两层分析物传感器制造技术

公开了分析物传感器和用于制备分析物传感器的方法。在一个方面中，分析物传感器包括具有经交联的网络的感测膜，所述经交联的网络具有包埋的分析物感测组分。在另一个方面中，分析物传感器包含与感测膜的表面邻近的保护膜。保护膜可以是交联的亲水性共聚物，其具有第一甲基丙烯酸酯衍生的单元、第二甲基丙烯酸酯衍生的单元和第三甲基丙烯酸酯衍生的单元的甲基丙烯酸酯衍生的主链。第一和第二甲基丙烯酸酯衍生的单元具有亲水性侧链，并且不同主链中的第三甲基丙烯酸酯衍生的单元通过亲水性交联连接。还公开了用于制备分析物传感器的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对相关申请的交叉引用本申请要求2013年12月23日提交的美国专利申请No.14/138,368的优先权，其在此通过提及完整并入。专利技术背景除非本文中另有指示，本部分中描述的材料不是本申请中的权利要求书的现有技术，并且不承认通过纳入本部分中而成为现有技术。生理学参数的连续或半连续监测在现代医学的许多领域中具有应用。认为基于电化学的传感器特别适合于监测和量化体液样品(例如血液、泪膜、尿液或间隙液样品)中的分析物(例如葡萄糖)。使用基于电化学的传感器容许通过检测从分析物感测组分和分析物的反应产生的产物量化液体样品中的分析物，所述基于电化学的传感器采用与电极结合的分析物感测组分(例如酶)。专利技术概述在一个方面中，公开了分析物传感器。分析物传感器包含具有经交联的网络的感测膜，所述经交联的网络具有包埋的分析物感测组分。经交联的网络可以包含一种或多种蛋白质，其以蛋白质上的胺基团的氮原子和交联基团中的碳原子之间的碳-氮双键交联。感测膜可以与电极的表面邻近。在另一个方面中，分析物传感器包含与感测膜的表面邻近的保护膜。保护膜可以是经交联的亲水性共聚物，其具有第一甲基丙烯酸酯衍生的单元、第二甲基丙烯酸酯衍生的单元和第三甲基丙烯酸酯衍生的单元的甲基丙烯酸酯衍生的主链。第一和第二甲基丙烯酸酯衍生的单元具有可以相同或不同的亲水性侧链，并且不同主链中的第三甲基丙烯酸酯衍生的单元通过亲水性交联连接。在另一个方面中，公开了用于形成分析物传感器的方法。感测膜的形成可以牵涉形成一种或多种蛋白质、交联剂、和分析物感测组分的感测性混合物，将感测性混合物沉积到电极的表面上，并且固化沉积的感测性混合物以提供感测膜。可以如下形成保护膜：形成引发剂、第一甲基丙烯酸酯单体、二甲基丙烯酸酯单体和第二甲基丙烯酸酯单体的共聚物混合物，在感测膜的表面上沉积共聚物混合物，并且固化沉积的共聚物混合物。第一和第二甲基丙烯酸酯单体可以具有适合于分别提供保护膜的第一和第二甲基丙烯酸酯衍生的单元的亲水性侧链。通过阅读以下详细描述，在适当的情况下参考附图，这些以及其它方面、优点和备选对于本领域普通技术人员会变得明显的。附图简述图1是在磷酸盐缓冲盐水(PBS)中的50μM、200μM、400μM、700μM和1,000μM的葡萄糖浓度由6种示例葡萄糖传感器产生的电流的图。图2是在磷酸盐缓冲盐水(PBS)中的50μM、200μM、400μM、700μM和1,000μM的葡萄糖浓度时在图1的6种示例葡萄糖传感器中观察到的电流和葡萄糖浓度之间的关系的图。图3是根据一个示例实施方案的经交联的亲水性共聚物的代表图。该图显示了共聚物的两骨架部分，并且每个1SC(“第一侧链”)代表与第一甲基丙烯酸酯衍生的单元连接的亲水性侧链，并且每个2SC(“第二侧链”)代表与第二甲基丙烯酸酯衍生的单元连接的亲水性侧链。每个交联代表不同主链中的第三甲基丙烯酸酯衍生的单元间的亲水性交联。专利技术详述以下专利技术详述参考附图描述了公开的系统和方法的各个特征和功能。在图中，相似的符号通常标识相似的组分，除非上下文另有规定。本文中描述的例示性的方法和系统实施方案不意图为限制性的。应当容易理解，公开的方法和系统的某些方面可以以极其多种不同构造安排和组合，它们都是本文中涵盖的。在一个方面中，公开了分析物传感器。分析物传感器包含：感测膜，其中感测膜可以包含：经交联的网络，所述经交联的网络包含一种或多种蛋白质和交联，其中所述蛋白质经由所述蛋白质上的胺基团氮原子和所述交联上的碳原子之间的碳-氮双键交联；和包埋于所述经交联的网络中的分析物感测组分。在一些实施方案中，分析物传感器是基于酶的生物传感器。生物传感器可以将由分析物浓度依赖性生物化学反应产生的信号转化成可测量的物理信号，诸如光学或电学信号。可以在临床、环境、农业和生物技术应用中的分析物检测中使用分析物传感器。可以在人体的流体的临床测定法中测量的分析物包括例如葡萄糖、乳酸盐、胆固醇、胆红素、蛋白质、脂质和电解质。生物流体，如血液、泪膜或肠液中的分析物的检测在许多疾病的诊断和监测中可以是重要的。在一些实施方案中，分析物传感器可以是身体可安装的装置，如眼可安装的、牙可安装的、或皮肤可安装的装置的组分。眼可安装的装置可以配置为基于携带眼可安装的装置的使用者的泪膜(术语“泪膜”在本文中可与“泪”和“泪液”互换使用)中检测的一种或多种分析物监测健康相关信息。