防輻射組合物及其制備和使用方法
【專利摘要】在醫(yī)療設(shè)備的制造過程中通常對醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行殺菌并且通過暴露于輻射對醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行殺菌是一種常見操作。輻射相對于其他殺菌方法具有多種優(yōu)勢，包括高滲透能力，相對低的化學(xué)反應(yīng)性以及瞬時(shí)起效，無需控制溫度、壓力、真空度或濕度。遺憾的是，輻射殺菌可損傷醫(yī)療設(shè)備中的一些成分的功能。例如，輻射殺菌可導(dǎo)致蛋白質(zhì)活性損失和/或?qū)е赂鞣N不同的染料化合物被漂白。本發(fā)明的實(shí)施方式提供可用于防止醫(yī)療設(shè)備受輻射殺菌的不利作用的影響的方法和材料。
【專利說明】防輻射組合物及其制備和使用方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年10月25日提交的美國申請第13/660，648號的權(quán)益以及2011年11月17日提交的美國臨時(shí)專利申請第61/561，146號的權(quán)益，上述美國申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及在體內(nèi)環(huán)境中使用的醫(yī)療設(shè)備，具體而言，本發(fā)明涉及在上述醫(yī)療設(shè)備植入體內(nèi)之前對這些醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行殺菌的方法和材料。

【背景技術(shù)】
[0004]醫(yī)務(wù)人員和患者通常使用多種預(yù)先經(jīng)過殺菌的醫(yī)療產(chǎn)品，例如，糖尿病患者使用的葡萄糖傳感器。在這種情況下，為了殺滅可能存在的微生物，將多種不同的殺菌方法用于各種不同的醫(yī)療產(chǎn)品。大多數(shù)殺菌方法需要使殺菌劑全面滲透待進(jìn)行殺菌的物品。這些方法可包括熱殺菌，其中對待進(jìn)行殺菌的物品進(jìn)行加熱和加壓，例如，在高壓鍋中進(jìn)行加熱加壓。熱量和壓力滲透待進(jìn)行殺菌的物品并且在足夠長的時(shí)間之后，熱量和壓力會(huì)殺滅有害微生物。諸如過氧化氫或環(huán)氧乙烷之類的氣體也用于對物品進(jìn)行殺菌。殺菌方法還包括使用諸如Y -射線、X-射線或高能電子之類的電離輻射以殺滅微生物的那些方法。
[0005]輻射相對于其他殺菌方法具有很多優(yōu)勢，包括高滲透能力、相對低的化學(xué)反應(yīng)性以及瞬時(shí)起效而無需控制溫度、壓力、真空度或濕度。因此，通過暴露于輻射而對醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行殺菌是一種常規(guī)操作 。全部或部分由聚合物構(gòu)成的醫(yī)療設(shè)備通常通過各種不同類型的輻射進(jìn)行殺菌，所述各種不同類型的輻射包括但不限于:電子束(e-beam)，射線、紫外線、紅外線、離子束以及X-射線。
[0006]電子束殺菌方法和Y-射線殺菌方法提供通常用于殺滅醫(yī)療設(shè)備上的微生物的輻射形式。然而，當(dāng)使用電子束和Y-射線殺滅微生物時(shí)，這種輻射可改變存在于醫(yī)療產(chǎn)品中的包括諸如蛋白質(zhì)之類的聚合物在內(nèi)的功能性大分子的結(jié)構(gòu)。高能輻射易于在聚合物分子內(nèi)引起電離和激發(fā)并產(chǎn)生自由基。這些富能物質(zhì)可與醫(yī)療產(chǎn)品中存在的大分子進(jìn)行反應(yīng)并發(fā)生分解、分離、斷鏈和交聯(lián)。
