專(zhuān)利名稱(chēng)：包含共混膜組合物的分析物傳感器及其制造和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在糖尿病監(jiān)控中使用的諸如葡萄糖傳感器之類(lèi)的生物傳感器以及用于制造這些傳感器的材料，例如，用于生物傳感器膜的混合的聚合組合物。
背景技術(shù)：
諸如生物傳感器之類(lèi)的分析物傳感器包括使用生物元件將基質(zhì)中的化學(xué)分析物轉(zhuǎn)化為可檢測(cè)信號(hào)的設(shè)備。本領(lǐng)域中存在用于檢測(cè)各種分析物的多種類(lèi)型的生物傳感器。研究最多的生物傳感器的類(lèi)型可能為電流型葡萄糖傳感器，這是一種通常用于監(jiān)測(cè)患有糖尿病的個(gè)體中葡萄糖水平的裝置。典型的葡萄糖傳感器根據(jù)以下化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行工作
[000權(quán)利要求
1.一種電流型分析物傳感器裝置，所述裝置包括 基底層； 設(shè)置在所述基底層上的導(dǎo)電層，并且所述導(dǎo)電層包括工作電極； 設(shè)置在所述導(dǎo)電層上的分析物檢測(cè)層；以及 設(shè)置在所述分析物檢測(cè)層上的分析物調(diào)節(jié)層； 其中 所述分析物調(diào)節(jié)層包括下列成分混合的混合物 線(xiàn)性聚氨酯/聚脲聚合物，以及 分支的丙烯酸酯聚合物；并且 所述線(xiàn)性聚氨酯/聚脲聚合物和所述分支的丙烯酸酯聚合物以1:1至1:20重量％的比例混合。
2.如權(quán)利要求I所述的分析物傳感器裝置，其中 所述線(xiàn)性聚氨酯/聚脲聚合物表現(xiàn)出在溫度從22°C上升至40°C時(shí)葡萄糖滲透率降低.1%/°C至 8%/°C ;并且 所述分支的丙烯酸酯聚合物表現(xiàn)出在溫度從22°C上升至40°C時(shí)葡萄糖滲透率增加.1%/。。至 8%/。。。
3.如權(quán)利要求I所述的分析物傳感器裝置，其中，混合的分析物調(diào)節(jié)層表現(xiàn)出在22°C至40°C的溫度范圍內(nèi)葡萄糖滲透率的變化小于2%/°C。
4.如權(quán)利要求I所述的分析物傳感器裝置，其中，所述分析物傳感器裝置包括可與生物組織相容的結(jié)構(gòu)以及由可生物相容的材料制成的元件，從而使該分析物傳感器裝置可植入體內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的分析物傳感器裝置，其中，所述分析物調(diào)節(jié)層有利于所述傳感器的體內(nèi)水合，從而可在傳感器植入體內(nèi)環(huán)境之后45分鐘內(nèi)檢測(cè)到體內(nèi)分析物水平。
6.如權(quán)利要求I所述的分析物傳感器裝置，其中，所述傳感器不包括設(shè)置在所述分析物檢測(cè)層和所述分析物調(diào)節(jié)層之間的單獨(dú)的促粘材料層。
7.如權(quán)利要求I所述的分析物傳感器裝置，所述裝置還包括以下層中的至少一個(gè) 設(shè)置在所述分析物檢測(cè)層上的蛋白質(zhì)層；或 設(shè)置在所述分析物傳感器裝置上的覆蓋層，其中，所述覆蓋層包括位于所述覆蓋層上的孔，以有利于體內(nèi)環(huán)境中存在的分析物接觸分析物調(diào)節(jié)層并穿過(guò)該分析物調(diào)節(jié)層擴(kuò)散，并且接觸所述分析物檢測(cè)層。
8.如權(quán)利要求I所述的分析物傳感器裝置，其中，所述分析物檢測(cè)層含有葡萄糖氧化酶。
9.如權(quán)利要求I所述的分析物傳感器裝置，其中，所述導(dǎo)電層包括多個(gè)電極，所述電極包括工作電極，對(duì)電極和參比電極。
10.如權(quán)利要求9所述的分析物傳感器，其中，所述導(dǎo)電層包括多個(gè)工作電極、多個(gè)對(duì)電極和多個(gè)參比電極，并且 所述多個(gè)工作電極、多個(gè)對(duì)電極和多個(gè)參比電極被分組聚集成單元并且以重復(fù)的單元形式在位置上分布于所述導(dǎo)電層上。
11.如權(quán)利要求I所述的分析物傳感器，其中，脈沖電壓用于從電極獲取信號(hào)。
12.如權(quán)利要求I所述的分析物傳感器裝置，其中，所述分析物調(diào)節(jié)層包括如下成分的混合物 (1)由含有下述成分的混合物形成的聚氨酯/聚脲聚合物 (a)二異氰酸酯； (b)含有親水性二醇或親水性二胺的親水性聚合物；和 (c)在末端含有氨基、羥基或羧酸功能基團(tuán)的硅氧烷；以及 (2)由含有下述成分的混合物形成的分支的丙烯酸酯聚合物 Ca)丙烯酸丁酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯； (b)氨基-丙烯酸酯； (c)硅氧烷-丙烯酸酯；以及 (d)聚(環(huán)氧乙烷)_丙烯酸酯。
13.如權(quán)利要求12所述的分析物傳感器裝置，其中，所述分支的丙烯酸酯聚合物由還包含羥基-丙烯酸酯的反應(yīng)混合物形成。