例如，眼可安装的装置可以为接触镜的形式，所述接触镜包含配置为检测一种或多种分析物(例如葡萄糖)的传感器。眼可安装的装置也可以配置为监测各种其它类型的健康相关信息。在一些实施方案中，身体可安装的装置可以包括牙可安装的装置。牙可安装的装置可以采取眼可安装的装置的形式或形式上类似于眼可安装的装置，并且配置为检测携带牙可安装的装置的使用者的流体(例如唾液)中的至少一种分析物。在一些实施方案中，身体可安装的装置可以包括皮肤可安装的装置。皮肤可安装的装置可以采取眼可安装的装置的形式或形式上类似于眼可安装的装置，并且配置为检测携带皮肤可安装的装置的使用者的流体(例如出汗、血液等)中的至少一种分析物。如本文中描述的传感器可以包含一种或多个导电电极，电流可以经由所述导电电极流动。在一些实施方案中，感测膜可以与电极的表面邻近。根据应用，可以出于不同目的配置电极。例如，传感器可以包含工作电极、参照电极、和对电极。还可能的是两电极系统，其中参照电极充当对电极。工作电极可以经由电路，诸如恒电位仪与参照电极连接。电极可以由任何类型的导电材料形成，并且可以通过用于将此类材料形成图案的任何方法，诸如例如沉积或光刻术形成图案。例如，导电材料可以是金、铂、钯、钛、碳、铜、银/氯化银、由贵重材料形成的导体、金属、或这些材料的任何组合。也可以涵盖其它材料。感测膜可以具有一种蛋白质或一种或多种不同蛋白质的混合物的经交联的网络。感测膜的蛋白质在生物化学反应中可以是基本上不起反应的，这会限制对分析物感测组分的干扰。在一些实施方案中，蛋白质是牛血清清蛋白。蛋白质可以是感测膜的约15％(按重量计)至约50％(按重量计)。在一些实施方案中，蛋白质是膜的约15％(按重量计)至约20％(按重量计)、约20％(按重量计)至约25％(按重量计)、约25％(按重量计)至约30％(按重量计)、约30％(按重量计)至约35％(按重量计)、约35％(按重量计)至约40％(按重量计)、约40％(按重量计)至约45％(按重量计)或约45％(按重量计)至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分析物传感器，其包含：感测膜，所述感测膜包含：经交联的网络，所述经交联的网络包含一种或多种蛋白质和交联，其中所述蛋白质经由所述蛋白质上的胺基团氮原子和所述交联上的碳原子之间的碳‑氮双键交联；和包埋于所述经交联的网络中的分析物感测组分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.23 US 14/138,3681.一种分析物传感器，其包含：
感测膜，所述感测膜包含：
经交联的网络，所述经交联的网络包含一种或多种蛋白质和交联，其中
所述蛋白质经由所述蛋白质上的胺基团氮原子和所述交联上的碳原子之间的碳-氮双
键交联；和
包埋于所述经交联的网络中的分析物感测组分。
2.权利要求1的分析物传感器，其中所述交联是C2-C6烃基。
3.权利要求1的分析物传感器，其中所述交联包含一个或多个氧化烯单元。
4.权利要求1的分析物传感器，其中所述蛋白质是牛血清清蛋白。
5.权利要求1的分析物传感器，其中所述分析物感测组分包含葡萄糖氧化酶。
6.权利要求1的分析物传感器，其中所述感测膜与电极的表面邻近。
7.权利要求1的分析物传感器，其进一步包含保护膜，其中所述保护膜与所述感测膜的
表面邻近。
8.权利要求7的分析物传感器，其中所述保护膜包含交联的亲水性共聚物，其包含：
主链，所述主链包含：
第一甲基丙烯酸酯衍生的单元，每个具有亲水性侧链；
第二甲基丙烯酸酯衍生的单元，每个具有亲水性侧链；
第三甲基丙烯酸酯衍生的单元；和
不同主链中的所述第三甲基丙烯酸酯衍生的单元之间的亲水性交联。
9.权利要求3的分析物传感器，其中
所述感测膜在所述电极和所述交联的亲水性共聚物之间。
10.权利要求8的分析物传感器，其中所述第一甲基丙烯酸酯衍生的单元具有式(IIa)
的结构：
其中
X是-O-、-NR”-或-S-；
y是0-10；并且
R1是氢、-C1-C12烃基、-C1-C12烃基-OH、-SiR”3、-C(O)-C1-C12烃基、-C1-C12烃基-C(O)OR”，
其中R”是-C1-C12烃基。
11.权利要求8的分析物传感器，其中所述第一甲基丙烯酸酯衍生的单元具有结构：
12.权利要求8的分析物传感器，其中所述第二甲基丙烯酸酯衍生的单元的亲水性侧链
包含一个或多个氧化烯单元。
13.权利要求12的分析物传感器，其中所述第二甲基丙烯酸酯衍生的单元具有式(III)
的结构：
其中
Y是-O-、-NR”-或-S-；
R...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z刘，H姚，
申请(专利权)人：威里利生命科学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US