[0007]由輻射殺菌引起的醫(yī)療設(shè)備中的聚合材料和其他大分子的性能退化與在暴露于輻射的過程中自由基的形成有關(guān)。因此，當(dāng)使用電子束和Y-射線輻射對包含輻射敏感性成分的醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行殺菌時(shí)，電子束和Y-射線輻射可能會(huì)產(chǎn)生問題。這就使殺菌方法變得復(fù)雜并且限制了可用于醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計(jì)或材料的范圍。因此，可防止醫(yī)療設(shè)備材料因暴露于高能輻射而發(fā)生損傷的方法和制劑是理想的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]如上所述，通過暴露于輻射而對醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行殺菌是一種常規(guī)操作。遺憾的是，輻射殺菌可損傷一些醫(yī)療設(shè)備中的一些成分的功能。在這種情況下，本發(fā)明的實(shí)施方式提供可用于防止醫(yī)療設(shè)備受到輻射殺菌的不利影響的方法和材料。雖然本發(fā)明的典型實(shí)施方式屬于葡萄糖傳感器，但是本文公開的系統(tǒng)、方法和材料可適用于多種醫(yī)療設(shè)備。
[0009]本文公開的發(fā)明具有多種實(shí)施方式。本發(fā)明的典型實(shí)施方式包括通過在殺菌過程中將糖類傳感器與水性輻射防護(hù)制劑結(jié)合來抑制糖類傳感器損傷的方法，所述損傷可由輻射殺菌方法(例如，電子束輻射)引起。在本發(fā)明的常規(guī)實(shí)施方式中，所述糖類傳感器包括具有碳水化合物識別結(jié)構(gòu)域的糖類結(jié)合多肽，并且所述水性輻射防護(hù)制劑包括所選擇的能夠與糖類結(jié)合多肽結(jié)合的糖類。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述糖類傳感器包括熒光團(tuán)，并且所述水性輻射防護(hù)制劑包括所選擇的能夠淬滅所述熒光團(tuán)的熒光團(tuán)淬滅組合物。在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，所述傳感器為葡萄糖傳感器，并且所述糖類結(jié)合多肽包括甘露聚糖結(jié)合凝集素、伴刀豆球蛋白A、葡萄糖-半乳糖結(jié)合蛋白或葡萄糖氧化酶。在本發(fā)明的一些方法中，殺菌方法以抑制可由輻射殺菌方法引起的糖類傳感器損傷的方式在所選擇的使糖類與糖類結(jié)合多肽結(jié)合和/或使熒光團(tuán)淬滅組合物淬滅熒光團(tuán)的條件下進(jìn)行。
[0010]如下所述，多種化合物可用于本文公開的輻射防護(hù)制劑中。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，水性輻射防護(hù)制劑包括諸如葡萄糖、甘露糖、果糖、松三糖、N-乙?；?D-葡糖胺、蔗糖或海藻糖之類的糖類。在一些實(shí)施方式中，所述水性輻射防護(hù)制劑包括選自抗壞血酸鹽、尿酸鹽、亞硝酸鹽、維生素Ε、α-生育酚或煙酸甲酯的抗氧化劑。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述水性輻射防護(hù)制劑包括緩沖劑，例如，選自檸檬酸鹽、三(羥甲基)氨基甲烷(TRIS)和酒石酸鹽的緩沖劑。在本發(fā)明各種不同的實(shí)施方式中，所述輻射防護(hù)制劑可包括諸如表面活性劑、氨基酸、藥學(xué)上可接受的鹽等等的其他試劑。
[0011]本發(fā)明的相關(guān)實(shí)施方式包括一種組合物，所述組合物包括與水性輻射防護(hù)制劑結(jié)合的醫(yī)療設(shè)備。本發(fā)明的一種示例性的實(shí)施方式為一種包含糖類傳感器的組合物，所述糖類傳感器包括糖類結(jié)合多肽和/或熒光團(tuán)。在典型的組合物實(shí)施方式中，糖類傳感器與水性輻射防護(hù)制劑結(jié)合，所述水性輻射防護(hù)制劑包含糖類，其中，所述糖類與糖類結(jié)合多肽結(jié)合。任選地，在這種組合物中，所述糖類傳感器與水性輻射防護(hù)制劑中的熒光團(tuán)淬滅化合物結(jié)合 ?
