用于生物传感器的镍合金制造技术

本公开涉及用于生物传感器的金属合金。电极由金属合金制成，更具体地，所述金属合金可以是镍基合金。与现有的纯金属电极相比，该合金具有物理和电学性质上的优势。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生物传感器的镍合金相关申请的交叉引用本申请要求2015年12月23日提交的美国临时专利申请第62/387,369号的优先权，其公开内容通过引用全部并入本文。
本公开涉及金属合金；电极，例如，诸如生物传感器中发现的那些电极的电极的物理气相沉积部件；以及用于制造生物传感器的方法。特别地，生物传感器具有一个或多个由非贵金属合金制成的电极，例如，所述非贵金属合金为镍(Ni)基合金，且结合有具有所需的机械和电子特性的以下元素：例如铝(Al)、金(Au)、铬(Cr)、铜(Cu)、钼(Mo)、钯(Pd)、钌(Ru)、钽(Ta)或钛(Ti)，并且将特别参照此进行描述。然而，应理解，本公开也适用于其他类似的应用。
技术介绍
生物传感器可用于多种应用中，例如，用于测量生物流体(例如血液)中的分析物(例如葡萄糖)的量。血糖监测是糖尿病管理的有价值的工具。糖尿病是身体无法严密控制血糖水平的疾病，血糖是身体最重要的主要燃料。糖尿病起因于胰腺不能产生足够的胰岛素或者身体细胞对所产生的胰岛素没有正确的响应。鼓励糖尿病患者监测其血糖水平，以预防高血糖以及其他长期并发症，例如心脏病、中风、肾衰竭、足部溃疡和眼损伤。葡萄糖生物传感器是用于检测血液中分析物，即葡萄糖的分析设备。虽然葡萄糖生物传感器已基于电位滴定法、安培法和比色法设计，但迄今为止大多数市售的生物传感器都是安培生物传感器。这些生物传感器使用氧化还原酶(例如，谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、一氧化氮合酶(eNOS，iNOS和nNOS)、过氧化物氧化还原酶、超氧化物歧化酶(SOD)、硫氧还蛋白(Trx)等)作为负责选择性识别目标分析物(例如葡萄糖)的生物成分。这种类型的生物传感器是相对较小的层压塑料条，其可以暴露于生物样品，例如血液中。生物传感器的重要特征是，它是一次性的，只能使用一次。该条用作反应室的基底和连接到反应室的两个电极，即，参比电极和工作电极。葡萄糖生物传感器包含附着在工作电极上的试剂层。试剂层包含选择性识别成分(即氧化还原酶)以及电子介体。电子介体是人工电子转移剂，其帮助电子从氧化还原酶穿梭到电极表面。介体通过与还原酶反应，然后扩散到电极表面来实现上述作用。介体的实例包括由2,2'-偶氮二异丁腈(AIBN)引发的乙烯基二茂铁(VFc)、锇络合物、醌、铁氰化物、亚甲蓝、2,6-二氯靛酚、硫堇、棓花青、靛酚及其组合等。将生物流体样品引入到葡萄糖生物传感器的反应室中，并将生物传感器连接到测量设备，例如，使用生物传感器的电极进行分析的仪表。在测量设备通过生物传感器的电极施加偏置电位信号的同时，样品中的分析物(葡萄糖)在工作电极(氧化还原酶所在位置)处发生还原/氧化反应。氧化还原反应响应于偏置电位信号产生输出信号。输出信号通常是电子信号，例如电位或电流，对该电子信号进行测量并且将其与生物流体样品中的分析物的浓度进行相关。此类生物传感器中的电极通常由昂贵的贵金属(例如银，金，钯或铂)制成。希望开发新合金，以用作生物传感器中的电极，当与特定的酶/介体系统一起使用时，所述新合金具有额外的优点。也希望这种合金不含昂贵的贵金属。
技术实现思路
本公开涉及具有电极的生物传感器，该电极由金属合金，诸如镍基合金形成。试剂设置在电极上，该试剂包含酶和电子介体的特定组合。与试剂一起使用时，所形成的电极具有有利的物理和/或电学性质。这些性质可包括薄度、与氧化还原试剂反应期间的安全性、导电性，以及与氧化还原试剂的反应性。尽管本公开的大部分内容提及该电极用作生物传感器部件，但是可以预料到的是，该电极也可以用于其他最终用途的应用中。因此，本文中有关用于生物传感器的电极的任何公开内容，旨在本领域普通技术人员将本技术可合理地应用于所有电极的适用性并入本文中。在各种实施例中公开了包含镍与至少一种另外的合金元素组合的金属合金。可以预期到，含镍合金可以是二元、三元或四元合金。该合金可以包含从约20原子百分比(at％)至约95at％的镍；约55原子百分比(at％)至约95at％的镍；约55at％至约65at％的镍；从约55at％至约60at％；约55at％至约75at％的镍；从约60at％至约70at％；约65at％至约85at％的镍；从约70at％至约80at％；约75at％至约95at％的镍；从约80at％至约90at％；或约85at％至约95at％的镍。以上含量基于合金总量为100at％。在特定的实施例中，所述另外的合金元素选自由铝、金、铬、铜、钼、钯、钌、钽和钛组成的组。