用于检测多种分析物的传感器阵列系统和方法技术方案

多种分析物会在某些生理条件下单独或同时失调，并且可以有利地使用能够检测多种分析物的分析物传感器一起测定。某些能够检测多种分析物的分析物传感器可以包括第一工作电极和第二工作电极、部署在每个工作电极上的分析物响应活性区域，以及参考电极和对电极。包括多个工作电极但不包括参考电极和对电极的分析物传感器也能够与另一个包含参考电极和对电极的传感器结合使用，使得这些电极被共享。使得这些电极被共享。使得这些电极被共享。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测多种分析物的传感器阵列系统和方法
[0001]关于联邦政府资助的研究或开发的声明
[0002]不适用。

技术介绍

[0003]检测个体体内的各种分析物有时对于监测他们的健康状况是至关重要的。与正常分析物水平的偏差常常可以指示潜在的生理状况，诸如代谢状况或疾病，或暴露于特定环境条件。虽然对于给定的生理状况，单一分析物可能会单独失调，但有时会出现多种分析物同时失调的情况，这或者是由于相同的生理状况，或者是由共病(相关)生理状况引起的。当多种分析物同时失调时，每种分析物的失调程度可以不同。因此，可能需要对每种分析物进行监测，以获得对个人健康状况的满意评估。
[0004]使用抽取的体液进行的定期离体分析物监测会足以观察许多个体的给定生理状况。但是，对于一些人来说，离体分析物监测可能不方便或痛苦，特别是如果需要相当频繁地抽取或收集体液(例如，每天数次)。使用植入的体内分析物传感器进行的连续分析物监测对于具有严重分析物失调和/或分析物水平快速波动的个体来说可能是更理想的方法，但是由于提供的便利，它也可以对其它个体有益。持续的分析物监测可以让个人或医师在他们有机会导致更严重的健康后果(诸如器官损伤或衰竭)之前主动解决异常的分析物水平。在许多情况下，皮下、间质或真皮分析物传感器可以为此目的提供足够的测量准确度，同时将用户的不适感降至最低。
[0005]许多分析物表示生理分析的有趣目标，前提是可以识别合适的检测化学品。为此，近年来开发和改进了配置用于测定体内葡萄糖的电流传感器，以帮助监测糖尿病患者的健康状况。糖尿病个体中通常与葡萄糖同时失调的其它分析物包括例如乳酸、氧、pH、A1c、酮等。被配置用于检测通常与葡萄糖组合失调的分析物的传感器是已知的，但目前相当不精制。
[0006]体内分析物传感器通常被配置为分析单一分析物以提供特定分析，常常采用酶来为给定分析物提供高特异性。由于这种分析特异性，配置用于分析葡萄糖的当前体内分析物传感器对于测定经常与葡萄糖组合失调或由失调的葡萄糖水平导致的其它分析物一般是低效的。充其量，当前的分析物监测方法要求糖尿病个体穿戴两个不同的体内分析物传感器，一个被配置用于测定葡萄糖而另一个被配置用于测定另一种感兴趣的分析物。使用多个体内分析物传感器的分析物监测方法对于用户来说可能非常不方便。而且，当使用多个体内分析物传感器用于分析物监视时，装备的成本负担增加，并且个体体内分析物传感器中的至少一个出现故障的统计可能性增加。
[0007]糖尿病个体常常特别容易受到合并症的影响，这可以是由于他们的胰岛素水平管理不善或甚至是长期对糖尿病管理良好的结果。举例来说，糖尿病性神经病变可以由高血糖水平引起并最终导致肾衰竭。糖尿病性神经病变是美国肾衰竭的主要原因，大量糖尿病患者在发病的最初10
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20年内都经历过这种情况。评估肾功能的诊断测试目前基于血液和/或尿液样本中升高的肌酐水平的测量。虽然期望尽快检测到潜在的肾功能衰竭，但目前的
诊断测试方法通常需要较长时间(数月至数年)才能验证肌酐水平是否持续增加或随时间呈上升趋势。如果未能及早发现肾功能异常，那么常规肌酐监测不频繁会增加发生肾衰竭的风险。