[0012]多種化合物可與本文公開的糖類傳感器結(jié)合以形成本發(fā)明的輻射防護(hù)組合物。在本發(fā)明的典型實(shí)施方式中，所述組合物包括選自葡萄糖、甘露糖、果糖、松三糖、N-乙?；?D-葡糖胺、蔗糖或海藻糖的糖類。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述組合物包含熒光團(tuán)淬滅化合物，例如，對乙酰氨基酚。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述組合物包含選自抗壞血酸鹽、尿酸鹽、亞硝酸鹽、維生素Ε、α -生育酚或煙酸甲酯的抗氧化劑化合物。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述組合物包含表面活性劑，例如，諸如吐溫80之類的聚山梨醇酯。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述組合物包含諸如檸檬酸鹽、三(羥甲基)氨基甲烷(TRIS)或酒石酸鹽之類的緩沖劑。
[0013]通過下文的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)勢對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言會(huì)變得明顯。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，說明本發(fā)明的一些實(shí)施方式的詳細(xì)描述和特定實(shí)施例以舉例說明的方式給出，而無意限定本發(fā)明。在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)的條件下，可在本發(fā)明的范圍內(nèi)作出多種改變和修改，并且本發(fā)明包括所有這些修改。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1A表示包括植入皮下的管狀膠囊的傳感器設(shè)計(jì)并且提供響應(yīng)分析物(葡萄糖)的光學(xué)傳感器。圖1B顯示該膠囊的視圖。圖1C顯示該膠囊的相對尺寸。圖1D顯示可選的傳感器設(shè)計(jì)視圖，該傳感器包括由多個(gè)平面層狀元件形成的電流型分析物傳感器。
[0015]圖2顯示代表劑量響應(yīng)(DR)保留的數(shù)據(jù)的條狀圖，該劑量響應(yīng)(DR)保留是用于未進(jìn)行配置的傳感器(未與任何輻射防護(hù)組合物結(jié)合的對照傳感器)的電子束輻射劑量的函數(shù)，是在15kGy條件下以三劑量進(jìn)行電子束輻射的輻射劑量的函數(shù)以及在15kGy條件下進(jìn)行了配置的傳感器的電子束輻射劑量的函數(shù)。三劑量為3X5kGy。所測試的傳感器在含有50mM Tris-緩沖鹽水的溶液中受到濕輻射。箭頭代表對于進(jìn)行了配置的傳感器而言在暴露于15kGy之后可保留+80%的0尺。
[0016]圖3表示在暴露于15kGy輻射之后從傳感器得到的相位數(shù)據(jù)曲線和強(qiáng)度數(shù)據(jù)曲線。相對于輻射之前的劑量響應(yīng)2.1而言，輻射之后的劑量響應(yīng)為1.7，即，保留了 81%的劑量響應(yīng)。
[0017]圖4表示作為制劑中使用的抗壞血酸鹽的濃度的函數(shù)的受到輻射的傳感器的DR保留數(shù)據(jù)圖。使用過低濃度或過高濃度的抗壞血酸鹽均產(chǎn)生較低的DR保留，而20mM至10mM濃度范圍產(chǎn)生很好的防護(hù)。
[0018]圖5顯示作為制劑中使用的對乙酰氨基酚(=撲熱息痛，因此縮寫為PAM)濃度的函數(shù)的受到輻射的傳感器的DR保留數(shù)據(jù)圖。從圖中可見，使用較低濃度的對乙酰氨基酚產(chǎn)生較低的DR保留，而使用濃度高于1mM的對乙酰氨基酚產(chǎn)生很好的防護(hù)。而且，從圖中可以看出，在大多數(shù)情況下，將抗壞血酸鹽加至賦形劑中提供更好的防護(hù)效果。
[0019]圖6顯示作為制劑中使用的對乙酰氨基酚濃度的函數(shù)的受到輻射的傳感器的DR保留數(shù)據(jù)圖。
[0020]圖7顯示作為制劑中使用的對乙酰氨基酚濃度的函數(shù)的受到輻射的傳感器的DR保留數(shù)據(jù)圖。所有傳感器含有10mM蔗糖并且圖7還顯示了添加抗壞血酸鹽和甘露糖而發(fā)生的改變。
[0021]圖8顯示作為制劑中使用的抗壞血酸鹽濃度的函數(shù)的受到輻射的傳感器的DR保留數(shù)據(jù)圖。所有傳感器含有500mM蔗糖并且圖8還顯示了添加對乙酰氨基酚(PAM)和甘露糖而發(fā)生的改變。
[0022]圖9顯示代表受到輻射和未受到輻射的傳感器的絕對DR的數(shù)據(jù)的條狀圖，所述絕對DR作為由對乙酰氨基酚和抗壞血酸/抗壞血酸鹽配置傳感器的函數(shù)。
