【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于连续生物监测器的增强型传感器相关申请本申请要求以下临时申请的优先权：(1)提交于2018年4月6日并题为“ContinuousGlucoseMonitoringDevice”的美国临时申请号62/653,821；(2)提交于2019年1月25日并题为“CarbonWorkingElectrodeforaContinuousBiologicalSensor”的美国临时申请号62/796,832；以及(3)提交于2019年1月25日并题为“EnhancedMembraneLayersfortheWorkingElectrodeofaContinuousBiologicalSensor”的美国临时申请号62/796,842；所述临时申请各自均以引用的方式整体并入本文。
技术介绍
葡萄糖水平的监测对糖尿病患者至关重要。连续葡萄糖监测(CGM)传感器是一种类型的每天多次从仅在皮肤下的一个区域取样的流体中测量葡萄糖的装置。CGM装置通常包括电子器件位于其中并且其粘附在患者皮肤上以佩戴一段时间的小外壳。装置内的小针递送经常为电化学的皮下传感器。可以通过监测装置来跟踪并分析由传感器获取的葡萄糖读数，诸如通过用定制的接收器扫描传感器或通过将信号传输到智能手机或其他具有相关软件应用程序的装置。CGM系统中已包括的软件特征包括观察随时间推移的葡萄糖水平、指示葡萄糖趋势以及提醒患者葡萄糖水平的高低。内科患者经常患有需要测量并报告生物学状况的疾病或病状。例如，如果患者患有糖尿病，那么患者对其系统内的葡萄糖水平具有准确了解十分重要。传...
【技术保护点】
1.一种用于连续葡萄糖监测器的皮下插入患者体内的传感器，其包括：/n工作电极，所述工作电极包括：/n具有物理交联的疏水粘结材料和疏水粘结材料的葡萄糖限制层；/n包含用于截留GOx的聚氨酯和自交联丙烯酸多元醇的酶层，所述GOx与所述患者的葡萄糖反应以产生过氧化物，并因此产生与所述患者血液中的葡萄糖水平成比例的自由电子；和/n用于将所述自由电子传递到所述葡萄糖监测器进行测量的导体；和/n基板；以及/n参比电极。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180406 US 62/653,821;20190125 US 62/796,832;20191.一种用于连续葡萄糖监测器的皮下插入患者体内的传感器，其包括：
工作电极，所述工作电极包括：
具有物理交联的疏水粘结材料和疏水粘结材料的葡萄糖限制层；
包含用于截留GOx的聚氨酯和自交联丙烯酸多元醇的酶层，所述GOx与所述患者的葡萄糖反应以产生过氧化物，并因此产生与所述患者血液中的葡萄糖水平成比例的自由电子；和
用于将所述自由电子传递到所述葡萄糖监测器进行测量的导体；和
基板；以及
参比电极。
2.根据权利要求1所述的工作电极，其中所述酶层还用作所述导体，并且所述酶层还包含碳材料。
3.根据权利要求2所述的工作电极，其中所述碳材料包括碳、石墨、石墨烯或热解石墨。
4.根据权利要求1所述的工作电极，其中所述导体包括碳材料，并且所述基板是塑料。
5.根据权利要求1所述的工作电极，其中所述导体是铂，并且所述基板是金属。
6.根据权利要求1所述的工作电极，其中所述导体和所述基板是铂。
7.根据权利要求1所述的工作电极，其还包括定位在所述酶层与所述葡萄糖限制层之间的干扰层，所述干扰层具有选择渗透性以阻挡超过限定分子量的分子通过。
8.根据权利要求1所述的工作电极，其还包括定位在所述酶层与所述导体之间的干扰层，所述干扰层具有选择渗透性以阻挡超过限定分子量的分子通过。
9.根据权利要求1所述的工作电极，其中所述葡萄糖限制层中的物理交联呈氢键结合形式。
10.根据权利要求1所述的传感器，其中所述工作电极具有第一平面并且所述参比电极具有第二平面，并且所述第一平面和所述第二平面附接。
11.根据权利要求10所述的传感器，其中所述工作电极和所述参比电极各自均是具有半圆形横截面的半线。
12.根据权利要求10所述的传感器，其中电化学元件是在所述第一平面上。
13.根据权利要求12所述的传感器，其中所述电化学元件是碳材料。
14.根据权利要求1所述的工作电极，其还包括对电极，并且其中所述工作电极具有第一平面，所述参比电极具有第二平面并且所述对电极具有第三平面，并且每个平面附接到共同的支撑芯。
