカインを検出する技術事項が記載されている(以下、当該技術事項を「引用文献5技術事項」という。)。
(c)引用文献4技術事項及び引用文献5技術事項は、いずれも試薬が放出する蛍光によりコカインを検出するものであり、比色試薬によりコカインを検出することは従来周知であるといえる(以下、当該周知な事項を「周知技術2」という。)。
(イ)a 引用文献1には、上記(引1-エ)に「不正薬物使用の検出など、幅広い用途を想定した酵素反応や発色剤を含むように比色方式を拡張する可能性がある」と記載されており、当該記載は、引用発明の多用途プラットフォームである表皮マイクロ流体デバイスの用途として、不正薬物使用の検出用途を追加又は不正薬物使用の検出用途に変更すべく、引用発明の定量的比色分析試薬を不正薬物を検出できる試薬とし、汗に含まれる不正薬物を検出することにより被検者が不正薬物を使用しているかの判定に使用することを示唆するものである。
b また、上記(引2-ウ)に「コカインのような化学物質、ならびに血中グルコースのような分析物の、非侵襲性の抽出および/または検出のための方法ならびに装置を開発した。・・・吸収性パッドを、定められた時間の間、皮膚の上に置き、取り除き、そして次いで、目的の物質に対して分析する。」と記載されているように、引用文献2には、血中グルコースと同様にコカインを経皮的に検出することが記載されている。
引用文献2の当該記載は、グルコースを検出対象とする引用発明において、コカインを検出対象とすることを動機付けるものといえる。
c したがって、引用発明において、表皮マイクロ流体デバイスの分析用リザーバに含まれる定量的比色分析試薬を、不正薬物であるコカインを検出できる試薬に変更することには、十分な動機があるといえる。
(ウ)ここで、引用文献1の上記(引1-ア)に「このレイアウトでは、4つの円形チャンバー(直径4mm)を独立した分析用リザーバとし」と記載されているように、引用発明における「分析用リザーバ」の数は、4つに限定されるものではなく、検出したいマーカーの数に応じて設定し得るものといえる。
(エ)そして、本件補正発明の「前記汗の中の1つまたは複数のバイオマーカーの量を識別するか、または定量化するステップであって、前記1つまたは複数のバイオマーカーの各々は、固有のリザーバチャンバー内で識別されるか、または定量化される、ステップ」という特定事項は、選択肢として「汗の中の1つのバイオマーカーをそれ固有のリザーバチャンバー内で識別するステップ」を包含しているから、引用発明において、周知技術1及び2に基づいて、表皮マイクロ流体デバイスの1つの分析用リザーバに含まれる定量的比色分析試薬を、不正薬物であるコカインを検出できる試薬とし、上記相違点1に係る本件補正発明の特定事項を備えたものとすることは、本件補正発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者(以下「当業者」という。)であれば容易に想到し得ることである。
イ 本件補正発明の奏する作用効果
本件補正発明によってもたらされる効果は、引用文献1ないし5の記載事項から当業者が予測し得る程度を超えるものとはいえない。
ウ したがって、本件補正発明は、引用発明並びに周知技術1及び2に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものである。
よって、本件補正発明は、特許法第29条第2項の規定により、特許出願の際独立して特許を受けることができないものである。
(6)請求人の主張について
ア(ア)請求人は、審判請求書において、引用文献2に記載された発明はパッチ又はヒドロゲルを用いた方法であって、引用文献1に記載された発明や本件補正発明とは異なる方法及びデバイスであるから、引用文献1及び2に記載された発明を基に本件補正発明に係るバイオマーカーを不正薬物とする構成要件を容易に導き出すことはできない旨主張する。
また、請求人は、請求人上申書において、引用文献2に記載された発明はピロリドンを含むパッチ又はヒドロゲルの使用を必須とするものであるから、ピロリドンを使用しない引用文献1に記載された発明に引用文献2に記載された発明を適用することはできない旨主張する。
(イ)しかしながら、引用文献2は、汗を検査試料としてコカイン等の不正薬物を検出することが従来周知であることを示すために引用した文献であって、引用文献2に記載されているピロリドンを含むパッチ又はヒドロゲルを使用して皮膚からコカインを抽出する技術を示すために引用した文献ではないから、引用文献2の記載事項に係る請求人の上記主張はいずれも採用することはできない。
イ 請求人は、請求人上申書において、請求項1に記載された「前記1つまたは複数のバイオマーカーは、不正薬物であり」との記載を「前記1つまたは複数のバイオマーカーは、不正薬物の有無に対応するものであり」との記載に補正する補正案を提示しているが、当該補正事項は、請求項1に係る発明の進歩性の判断に影響するものではない。
3 補正の却下の決定のむすび