所述合金可以包含镍与约5at％至约45at％的另外的合金元素的组合，所述约5at％至约45at％的另外的合金元素包括：约35at％至约45at％；从约25at％至约45at％；从约30at％至约40at％；约15at％至约35at％；从约20at％至约30at％；约5at％至约25at％；从约10at％至约20at％；或约5at％至约15at％；或从约0at％至约10at％的另外的合金元素。在镍基合金为三元合金时的特定实施例中，第一合金元素与第二合金元素的重量比可以为从约1：1至约2：1。在一组实施例中，镍基合金包含从约55at％至约95at％的镍。在特定的实施例中，合金是二元合金，并且包含从约5at％至约45at％的第一合金元素，并且所述第一合金元素选自由铝、金、铬、铜、钼、钯、钌、钽和钛组成的组。在其他特定的实施例中，合金是三元合金，并且基本上包括约55at％至约95at％的镍、第一合金元素和第二合金元素；其中，所述第一合金元素和所述第二合金元素各自选自由铝、金、铬、铜、钼、钯、钌、钽和钛组成的组，并且，所述第一合金元素和所述第二合金元素一起构成所述合金的从约5at％至约45at％的原子百分比。在另一组实施例中，合金包含从约55at％至约65at％的镍。在特定的实施例中，合金是二元合金，并且包含从约35at％至约45at％的第一合金元素，并且所述第一合金元素选自由铝、金、铬、铜、钼、钯、钌、钽和钛组成的组。在其他实施例中，合金是三元合金，并且基本上包括约55at％至约65at％的镍、第一合金元素和第二合金元素；其中，所述第一合金元素和所述第二合金元素各自选自由铝、金、铬、铜、钼、钯、钌、钽和钛组成的组，并且，所述第一合金元素和所述第二合金元素一起构成所述合金的从约35at％至约45at％的原子百分比。在又一组实施例中，合金包含从约55at％至约75at％的镍。在具体的实施例中，合金是二元合金，并且包含从约25at％至约45at％的第一合金元素，并且所述第一合金元素选自由铝、金、铬、铜、钼、钯、钌、钽和钛组成的组。在其他具体实施例中，合金是三元合金，并且基本上包括约55at％至约75at％的镍、第一合金元素和第二合金元素；其中，所述第一合金元素和所述第二合金元素各自选自由铝、金、铬、铜、钼、钯、钌、钽和钛组成的组，并且，所述第一合金元素和所述第二合金元素一起构成所述合金的从约25at％至约45at％的原子百分比。在不同的一组实施例中，合金包含从约65at％至约85at％的镍。在特定的实施例中，合金是二元合金，并且包含从约15at％至约35at％的第一合金元素，并且所述第一合金元素选自由铝、金、铬、铜、钼、钯、钌、钽和钛组成的组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于形成测量分析物的电极的金属合金，包含镍和第一合金元素。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.23 US 62/387,3691.一种用于形成测量分析物的电极的金属合金，包含镍和第一合金元素。2.根据权利要求1所述的合金，其中，所述第一合金元素选自由铝、金、铬、铜、钼、钯、钌、钽和钛组成的组。3.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金包含从约20at％至约95at％的镍。4.根据权利要求3所述的合金，其中，所述合金是二元合金，并且包含从约5at％至约80at％的第一合金元素，并且所述第一合金元素选自由铝、钌、钽和钛组成的组。5.根据权利要求3所述的合金，其中，所述合金是三元合金，并且实质上包括镍、第一合金元素和第二合金元素，其中所述第一合金元素和所述第二合金元素各自选自由铝、钌、钽和钛组成的组，并且，所述第一合金元素和所述第二合金元素一起占所述合金的从约5at％至约80at％的原子百分比。6.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金包含从约55at％至约95at％的镍。7.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金包含从约55at％至约65at％的镍。8.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金包含从约65at％至约85at％的镍。9.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金包含从约75at％至约95at％的镍。10.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金包含从约85at％至约95at％的镍。11.根据权利要求1所述的合金，其中，所述合金是二元合金，实质上包括(a)约55at％至约9...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·V·古德温，罗伯特·R·牛顿，伊恩·S·特里贝克，伊桑·方丹，
申请(专利权)人：美题隆公司，
类型：发明
国别省市：美国,US