15.根据权利要求14所述的工作导线，其中所述支撑芯是三角形，并且每个相应的平面附连到所述三角形的各面之一。
16.根据权利要求1所述的传感器，其中所述工作电极呈细长线形式。
17.一种用于连续生物监测器的皮下插入患者体内的传感器，其包括：
工作电极，所述工作电极包括：
具有物理交联的疏水粘结材料和疏水粘结材料的目标分析物限制层；
包含用于截留GOx的聚氨酯和自交联丙烯酸多元醇的酶层，所述GOx与所述患者的葡萄糖反应以产生过氧化物，并因此产生与所述患者血液中的葡萄糖水平成比例的自由电子；和
用于将所述自由电子传递到所述生物传感器进行测量的导体；和
基板；以及
参比电极。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述酶是GOx、乳酸脱氢酶或羟丁酸脱氢酶。
19.根据权利要求17所述的工作电极，其中所述酶层还用作所述导体，并且所述酶层还包含碳材料。
20.根据权利要求19所述的工作电极，其中所述碳材料包括碳、石墨、石墨烯或热解石墨。
21.根据权利要求17所述的工作电极，其中所述导体包括碳材料，并且所述基板是塑料。
22.根据权利要求17所述的工作电极，其中所述导体是铂，并且所述基板是金属。
23.根据权利要求17所述的工作电极，其中所述导体和所述基板是铂。
24.根据权利要求17所述的工作电极，其还包括定位在所述酶层与所述葡萄糖限制层之间的干扰层，所述干扰层具有选择渗透性以阻挡超过限定分子量的分子通过。
25.根据权利要求17所述的工作电极，其还包括定位在所述酶层与所述导体之间的干扰层，所述干扰层具有选择渗透性以阻挡超过限定分子量的分子通过。
26.根据权利要求17所述的工作电极，其中所述分析物限制层中的所述物理交联呈氢键结合形式。
27.一种用于与连续代谢监测器一起用于患者的皮下传感器，其包括：
工作电极，所述工作电极还包括：
导电基板；
包含针对目标代谢功能选择的酶的酶膜；
在所述导电基板与所述酶膜之间的干扰膜，所述干扰膜保形地沉积在所述基板表面上；和
施加在所述酶层上的葡萄糖限制层，其限制从患者的血液或ISF转移到所述酶层的葡萄糖分子的数量；
参比电极；并且
其中所述干扰膜被构造为(1)非电子导电的，(2)离子可渗透的，以及(3)对分子量具有选择渗透性。
28.根据权利要求27所述的传感器，其中所述酶层还包含GOx，并且所述连续代谢监测器是连续葡萄糖监测器。
29.根据权利要求27所述的传感器，其中所述干扰膜包含PoAP。
30.根据权利要求27所述的传感器，其中所述导电基板是铂、铂涂覆基板或塑料基板上的导电碳涂层。
31.根据权利要求27所述的传感器，其中所述参比电极涂有非电子导电和离子限制绝缘层。
32.一种制备用于与连续代谢监测器一起使用的皮下传感器的方法，其包括：
提供参比电极；
提供导电基板；
制备干扰膜化合物，其还包括：
将单体与温和的碱性缓冲液混合；以及
将所述单体和所述缓冲液电聚合为聚合物；
将所述聚合物保形地施加到所述导电基板上以形成连续的干扰膜；
将酶膜施加在所述干扰膜上，所述酶膜具有根据要监测的所述代谢功能选择的酶；
将葡萄糖限制膜施加在所述酶膜上；并且
其中所述干扰膜(1)将分子传递至所述基板表面以产生自由电子，所述自由电子用于在所述导电基板上传导至所述连续代谢监测器；并且(2)限制大于截止分子量的分子通过。
33.根据权利要求32所述的方法，其中所述缓冲液具有7.4与10之间的pH，所述缓冲液的pH被选择来限定可穿过所述干扰膜的分子的截止分子量。
34.根据权利要求32所述的方法，其中所述缓冲液包括磷酸盐缓冲盐水(PBS)并且所述缓冲液的pH使用氢氧化钠来调节。
35.根据权利要求32所述的方法，其中所述单体包括2-氨基苯酚并且所述聚合物包括聚邻氨基苯酚(PoAP)。
36.根据权利要求32所述的方法，其中所述单体包括2-氨基苯酚、3-氨基苯酚、4-氨基苯酚、苯胺、萘酚、苯二胺或其共混物。
37.根据权利要求32所述的方法，其中所述聚合物使用呈循环伏安法(CV)形式的电沉积过程来沉积。
38.根据权利要求32所述的方法，其中所述参比电极涂有非电子导电和离子可渗透绝缘层。
39.根据权利要求32所述的方法，其还包括在施加所述干扰膜之前从所述导电基板表面移除氧化物的步骤。