[0023]圖10顯示代表受到輻射和未受到輻射的傳感器的絕對DR的數(shù)據(jù)的條狀圖，所述絕對DR作為由對乙酰氨基酚、抗壞血酸、甘露糖和500mM蔗糖配置傳感器的函數(shù)?？偨Y(jié)果在圖11中舉例說明。
[0024]圖11顯示表示在使用Tris/檸檬酸鹽鹽水緩沖液+賦形劑之后傳感器響應(yīng)的數(shù)據(jù)圖。傳感器顯示出非常好的DR保留。
[0025]圖12顯示代表直接比較電子束輻射和無電子束輻射的傳感器的數(shù)據(jù)的圖。
[0026]圖13顯示在存儲(chǔ)于pH = 5.5的PBS中之后從所測試的原始傳感器中得到的數(shù)據(jù)的圖。PBS緩沖液沒有給傳感器本身帶來問題。
[0027]圖14顯示在電子束輻射過程中，在向PBS緩沖液中加入賦形劑(500mM蔗糖、20mM對乙酰氨基酚和50mM抗壞血酸鹽)的條件下，從傳感器中獲得的數(shù)據(jù)的圖。
[0028]圖15顯示在向PBS緩沖液中加入賦形劑(500mM蔗糖、20mM對乙酰氨基酚和50mM抗壞血酸鹽)的條件下，從傳感器中獲得的數(shù)據(jù)的圖。
[0029]圖16顯示對于使用不同的緩沖液濃度而言的DR保留的數(shù)據(jù)條狀圖。
[0030]圖17顯示在電子束輻射過程中僅使用檸檬酸鹽的傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的圖。
[0031]圖18顯示在電子束輻射過程中使用檸檬酸鹽和賦形劑的傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]除非另有說明，本文使用的所有技術(shù)術(shù)語、符號和其它科學(xué)術(shù)語或?qū)Ｓ妹~具有本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員一般理解的含義。在一些情況下，為了清楚和/或便于引用起見，本文對具有通常理解的含義的術(shù)語進(jìn)行了界定，本文中的這些定義所包括的內(nèi)容不應(yīng)當(dāng)被解釋為表示相對于本領(lǐng)域通常理解的含義具有實(shí)質(zhì)性區(qū)別。本文描述或引用的許多技術(shù)和步驟被完全理解并且一般由本領(lǐng)域技術(shù)人員通過使用常規(guī)方法而應(yīng)用。如果適用的話，除非另有說明，涉及商售試劑盒和試劑的使用的步驟通常根據(jù)廠商定義的操作規(guī)程和/或參數(shù)實(shí)施。許多術(shù)語在下文中界定。
[0033]術(shù)語“傳感器”，例如“分析物傳感器”中的術(shù)語“傳感器”，以其常用含義使用，包括但不限于:用于檢測諸如分析物之類的化合物的設(shè)備?！皞鞲衅飨到y(tǒng)”包括，例如，設(shè)計(jì)成有利于傳感器使用和功能的元件、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造(例如，特定的元件三維結(jié)構(gòu))。傳感器系統(tǒng)可包括，例如，諸如具有所選擇的材料性質(zhì)的那些組合物之類的組合物以及諸如用于信號檢測的元件和設(shè)備之類的電子組件(例如，光學(xué)探測器、電流探測器、監(jiān)控器、處理器，等等)。本文使用的術(shù)語“檢測用復(fù)合物”是指與特定分析物(例如，葡萄糖等等)發(fā)生相互作用并且產(chǎn)生指示特定分析物(例如，葡萄糖等等)的信號的傳感器成分。在本文中，根據(jù)本領(lǐng)域可接受的已發(fā)現(xiàn)、開發(fā)和/或形成的一些基質(zhì)的含義使用術(shù)語“基質(zhì)”。雖然本發(fā)明的典型實(shí)施方式屬于用于監(jiān)控糖尿病的葡萄糖傳感器，但是本文公開的系統(tǒng)、方法和材料可適用于本領(lǐng)域已知的多種醫(yī)療設(shè)備。
[0034]在監(jiān)控糖尿病方面，為了確保準(zhǔn)確的胰島素劑量，必須定期測量血液中的葡萄糖。而且，在長期護(hù)理糖尿病患者方面，更好地控制血糖水平已被證明可延緩(如果不預(yù)防的話)視網(wǎng)膜病的發(fā)作、循環(huán)系統(tǒng)疾病的發(fā)作和其他通常與糖尿病有關(guān)的退行性疾病的發(fā)作。因此，需要糖尿病患者自己可靠且準(zhǔn)確地監(jiān)測血糖水平。通常，血糖水平由糖尿病患者通過使用商售的比色試紙條或電化學(xué)生物傳感器(例如，酶電極)來監(jiān)測，這兩者均需要定期使用采血針型工具抽取適量的血液，且每次測量都需要使用采血針型工具抽取適量的血液。平均而言，大多數(shù)糖尿病患者會(huì)使用這種工具一天兩次測量血糖。然而，美國國家健康研究所推薦血糖水平的測量應(yīng)當(dāng)一天進(jìn)行至少四次，這個(gè)推薦已被美國糖尿病協(xié)會(huì)認(rèn)可。這種血糖測量頻率的提高在經(jīng)濟(jì)方面以及疼痛和不適方面給糖尿病患者帶來了相當(dāng)大的負(fù)擔(dān)，尤其是對于必須定期使用采血針從指尖抽血的長期糖尿病患者而言。因此，本領(lǐng)域確實(shí)需要更好的不涉及從患者體內(nèi)抽血的葡萄糖長期監(jiān)測系統(tǒng)。
