与分析物传感器一起使用的分析物转运膜的制作方法

本公开涉及分析物传感器(例如，用于管理糖尿病的葡萄糖传感器)以及用于制造和使用此类传感器的方法和材料。

背景技术：

1、诸如生物传感器等分析物传感器包括使用生物元素将基质中的化学分析物转化为可检测信号的装置。存在许多种类型的用于各种各样的分析物的生物传感器。研究最多的生物传感器类型是电流型葡萄糖传感器，其对于成功控制糖尿病的葡萄糖水平至关重要。

2、电化学传感器的一个常见问题是它们不仅可与待测量分析物(或与分析物的酶促反应的副产物)发生电化学反应，而且还可从存在于分析物环境中的并非有意测量的其他电活性化学物种生成信号，这导致信号强度因这些“干扰物种”而增加。通常，这种干扰物种是具有与待测量分析物重叠的氧化或还原电势的化合物(或与分析物的酶促反应的副产物)。例如，在其中传感器测量过氧化氢的常规的电流型的基于葡萄糖氧化酶的葡萄糖传感器中，已知干扰物种(诸如对乙酰氨基酚、抗坏血酸盐、间甲酚、苯酚、甘油和尿酸盐)会混淆真正的分析物信号。

3、出于上述原因，期望被设计成改善传感器功能并解决由这种干扰物种引起的困难的方法和材料。此外，需要设计用于优化分析物迁移通过传感器元件的方法和材料。

技术实现思路

1、如本文所公开的，可通过使用具有材料群集的电化学分析物传感器来克服由于体内环境中存在的干扰物种而在电化学分析物传感器中可能发生的虚假电子信号的问题，该材料群集被选择用于允许它们促进分析物迁移通过传感器并感测真正的分析物信号，同时避免可由干扰物种引起的混杂信号。在这种情况下，本发明提供了被设计用于改善分析物迁移和传感器灵敏度并解决由存在于体内环境中的干扰物种引起的困难的方法和材料。

2、本发明的实施方案包括具有外膜的分析物传感器，该外膜包含磷脂双层和化学选择性转运体分子，该转运体分子被选择用于用作感兴趣的分析物分子的通量的过滤器和控制器。在本发明的示例性实施方案中，传感器的膜被形成为对葡萄糖具有高选择性，同时提供针对干扰分子(诸如抗坏血酸、对乙酰氨基酚、尿酸等)的有效屏障。本发明的实施方案还包括制造此类传感器的方法。本发明的实施方案还包括使用本文所公开的分析物传感器感测分析物的方法。

3、在本发明的某些实施方案中，分析物传感器设备包括基底层、设置在基底层上的导电层，其中导电层包括工作电极；设置在工作电极上的分析物感测层，其中分析物感测层包含被选择用于与分析物反应的酶(例如，葡萄糖氧化酶)；以及设置在分析物感测层上方的分析物转运层。在本发明的此类实施方案中，分析物转运层包含形成磷脂双层的材料；分析物转运层包含被选择为促进分析物(例如，glut-1)从传感器所在环境向酶的转运的至少一种蛋白质；并且分析物转运层抑制对乙酰氨基酚、抗坏血酸盐、间甲酚、苯酚、甘油和尿酸盐中的至少一者穿过该分析物转运层扩散。在本发明的典型实施方案中，此类分析物传感器中的酶包括葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶、3-羟基丁酸脱氢酶或乳酸氧化酶。在本发明的某些实施方案中，分析物传感器被设计成感测葡萄糖，并且设置在分析物转运层中的蛋白质是葡萄糖转运蛋白(例如，glut-1)。

4、本发明的另一个实施方案是制造分析物传感器设备的方法，该方法包括以下步骤：提供基底层；在基底层上形成导电层，其中导电层包括工作电极；然后在工作电极上方形成分析物感测层，其中该分析物感测层包含被选择用于与分析物反应的酶。在这些方法中，然后在分析物感测层上形成分析物转运层。通常在这些方法中，分析物转运层包含磷脂；分析物转运层包含被选择为促进分析物从传感器所在环境向酶的转运的至少一种蛋白质；并且分析物转运层由被选择为抑制对乙酰氨基酚、抗坏血酸盐、间甲酚、苯酚、甘油和尿酸盐中的至少一者穿过该分析物转运层扩散的材料形成。通常在这些方法中，酶包括葡萄糖脱氢酶、3-羟基丁酸脱氢酶、乳酸氧化酶或葡萄糖氧化酶。在这些方法的某些实施方案中，分析物传感器被设计成感测葡萄糖，并且蛋白质是葡萄糖转运蛋白(例如，glut-1)。

