使用多种金属减少体内分析物信号降解制造技术

一种传感器(例如，光学传感器)，所述传感器可植入活体动物(例如人)内并且可用于测量所述动物内介质(例如，间隙液、血液或腹腔内液)中分析物(例如，葡萄糖或氧)。所述传感器可以包括：传感器外壳；分析物指示剂，所述分析物指示剂覆盖所述传感器外壳的至少一部分；以及多金属保护系统，所述多金属保护系统包括掺入所述分析物指示剂的表面中和/或靠近所述分析物指示剂的表面的多种金属，所述多种金属减少所述分析物指示剂的劣化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用多种金属减少体内分析物信号降解相关申请的交叉引用本申请要求于2018年12月5日提交的第62/775,634号美国临时申请的优先权，该申请全文以引用方式并入本文中。背景
本专利技术大体上涉及当使用包括(部分或完全)植入或插入到活体动物中的传感器(sensor)的系统测量此活体动物的介质中的分析物时，对材料的相对于体内降解的催化保护。具体来说，本专利技术涉及一种使用多种金属的传感器，所述多种金属可以统一地或者独立地掺入分析物指示剂中，形成于分析物指示剂的一个或多个表面，并且/或者堆叠在所述分析物指示剂的表面的至少一部分上(例如，一个金属层在另一个金属层之上)。
技术介绍
传感器可以(部分或全部)植入活体动物(例如，人)内，并且用于测量所述活体动物内介质(例如间隙液(ISF)、血液或腹腔内液)中的分析物(例如，葡萄糖、氧气、心脏标志物、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)或甘油三酸脂)。传感器可以包括光源(例如，发光二极管(LED)或其他发光元件)、指示剂分子以及光电检测器(例如，光电二极管、光电晶体管、光敏电阻器或其他光敏元件)。利用指示剂分子来测量分析物的可植入传感器的示例如第5,517,313和5,512,246号美国专利中所述，其全文以引用方式并入本文中。传感器可以包括分析物指示剂，所述分析物指示剂可以是嵌入移植物(即，层或基质(matrix))内的指示剂分子的形式。例如，在基于荧光的可移植葡萄糖传感器中，荧光物指示剂分子可以以可逆地结合葡萄糖，并且当被激发光(例如，波长为约378nm的光)照射时，发射一定量的光(例如，400nm到500nm范围内的光)，这取决于葡萄糖是否与指示剂分子结合。如果传感器被植入活动动物体内，则此动物的免疫系统可能会开始攻击此传感器。例如，如果传感器被植入人体内，则白细胞可能会将此传感器视作异物而对其发起攻击，并且在初始免疫系统猛攻中，中性白细胞可以是攻击传感器的主要白细胞。中性白细胞的防御机制包括释放称为活性氧类(reactiveoxygenspecies)的高腐蚀性物质。所述活性氧类包括例如过氧化氢。过氧化氢和其他反应性物质(reactivespecies)例如活性氧类和活性氮类可能会降解分析物指示剂的指示剂分子。例如，在具有硼酸盐基团(boronategroup)的指示剂分子中，过氧化氢可以通过氧化硼酸盐基团来降解指示剂分子，从而使指示剂分子不能结合葡萄糖。目前本领域有需要在保护分析物指示剂免于降解方面进行改进。本领域还需要寿命延长的连续分析物传感器。
技术实现思路
本专利技术通过提供减少分析物指示剂降解等优点而克服了现有系统的缺点。在一个方面，本专利技术可以提供一种具有部分或完全可植入装置的装置，所述装置具有体内功能性，以及靠近(incloseproximityto)可植入装置表面的保护材料。所述保护材料可以防止或减少由于炎症反应和/或异物反应引起的可植入装置的退化或干扰。进一步，所述保护材料可以包括催化分解或灭活体内反应性物质或生物氧化剂的金属、金属络合物或金属氧化物。本文所用的术语“金属”包括金属合金、金属络合物和金属氧化物。在一个方面，所述保护材料可以覆盖、提供在可植入装置的外部结构上、掺入和/或悬浮在可植入装置的外部结构内。本专利技术的一个方面提供了一种用于测量活体动物内介质中的分析物的传感器。所述传感器可以包括传感器外壳、覆盖传感器外壳的至少一部分的分析物指示剂、以及包括掺入所述分析物指示剂表面中和/或靠近分析物指示剂表面的多种金属的保护系统，并且所述多种金属可以被配置为减少分析物指示剂的劣化(deterioration)。在一个方面，所述传感器可以包括具有金属层的保护系统，所述金属层包括多种金属中的一种或多种。在一个方面，所述传感器可以具有覆盖分析物指示剂的至少一部分的金属层。在一个方面，所述传感器可以具有第一金属层和第二金属层，所述第一金属层包括多种金属中的第一金属，所述第二金属层可以包括多种金属中的第二金属，并且所述第一金属和第二金属是不同的金属。所述第一金属层可以覆盖分析物指示剂的至少一部分。所述第二金属层可以覆盖所述第一金属层的至少一部分。在一个方面，所述第二金属层对所述第一金属层的粘附能力优于所述第二金属层对所述分析物指示剂的粘附能力。在一个方面，所述第二金属层可以在传感器外壳的至少一部分与分析物指示剂之间，并且所述第一金属层可以覆盖远离传感器外壳的分析物指示剂的至少一部分。在一个方面，所述第一金属层可以在传感器外壳的至少一部分与分析物指示剂之间，并且所述第二金属层可以覆盖远离传感器外壳的分析物指示剂的至少一部分。在一个方面，所述保护系统可以包括掺入所述分析物指示剂内的金属颗粒，并且所述金属颗粒可以包括所述多种金属中的一种或多种。在一些方面中，所述金属颗粒可以包括第一金属和第二金属，并且所述第一金属和第二金属是不同的金属。在一个方面，所述金属层可以是多金属层，所述多金属层包括多种金属中的第一金属以及多种金属中的第二金属，并且所述第一金属和第二金属是不同的金属。在一个方面，所述保护系统可以包括多种金属，所述多种金属被配置为与多种降解类物质(degradativespecies)共同相互作用或反应。在一些方面中，所述保护系统的多种金属可以被配置为与过氧化氢、活性氧类、酶、金属离子、活性氮类(reactivenitrogenspecies)和自由基中的至少两种共同相互作用或反应。在一些方面中，所述保护系统的多种金属可以被配置为抑制降解类物质的氧化特性。在一些方面中，所述保护系统的多种金属可以包括选自Cu、W、Pt、Fe、Mo、其氧化物、合金和络合物的第一金属以及选自Mo、W、Cu、Fe和Co、其氧化物、合金和络合物中的第二金属，并且所述第一金属和第二金属彼此不同。在一些方面中，所述传感器还可以包括包含在所述传感器主体中并且被配置为向所述指示剂元件发射辐射的辐射源。在一些方面中，所述传感器还可以包括包含在传感器主体中并且被配置为接收由分析物指示剂发射的光的光敏元件。在一些方面中，所述传感器还可以包括覆盖分析物指示剂的至少一部分的载体材料，其中多种金属被掺入到所述材料中。在一些方面中，本公开包括一种用于检测体内样品中分析物的存在或浓度的方法，所述方法包括以下步骤：将所述体内样品暴露于具有可检测性质(detectablequality)的装置，所述可检测性质在所述装置暴露于目标分析物时发生变化，其中所述装置可以包括防止或减少所述装置被降解类物质或生物氧化剂降解或干扰的保护材料，并且其中所述装置可以包括本公开的传感器；以及测量可检测性质的变化，从而检测所述体内样品中目标分析物的存在或浓度。下文对本专利技术的详细描述中描述了包括在所述系统和方法内的进一步变化。附图说明并入本文中并且形成说明书的一部分的附图示出本专利技术的多个非限制性实施方案。在附图中，相同的附图标记(likereferencenumbers)指示相同或功能相似的元件。...