[0008]乙醇也可以在糖尿病管理中发挥重要作用。如本文所使用的，术语“乙醇”是指化合物C2H6O，并且是酒精饮料中的成分；除非另有说明，否则术语“醇”和“乙醇”在本文中可互换使用。葡萄糖稳态，维持血糖的胰岛素和胰高血糖素的平衡，对中枢神经系统和依赖这种稳态进行适当代谢的各种细胞系统的功能至关重要。葡萄糖稳态的波动(即，高血糖、血糖过高和低血糖、血糖不足)会干扰器官和细胞的运作，至少通过特异性地干扰胰岛素和葡萄糖产生、调节和作用。例如，酒精会抑制肝脏中葡萄糖的产生，并因此抑制其释放，从而增加中度或重度低血糖的风险。酒精还会降低胰岛素的有效性，从而增加中度或重度高血糖的风险。因此，酒精和葡萄糖之间的关系可能并不直接彼此关联，在许多方面是个人主义的(例如，遗传倾向)，并且至少取决于暴露时间和浓度。而且，酒精会损害个体识别或认识到与高血糖和低血糖相关联的症状的能力，从而加剧个体的健康风险。了解酒精引起的其血糖水平自然失调或在没有干预的情况下缺乏体内平衡的糖尿病个体的血糖控制的改变会非常有益。
[0009]酮是另一类在糖尿病个体中通常失调的分析物。因为在也表现出酮酸中毒(酮失调)的糖尿病个体中，葡萄糖和酮浓度可能彼此不直接相关，因此同时监测两种分析物可能是有利的，可能导致改善的健康结果。除了为糖尿病个体提供健康益处之外，分析物传感器还会对希望监测其酮水平的其他个体有益，诸如实行生酮饮食的个体。生酮饮食可以有助于促进体重减轻以及帮助癫痫患者控制病情。在生酮饮食监测期间同时监测血糖可以提供相关优势。
[0010]乳酸是另一种其体内水平会因多种环境或生理因素(包括例如进食、压力、运动、败血症或败血性休克、感染、缺氧、癌组织的存在等)而变化的分析物。在慢性乳酸改变情况(例如，疾病)的情况下，乳酸水平会缓慢改变，使得可以使用常规抽血和实验室测量容易地对其进行量化。其它乳酸更改状况本质上可以是偶发性的，在这种情况下，乳酸水平会非常迅速且不规则地波动。在此类情况下，常规的实验室测量可能不适合确定乳酸水平。即，乳酸水平可以在连续测量之间发生了几次改变，并且在此类情况下会完全漏掉异常的乳酸水平，从而导致潜在的不正确诊断。在乳酸水平快速波动的情况下，可以期望连续测量个体的乳酸水平，诸如通过使用植入的体内乳酸传感器。持续的乳酸监测也对患有慢性、缓慢改变的乳酸水平的个体有利。例如，持续的乳酸监测可以避免与进行多次抽血以测定乳酸水平相关的痛苦和费用。
附图说明
[0011]包括以下附图以说明本公开的某些方面，并且不应当被视为排他性实施例。所公开的主题能够在形式和功能上进行相当大的修改、更改、组合和等同物，而不脱离本公开的范围。
[0012]图1示出了说明性感测系统的示意图，该感测系统可以结合本公开的分析物传感器。
[0013]图2A
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2B示出了具有单个工作电极的说明性双电极分析物传感器配置的横截面
图。
[0014]图3A示出了具有单个工作电极的说明性分析物传感器的两侧的平面图。
[0015]图3B示出了说明性连接器的透视图。
[0016]图3C示出了具有单个工作电极的说明性三电极分析物传感器配置的横截面图。
[0017]图4A示出了具有两个工作电极的说明性分析物传感器配置的两侧的平面图。
[0018]图4B示出了说明性连接器的透视图。
[0019]图5A示出了说明性分析物传感器配置的分解视图，该配置具有两个工作电极、一个对电极和一个参考电极。
[0020]图5B示出了说明性分析物传感器配置的横截面图，该配置具有两个工作电极、一个对电极和一个参考电极。
[0021]图5C示出了说明性分析物传感器配置的横截面图，该配置具有两个工作电极、一个对电极和一个参考电极。