14.如權(quán)利要求12所述的分析物傳感器，其中，所述分析物調(diào)節(jié)層包括下列成分的混合物 (1)由含有下述成分的混合物形成的聚氨酯/聚脲聚合物 (a)二異氰酸酯； (b)含有親水性二醇或親水性二胺的親水性聚合物； (c)在末端含有氨基、羥基或羧酸功能基團(tuán)的硅氧烷；以及 (2)由含有下述成分的混合物形成的分支的丙烯酸酯聚合物 Ca)甲基丙烯酸甲酯； (b)2_(二甲基氨基)甲基丙烯酸乙酯； (c)聚二甲基硅氧烷單甲基丙烯酰氧基丙基； (d)聚(環(huán)氧乙烷)甲基醚甲基丙烯酸酯；以及 (e)2-羥基甲基丙烯酸乙酯。
15.一種制造用于植入哺乳動(dòng)物體內(nèi)的分析物傳感器裝置的方法，所述方法包括以下步驟 提供基底層； 在所述基底層上形成導(dǎo)電層，其中，所述導(dǎo)電層包括工作電極； 在所述導(dǎo)電層上形成分析物檢測(cè)層，其中，所述分析物檢測(cè)層包括氧化還原酶； 在所述分析物檢測(cè)層上形成分析物調(diào)節(jié)層，其中 所述分析物調(diào)節(jié)層包括下述成分混合的混合物 線(xiàn)性聚氨酯/聚脲聚合物，和 分支的丙烯酸酯聚合物，并且 所述線(xiàn)性聚氨酯/聚脲聚合物和所述分支的丙烯酸酯聚合物以I: I至1:20重量％的比例混合，以及 在所述分析物調(diào)節(jié)層上形成覆蓋層。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述分析物調(diào)節(jié)層組合物表現(xiàn)出在21°C至40°C的溫度范圍內(nèi)葡萄糖滲透率的變化小于2%/°C。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述分析物調(diào)節(jié)層組合物包括如下成分的混合物 (1)由含有下述成分的混合物形成的第一聚合物 (a)二異氰酸酯； (b)至少一種親水性二醇或親水性二胺；以及 (C)娃氧燒；以及 (2)由含有下述成分的混合物形成的第二聚合物 (a)2_(二甲基氨基)甲基丙烯酸乙酯； (b)甲基丙烯酸甲酯； (c)聚二甲基硅氧烷單甲基丙烯酰氧基丙基；以及 (d)聚(環(huán)氧乙烷)甲基醚甲基丙烯酸酯。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述第二聚合物由還包含2-羥基甲基丙烯酸乙酯的反應(yīng)混合物形成。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所形成的分析物調(diào)節(jié)層組合物表現(xiàn)出使得所述分析物調(diào)節(jié)層組合物粘接于所述分析物檢測(cè)裝置中的鄰近層的粘接性質(zhì)，這樣，所述分析物傳感器裝置不包括設(shè)置在所述分析物檢測(cè)層和鄰近層之間的促粘層。
20.一種組合物，所述組合物包括下述成分的混合物 (1)由含有下述成分的混合物形成的第一聚合物 Ca) 二異氰酸酯化合物； (b)至少一種親水性二醇或親水性二胺化合物；以及 (C)硅氧烷化合物；以及 (2)由含有下述成分的混合物形成的第二聚合物 (a)5重量％至45重量％的2-( 二甲基氨基)甲基丙烯酸乙酯化合物； (b)15重量％至55重量％的甲基丙烯酸甲酯化合物； (c)15重量％至55重量％的聚二甲基硅氧烷單甲基丙烯酰氧基丙基化合物；以及 ((1)5重量％至35重量％的聚(環(huán)氧乙烷)甲基醚甲基丙烯酸酯化合物； 其中，所述第一聚合物和所述第二聚合物以1:1至1:20重量％的比例混合在一起。
21.如權(quán)利要求20所述的組合物，其中，所述第一聚合物還包括起擴(kuò)鏈劑作用的化合物。
22.如權(quán)利要求20所述的組合物，其中，丙烯酸酯聚合物由進(jìn)一步包含I重量％至20重量％的2-羥基甲基丙烯酸乙酯的反應(yīng)混合物形成。
23.如權(quán)利要求20所述的組合物，其中，所述二異氰酸酯化合物構(gòu)成第一聚合物混合物中約50mol%的反應(yīng)物。
24.如權(quán)利要求20所述的組合物，其中 所述線(xiàn)性聚氨酯/聚脲聚合物表現(xiàn)出在溫度從22°C上升至40°C時(shí)葡萄糖滲透率降低1%/V 至 8%/°C ;并且 所述分支的丙烯酸酯聚合物表現(xiàn)出在溫度從22°C上升至40°C時(shí)葡萄糖滲透率增加1%/V至 8%/V。
25.如權(quán)利要求20所述的組合物，其中，所述聚合物混合物表現(xiàn)出在22°C至40°C的溫度范圍內(nèi)葡萄糖滲透率的變化小于2 %/°C。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施方式提供具有如下元件的分析物傳感器及其制造和使用方法，所述元件被設(shè)計(jì)為調(diào)節(jié)所述分析物傳感器的化學(xué)反應(yīng)。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述傳感器包括分析物調(diào)節(jié)膜，所述分析物調(diào)節(jié)膜含有線(xiàn)性聚氨酯/聚脲聚合物和分支的丙烯酸酯聚合物的混合物。
文檔編號(hào)C12Q1/00GK102762740SQ201080062485
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者布魯克斯·B·科克倫, 拉吉夫·什哈, 特里·T·丹格, 約翰·J·馬斯特羅托塔羅, 讓-漢恩·拉里·旺 申請(qǐng)人:美敦力迷你邁德公司