5、在用于制备本文所公开的分析物传感器的方法的某些实施方案中，该方法包括以下步骤：在传感器中设置包含磷脂的分析物转运层，并且随后将所选择的促进分析物转运的至少一种蛋白质掺入到由磷脂形成的磷脂双层中。在这些方法的其他实施方案中，该方法包括以下步骤：将磷脂与所选择的促进分析物转运的至少一种蛋白质组合；然后将该组合设置在传感器中。在这些方法的某些实施方案中，磷脂和/或转运体分子(例如，蛋白质，诸如glut-1)的量和/或表面密度被选择用于限制接触酶的分析物的量。在这些方法的一些实施方案中，使用溅射工艺由铂形成电极。在这些方法的某些实施方案中，该至少一种蛋白质是化学合成和/或被选择用于在储存期间表现出优化的稳定性。在这些方法的一些实施方案中，磷脂的量被选择用于形成使用者佩戴时间超过14天的分析物传感器。

6、本发明的又一个实施方案包括估算体内分析物浓度的方法，该方法包括将本文所公开的电流型分析物传感器设置在受试者的体内环境中，其中该环境包含分析物；然后估计分析物的浓度；使得估计体内分析物的浓度。

7、对于本领域技术人员而言，本发明的其他目标、特征和优点将根据以下详细描述而变得显而易见。然而，应当理解，详细描述和具体示例虽然指示本发明的一些实施方案，但是它们是以例示而非限制的方式给出的。在不脱离本发明的精神的情况下，可以在本发明的范围内进行许多改变和修改，并且本发明包括所有这些修改。

技术特征：

1.一种分析物传感器设备，所述分析物传感器设备包括：

2.根据权利要求1所述的分析物传感器设备，其中：所述酶包括葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶、3-羟基丁酸脱氢酶或乳酸氧化酶；并且/或者所述分析物传感器设备还包括分析物调节膜。

3.根据权利要求2所述的分析物传感器设备，其中设置在所述分析物转运层中的所述蛋白质是葡萄糖转运蛋白。

4.根据权利要求3所述的分析物传感器设备，其中所述蛋白质是glut-1。

5.一种制造分析物传感器设备的方法，所述方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的方法，其中：所述酶包括葡萄糖脱氢酶、3-羟基丁酸脱氢酶、乳酸氧化酶或葡萄糖氧化酶。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述蛋白质是葡萄糖转运蛋白。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述蛋白质是glut-1。

9.根据权利要求5所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：在所述传感器中设置包含磷脂的所述分析物转运层，以及随后将所选择的促进所述分析物的转运的所述至少一种蛋白质掺入到由所述磷脂形成的磷脂双层中。

10.根据权利要求5所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：将磷脂与所选择的促进所述分析物的转运的所述至少一种蛋白质组合；然后将此组合设置在所述传感器中。

11.根据权利要求5所述的方法，其中转运体分子的量和/或表面密度被选择用于限制接触所述酶的分析物的量。

12.根据权利要求5所述的方法，其中使用溅射工艺由铂形成所述电极。

13.根据权利要求5所述的方法，其中所述至少一种蛋白质是化学合成的并且/或者被选择用于在储存期间表现出稳定性。

14.根据权利要求5所述的方法，其中磷脂的量被选择用于形成使用者佩戴时间超过14天的分析物传感器。

15.一种估计体内分析物的浓度的方法，所述方法包括：

技术总结本发明的实施方案提供了具有膜的电流型分析物传感器，该膜由被选择用于将分析物诸如葡萄糖转运至传感器内的酶、同时抑制干扰物种诸如对乙酰氨基酚移动至传感器内的电极的材料制成。虽然本发明的实施方案可用于多种情况，但是本发明的典型实施方案包括用于管理糖尿病的葡萄糖或酮传感器。技术研发人员：D·A·科萨科夫斯基,A·K·拉奥,S·瓦德雷武受保护的技术使用者：美敦力迷你迈德公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17