[0022]图5D示出了说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种分析物传感器，包括：可植入传感器尾部，包括：基板，具有第一侧和第二侧；第一工作电极，位于基板上；第二工作电极，位于基板上；第一分析物响应活性区域，部署在第一工作电极的表面上；以及第二分析物响应活性区域，部署在第二工作电极的表面上，其中第一分析物响应活性区域比第二分析物响应活性区域位于更靠近基板的远端，并且其中第一分析物响应活性区域的近端与第二分析物响应活性区域的远端之间的距离是至少大约0.2mm。2.如权利要求1所述的传感器，其中第一工作电极和第二工作电极由绝缘层隔开。3.如权利要求1所述的传感器，其中第一工作电极位于基板的第一侧上并且第二工作电极位于基板的第二侧上。4.如权利要求1所述的传感器，其中第一工作电极和第二工作电极位于基板的第一侧上。5.如权利要求1所述的传感器，其中第一分析物响应活性区域的近端与第二分析物响应活性区域的远端之间的距离在大约0.4至大约1.1mm之间。6.如权利要求1所述的传感器，还包括：第一膜，第一膜可渗透第一分析物并外涂覆第一分析物响应活性区域；以及第二膜，第二膜可渗透第二分析物并外涂覆第一分析物响应活性区域和第二分析物响应活性区域。7.如权利要求1所述的传感器，其中第一分析物响应活性区域和第二分析物响应活性区域各自包括电子转移剂，该电子转移剂与第一分析物响应活性区域和第二分析物响应活性区域中的每一个中的聚合物共价键合。8.如权利要求1所述的传感器，其中第一分析物响应活性区域还包括第一电子转移剂、第一聚合物和酶系统，该酶系统包括能够协同作用以促进第一分析物的检测的多种酶。9.如权利要求1所述的传感器，其中第二分析物响应活性区域还包括第二电子转移剂、第二聚合物和酶系统，该酶系统包括能够协同作用以促进第二分析物的检测的多种酶。10.如权利要求1所述的传感器，还包括参考电极和对电极。11.如权利要求10所述的传感器，还包括在参考电极的表面上的参考材料层。12.如权利要求11所述的传感器，其中参考材料包括Ag和AgCl。13.如权利要求1所述的传感器，其中第一分析物选自葡萄糖、β
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羟基丁酸盐、尿酸、酮、肌酐、乙醇和乳酸。14.如权利要求1所述的传感器，其中第二分析物选自葡萄糖、β
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羟基丁酸盐、尿酸、酮、肌酐、乙醇和乳酸。15.如权利要求1所述的传感器，其中第一分析物是酮或β
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羟基丁酸盐。16.如权利要求1所述的传感器，是葡萄糖。17.如权利要求1所述的传感器，其中可植入传感器尾部被配置为插入到组织中。18.如权利要求6所述的传感器，其中第一膜和第二膜具有不同的成分。
19.如权利要求1所述的传感器，其中第一工作电极通过介电层与对电极或参考电极隔开。20.如权利要求1所述的传感器，其中可植入传感器尾部的远侧区域具有在大约0.2mm和大约0.4mm之间的最大厚度。21.一种方法，包括：将分析物传感器暴露于至少包括第一分析物和第二分析物的流体，其中分析物传感器包括可植入传感器尾部，该传感器尾部包括具有第一侧和第二侧的基板，位于基板上的第一工作电极，位于基板上的第二工作电极，部署在第一工作电极的表面上的第一分析物响应活性区域，以及部署在第二工作电极的表面上的第二分析物响应活性区域，其中第一分析物响应活性区域比第二分析物响应活性区域位于更靠近基板的远端，并且其中第一分析物响应活性区域的近端与第二分析物响应活性区域的远端之间的距离在大约0.4至大约1.1mm之间；对第一工作电极施加第一电位并且对第二工作电极施加第二电位；获得处于或高于第一分析物响应活性区域的氧化
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还原电位的第一信号，该信号与流体中第一分析物的浓度成比例；获得处于或高于第二分析物响应活性区域的氧化