40.根据权利要求32所述的方法，其中所述酶是GOx、乳酸脱氢酶或羟丁酸脱氢酶。
41.一种制备用于连续代谢监测器的工作电极的干扰层的方法，其包括：
将单体与温和的碱性缓冲液混合；以及
将所述单体和所述缓冲液电聚合为聚合物；
将所述聚合物施加到所述工作电极；以及
使所述聚合物固化。
42.根据权利要求41所述的方法，其中所述缓冲液具有7.4与10之间的pH，所述缓冲液的pH被选择来限定可穿过所述干扰膜的分子的截止分子量。
43.根据权利要求41所述的方法，其中所述缓冲液包括磷酸盐缓冲盐水(PBS)并且所述缓冲液的pH使用氢氧化钠来调节。
44.根据权利要求41所述的方法，其中所述单体包括2-氨基苯酚并且所述聚合物包括聚邻氨基苯酚(PoAP)。
45.根据权利要求41所述的方法，其中所述单体包括2-氨基苯酚、3-氨基苯酚、4-氨基苯酚、苯胺、萘酚、苯二胺或其共混物。
46.根据权利要求41所述的方法，其中所述聚合物使用呈循环伏安法(CV)形式的电沉积过程来沉积。
47.一种用于与连续代谢监测器一起用于患者的皮下传感器的工作电极，其包括：
导电基板；
包含针对目标代谢功能选择的酶的酶膜；以及
在所述酶膜上的葡萄糖限制层，其限制从患者血液传递到所述酶层的葡萄糖的量，所述葡萄糖限制层包含物理交联到亲水材料的疏水材料。
48.根据权利要求47所述的工作电极，其中所述物理交联呈氢键形式。
49.根据权利要求47所述的工作电极，其中所述疏水材料包括聚氨酯或硅酮。
50.根据权利要求47所述的工作电极，其中所述亲水材料包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。
51.根据权利要求47所述的工作电极，其还包括在所述酶层与所述导电基板之间的过氧化氢生成膜，所述过氧化氢膜具有允许过氧化氢分子从所述酶膜传递到所述导电基板的带、窗口或开口。
52.根据权利要求47所述的工作电极，其还包括在所述酶层与所述导电基板之间的过氧化氢膜，所述过氧化氢膜是连续的并且允许过氧化氢分子穿过所述过氧化氢膜从所述酶膜传递到所述导电基板。
53.根据权利要求47所述的工作电极，其中形成所述葡萄糖限制膜以从所述患者的血液或ISF转移每400个分子少于1个葡萄糖。
54.一种制备用于连续生物监测器的工作电极的葡萄糖限制层的方法，其包括：
将亲水材料、疏水材料与溶剂混合以形成粘结凝胶；
将所述粘结凝胶施加到所述工作电极；以及
使所述粘结凝胶固化以形成所述疏水材料与所述亲水材料之间的物理交联。
55.根据权利要求54所述的方法，其中所述交联呈氢键形式。
56.根据权利要求54所述的方法，其中所述疏水材料是生物相容性的。
57.根据权利要求54所述的方法，其中所述疏水材料是聚氨酯或硅酮。
58.根据权利要求54所述的方法，其中所述亲水材料具有超过1M的分子量。
59.根据权利要求54所述的方法，其中所述亲水材料具有在约1M至约3M范围内的分子量。
60.根据权利要求54所述的方法，其中所述亲水材料是聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。
61.根据权利要求54所述的方法，其中所述溶剂是极性的、二元的以及挥发性的。
62.根据权利要求54所述的方法，其中所述溶剂包含与醇混合的重有机化合物。
63.根据权利要求54所述的方法，其中所述溶剂包含四氢呋喃(THF)或二甲基甲酰胺(DMF)。
64.根据权利要求54所述的方法，其中所述溶剂包含乙醇。
65.根据权利要求54所述的方法，其中所述施加步骤包括浸入、喷涂、沉积、印刷或移印。
66.根据权利要求54所述的方法，其中所述固化步骤包括移动空气、加热或施加真空。
67.根据权利要求54所述的方法，其中工作电极呈导线形式。
68.一种制备用于连续生物监测器的工作电极的酶膜的方法，其包括：
制备水性聚氨酯乳剂；
制备丙烯酸多元醇乳剂；
将所述聚氨酯乳剂与所述丙烯酸多元醇乳剂混合以制备基础乳剂；
将酶施加到所述基础乳剂中，所述酶根据要监测的生物功能来选择；
将所述酶/基础...
【专利技术属性】
技术研发人员：H张，RJ博克，
申请(专利权)人：赞思健康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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