以上のとおり、本件補正は、特許法第17条の2第6項において準用する同法第126条第7項の規定に違反するので、同法第159条第1項の規定において読み替えて準用する同法第53条第1項の規定により却下されるべきものである。
よって、上記補正の却下の決定の結論のとおり決定する。
第3 本願発明について
1 本願発明
令和3年11月4日にされた手続補正は、上記のとおり却下されたので、本願の請求項に係る発明は、令和3年6月22日にされた手続補正により補正された特許請求の範囲の請求項1ないし12に記載された事項により特定されるものであるところ、その請求項1に係る発明(以下「本願発明」という。)は、その請求項1に記載された事項により特定される、前記第2[理由]1(2)に記載のとおりのものである。
2 原査定の拒絶の理由
原査定の拒絶の理由の概要は、以下のとおりである。
(1)(新規性)この出願の請求項1ないし12に係る発明は、下記の引用文献1又は4に記載された発明であるから、特許法第29条第1項第3号に該当し、特許を受けることができない。
(2)(進歩性)この出願の請求項1ないし12に係る発明は、下記の引用文献1ないし4に記載された発明に基づいて、その優先日前に当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができない。
(3)(明確性)この出願は、請求項1及び7に記載された発明が明確でないから、特許請求の範囲の記載が特許法第36条第6項第2号に規定する要件を満たしていない。
引用文献1:A Koh et al,“A Soft, Wearable Microfluidic Device for the Capture, Storage, and Colorimetric Sensing of Sweat”,Science Translational Medicine Author manuscript,available in PMC,2017年5月23日, Page.1-24
引用文献2:特表2002-519641号公報(周知技術を示す文献)
引用文献3:特開平8-313408号公報
引用文献4:J Choi et al,“Thin, soft, skin-mounted microfluidic networks with capillary bursting values for chrono-sampling of sweat”,Advanced Healthcare Materials,2017年3月8日,Vol.6 No.5,Page.1601355
3 引用文献について
原査定の拒絶の理由で引用された引用文献1の記載事項及び引用発明は、上記第2[理由]2(2)ア及びイに記載したとおりである。
4 対比・判断
(1)本願発明と引用発明とを対比する。
ア 本願発明の特定事項のうち、「汗の中のバイオマーカーの検出のための方法であって、
表皮マイクロ流体デバイスを被検体の皮膚に付けるステップであって、形状適合接触が確立されそれによってデバイスと前記皮膚との間に流体連通をもたらし、前記デバイスは、
可撓性基板と、
前記可撓性基板に設けられた汗流入口と、
前記汗流入口に流体的に接続される少なくとも1つのリザーバチャンバーと、を備える、ステップと、
前記デバイス内で前記被検体からの前記汗を捕集するステップと、
前記汗の中の1つまたは複数のバイオマーカーの量を識別するか、または定量化するステップであって、前記1つまたは複数のバイオマーカーの各々は、固有のリザーバチャンバー内で識別されるか、または定量化される、ステップと、
を含み」については、上記第2[理由]2(3)で対比したとおりであるから、当該特定事項において本願発明と引用発明は相違しない。
イ そこで、本願発明の特定事項のうち、「前記1つまたは複数のバイオマーカーは、i)嚢胞性線維症の監視またはスクリーニング、ii)薬物またはアルコール消費量の監視、iii)透析効果の監視、iv)グルコースレベルの監視、v)クレアチニンレベルの監視、vi)尿素レベルの監視、vii)pHの監視、またはこれらの任意の組合せを行うためのものであり、
前記1つまたは複数のバイオマーカーは、塩化物、グルコース、アルコール、不正薬物、尿素、クレアチニン、およびpHのうちの1つまたは複数であり、
前記不正薬物は、マリファナ、コカイン、ヘロイン、リセルグ酸ジエチルアミド(LSD)、サイロシビン、メタンフェタミン、ケタミン、またはこれらの組合せからなる群から選択される」(以下「本願マーカー特定事項」という。)について、引用発明と対比する。
ウ(ア)本願マーカー特定事項は、「1つまたは複数のバイオマーカー」を選択的に特定するものであるところ、選択肢として「1つのバイオマーカーは、i)嚢胞性線維症の監視またはスクリーニングを行うための塩化物である」ことのみを特定する場合を含んでいる。
(イ)引用発明はマーカーとして「塩化物」を含むところ、「塩化物イオンの濃度は嚢胞性線維症の指標とな」ることから、引用発明は、「嚢胞性線維症」の判定のために「塩化物」をマーカーとしているといえる。