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还原电位的第二信号，第二信号与流体中第二分析物的浓度成比例；以及将第一信号与流体中的第一分析物的浓度相关并且将第二信号与流体中的第二分析物的浓度相关。22.如权利要求21所述的方法，其中第一工作电极和第二工作电极由绝缘层隔开。23.如权利要求21所述的方法，其中第一工作电极位于基板的第一侧上并且第二工作电极位于基板的第二侧上。24.如权利要求21所述的方法，其中第一工作电极和第二工作电极位于基板的第一侧上。25.如权利要求21所述的方法，其中可植入传感器尾部还包括第一膜和第二膜，第一膜可渗透第一分析物并外涂覆第一分析物响应活性区域并且第二膜可渗透第二分析物并外涂覆第一和第二分析物响应活性区域。26.如权利要求21所述的方法，其中第一分析物响应活性区域和第二分析物响应活性区域各自包括电子转移剂，该电子转移剂与第一分析物响应活性区域和第二分析物响应活性区域中的每一个中的聚合物共价键合。27.如权利要求21所述的方法，其中第一分析物响应活性区域还包括第一电子转移剂、第一聚合物和酶系统，该酶系统包括能够协同作用以促进第一分析物的检测的多种酶。28.如权利要求21所述的方法，其中第二分析物响应活性区域还包括第二电子转移剂、第二聚合物和酶系统，该酶系统包括能够协同作用以促进第二分析物的检测的多种酶。29.如权利要求21所述的方法，其中第一分析物选自葡萄糖、β
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羟基丁酸盐、尿酸、酮、肌酐、乙醇和乳酸。30.如权利要求21所述的方法，其中第二分析物选自葡萄糖、β
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羟基丁酸盐、尿酸、酮、肌酐、乙醇和乳酸。31.如权利要求21所述的方法，其中第一分析物是酮或β
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羟基丁酸酯。
32.如权利要求21所述的方法，其中第二分析物是葡萄糖。33.如权利要求25所述的方法，其中第一膜和第二膜具有不同的组成。34.如权利要求21所述的方法，其中第一工作电极与第二工作电极通过介电层隔开。35.如权利要求21所述的方法，其中流体是生物流体并且分析物传感器在体内暴露于生物流体。36.如权利要求21所述的方法，其中第一信号和第二信号是在不同时间测量的。37.如权利要求21所述的方法，其中第一信号和第二信号是同时测量的。38.如权利要求21所述的方法，其中第一信号和第二信号经由第一信道和第二信道同时获得。39.如权利要求21所述的方法，其中可植入传感器尾部的远侧区域具有在大约0.2mm和大约0.4mm之间的最大厚度。40.一种分析物传感器，包括：可植入传感器尾部，包括：基板，具有第一侧和第二侧；第一工作电极，位于基板的第一侧上并与基板的第一侧接触；第一分析物响应活性区域，部署在第一工作电极的表面上；第二工作电极，位于基板的第一侧上并与基板的第一侧接触；第二分析物响应活性区域，部署在第二工作电极的表面上，其中第一分析物响应活性区域比第二分析物响应活性区域位于更靠近基板的远端；对电极；以及参考电极。41.如权利要求40所述的传感器，其中第一分析物响应活性区域的近端与第二分析物响应活性区域的远端之间的距离在大约0.4至大约1.1mm之间。42.如权利要求40所述的传感器，其中第一工作电极和第二工作电极没有通过介电层与基板的第一侧隔开。43.如权利要求40所述的传感器，其中对电极和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宜，H，
申请(专利权)人：美国雅培糖尿病护理公司，
类型：发明
国别省市：