【技术保护点】
1.一种用于测量活体动物内介质中的分析物的传感器，所述传感器包含：/n传感器外壳；/n分析物指示剂，所述分析物指示剂覆盖所述传感器外壳的至少一部分；以及/n保护系统，所述保护系统包括多种金属，所述多种金属被掺入所述分析物指示剂的表面中和/或靠近所述分析物指示剂的表面，并且所述多种金属被配置为减少所述分析物指示剂的劣化；/n其中所述保护系统包括第一金属层和第二金属层，所述第一金属层覆盖所述分析物指示剂的至少一部分并且包括所述多种金属中的第一金属，所述第二金属层覆盖所述第一金属层的至少一部分并且包括所述多种金属中的第二金属，所述第一金属和所述第二金属不同，并且所述第二金属层对所述第一金属层的粘附能力优于所述第二金属层对所述分析物指示剂的粘附能力。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181205 US 62/775,6341.一种用于测量活体动物内介质中的分析物的传感器，所述传感器包含：
传感器外壳；
分析物指示剂，所述分析物指示剂覆盖所述传感器外壳的至少一部分；以及
保护系统，所述保护系统包括多种金属，所述多种金属被掺入所述分析物指示剂的表面中和/或靠近所述分析物指示剂的表面，并且所述多种金属被配置为减少所述分析物指示剂的劣化；
其中所述保护系统包括第一金属层和第二金属层，所述第一金属层覆盖所述分析物指示剂的至少一部分并且包括所述多种金属中的第一金属，所述第二金属层覆盖所述第一金属层的至少一部分并且包括所述多种金属中的第二金属，所述第一金属和所述第二金属不同，并且所述第二金属层对所述第一金属层的粘附能力优于所述第二金属层对所述分析物指示剂的粘附能力。


2.权利要求1所述的传感器，其中所述保护系统包含掺入所述分析物指示剂内的金属颗粒，并且所述金属颗粒包括所述多种金属中的一种或多种。


3.权利要求2所述的传感器，其中所述金属颗粒包括所述多种金属中的两种或更多种。


4.权利要求1-3中的任一权利要求所述的传感器，其中所述第一金属层是包含所述多种金属中的两种或更多种的多金属层。


5.权利要求1-4中的任一权利要求所述的传感器，其中所述多种金属被配置为与多种降解类物质共同相互作用或反应。


6.权利要求1-5中的任一权利要求所述的传感器，其中所述保护系统的所述多种金属被配置为与以下项中的至少两种共同相互作用或反应：过氧化氢、活性氧类、酶、金属离子、活性氮类和自由基。


7.权利要求1-6中的任一权利要求所述的传感器，其中所述保护系统的所述多种金属被配置为抑制所述降解类物质的氧化特性。


8.权...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·莫尔泰拉罗，V·韦尔瓦达普，T·H·金，
申请(专利权)人：传感技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US