(ウ)そうすると、引用発明の「塩化物を含む」「マーカーの濃度を評価することが可能であり、塩化物イオンの濃度は嚢胞性線維症の指標とな」ることは、本願マーカー特定事項に含まれる選択肢の1つである「1つのバイオマーカーは、i)嚢胞性線維症の監視またはスクリーニングを行うための塩化物である」に相当する。
(エ)したがって、本願マーカー特定事項において、本願発明と引用発明は相違しない。
エ(ア)また、本願マーカー特定事項は、「1つのバイオマーカー」が「グルコース」又は「pH」である場合を選択肢として含んでいるところ、引用発明もまた、マーカーとして「グルコース」及び「pH」を含んでいる。
(イ)したがって、「1つのバイオマーカー」が「グルコース」又は「pH」である場合についても、本願マーカー特定事項において、本願発明と引用発明は相違しない。
オ(ア)さらに、本願マーカー特定事項は、選択肢として「複数のバイオマーカーは、i)嚢胞性線維症の監視またはスクリーニング、iv)グルコースレベルの監視、vii)pHの監視の組合せを行うためのものであり、前記複数のバイオマーカーは、塩化物、グルコース、およびpHである」ことを特定する場合を含んでいる。
(イ)引用発明は、マーカーとして、「塩化物」に加え「グルコース」及び「pH」を含んでいる。
(ウ)そうすると、引用発明の「pH並びにグルコース」「及び塩化物を含む」「マーカーの濃度を評価することが可能であり、塩化物イオンの濃度は嚢胞性線維症の指標とな」ることは、本願マーカー特定事項に含まれる選択肢の1つである「複数のバイオマーカーは、i)嚢胞性線維症の監視またはスクリーニング、iv)グルコースレベルの監視、vii)pHの監視の組合せを行うためのものであり、前記複数のバイオマーカーは、塩化物、グルコース、およびpHである」に相当する。
(エ)したがって、マーカーが複数の場合についても、本願マーカー特定事項において、本願発明と引用発明は相違しない。
(2)以上のことから、本願発明と引用発明とは、
「汗の中のバイオマーカーの検出のための方法であって、
表皮マイクロ流体デバイスを被検体の皮膚に付けるステップであって、形状適合接触が確立されそれによってデバイスと前記皮膚との間に流体連通をもたらし、前記デバイスは、
可撓性基板と、
前記可撓性基板に設けられた汗流入口と、
前記汗流入口に流体的に接続される少なくとも1つのリザーバチャンバーと、を備える、ステップと、
前記デバイス内で前記被検体からの前記汗を捕集するステップと、
前記汗の中の1つまたは複数のバイオマーカーの量を識別するか、または定量化するステップであって、前記1つまたは複数のバイオマーカーの各々は、固有のリザーバチャンバー内で識別されるか、または定量化される、ステップと、
を含み、
前記1つまたは複数のバイオマーカーは、i)嚢胞性線維症の監視またはスクリーニング、iv)グルコースレベルの監視、vii)pHの監視、またはこれらの任意の組合せを行うためのものであり、
前記1つまたは複数のバイオマーカーは、塩化物、グルコースおよびpHのうちの1つまたは複数である、方法。」
である点で一致し、相違するところはない。
よって、本願発明は引用発明である。
(3)加えて、本願マーカー特定事項が、表皮マイクロ流体デバイスに含まれる全てのリザーバチャンバーにおいて、「塩化物、グルコース、アルコール、不正薬物、尿素、クレアチニン、およびpH」のいずれかを識別又は定量化することを特定するものであると仮定して、以下検討する。
ア 引用文献1には、上記(引1-エ)に「ここで紹介する表皮マイクロ流体デバイスは、運動能力の評価や健康状態・疾患状態のモニタリングのための多用途プラットフォームである。報告された実施形態は、汗の量と速度、同様にグルコース、クレアチニン、乳酸、塩化物及びpHを含むいくつかの重要なマーカーを検出することができる」と記載されているように、クレアチニンをマーカーとすることが記載されている。
引用発明において、検出対象とするマーカーは、検出可能なものの中から必要に応じて選択すべきものであるといえるから、引用発明において「乳酸」に代えて「クレアチニン」をマーカーとすることは、当業者であれば容易に想到し得ることである。
イ そして、本願発明によってもたらされる効果は、引用文献1の記載事項から当業者が予測し得る程度を超えるものとはいえない。
ウ したがって、本願発明は、引用発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものである。
第4 むすび
以上のとおりであるから、本願発明は、特許法第29条第1項第3号に該当し特許を受けることができない。又は、本願発明は、特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができない。
したがって、その余の請求項に係る発明及びその余の拒絶の理由について検討するまでもなく、本願は拒絶すべきものである。
よって、結論のとおり審決する。
審決本文(J-PlatPat)
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2021-014939