[0035]本領(lǐng)域已有許多用于無需從患者體內(nèi)抽取的血液的葡萄糖測量技術(shù)的提議。一種通過競爭結(jié)合測試葡萄糖的方法使用基于接近性的信號產(chǎn)生/調(diào)芐基團(tuán)對，該基團(tuán)對通常為能量轉(zhuǎn)移供體受體對(包含能量供體基團(tuán)和能量受體基團(tuán))。所述能量供體基團(tuán)是光致發(fā)光的(通常為發(fā)熒光的)。在這些方法中，使能量轉(zhuǎn)移供體-受體對與待分析的樣本(例如，皮下流體)接觸。隨后所述樣本被激發(fā)發(fā)光并檢測所得到的發(fā)射光。供體-受體對中的能量供體基團(tuán)或能量受體基團(tuán)與受體載體(例如，碳水化合物結(jié)合分子)結(jié)合，而供體-受體對中的另一個(gè)(與配體載體結(jié)合，例如，碳水化合物類似物)和存在的任一分析物(例如，碳水化合物)競爭受體載體上的結(jié)合位點(diǎn)。當(dāng)供體和受體被放在一起時(shí)，在供體和受體之間發(fā)生能量轉(zhuǎn)移。供體-受體能量轉(zhuǎn)移的實(shí)例為熒光共振能量轉(zhuǎn)移(福斯特(F0rster)共振能量轉(zhuǎn)移，F(xiàn)RET)，該能量轉(zhuǎn)移是激發(fā)態(tài)能量從起始激發(fā)的供體(D)向受體(A)的非輻射轉(zhuǎn)移。能量轉(zhuǎn)移使能量供體基團(tuán)的熒光發(fā)生可檢測的壽命變化(縮短)。而且，由能量供體基團(tuán)發(fā)射的熒光信號的一部分被淬滅。所述壽命變化通過分析物的競爭結(jié)合而被降低，甚至消除。因此，通過測量明顯的發(fā)光壽命，例如，通過相位調(diào)節(jié)熒光測定法或者時(shí)間分辨突光測定法(參見，Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, Plenum 出版，1983，第3章)，可確定樣品中分析物的量?？深A(yù)見到的是，供體的強(qiáng)度衰減時(shí)間和相位角度隨著分析物濃度的增加而增加。FRET的重要特性為其是在與生物大分子的尺寸類似的距離上發(fā)生的。FRET的效率為50%的距離被稱為福斯特(Forster )距離，其通常為20-60
A。20-90 A的福斯特距離便于競爭結(jié)合研究。參見，例如，美國專利第6232120號和美國專利申請公開第 20080188723 號、第 20090221891 號、第 20090187084 號和第 20090131773號。
[0036]W091/09312描述了使用基于葡萄糖的親和性測試的皮下方法和設(shè)備(合并了能量轉(zhuǎn)移供體受體對)，所述基于葡萄糖的親和性測試通過光學(xué)方式進(jìn)行遠(yuǎn)程分析。W097/19188, W000/02048, W003/006992和W002/30275分別描述了通過能量轉(zhuǎn)移進(jìn)行的葡萄糖檢測，所述葡萄糖檢測產(chǎn)生可遠(yuǎn)程讀取的光學(xué)信號。上述系統(tǒng)依賴于作為碳水化合物結(jié)合分子的植物凝集素伴刀豆球蛋白A (Con A)。相反，W006/061207提出了可使用諸如甘露糖結(jié)合凝集素(MBL)之類的動(dòng)物凝集素。先前公開的碳水化合物類似物(例如，美國專利第6，232，130號中公開的那些)包含與碳水化合物和能量供體或能量受體基團(tuán)結(jié)合的球狀蛋白。碳水化合物聚合物(例如，任選地衍生的葡聚糖和甘露聚糖)也已用作碳水化合物類似物。在W006/061207中公開了在生理鈣濃度條件下使用高碘酸鹽裂解使葡聚糖與MBL結(jié)合。這些系統(tǒng)中的測試成分通常通過保留材料而被保留下來。例如，如W02005/110207中所描述的，該保留材料可以是可生物降解的聚合材料制成的殼。
[0037]在將諸如葡萄糖傳感器之類的可植入醫(yī)療設(shè)備引入體內(nèi)之前，必須對這些醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行殺菌。然而，這些設(shè)備的材料，例如，傳感器中的測試成分，可能對殺菌過程中的損傷具有敏感性。熱殺菌導(dǎo)致蛋白質(zhì)(凝集素和/或碳水化合物類似物)變性。氣體殺菌難以用于諸如傳感器之類的潤濕的設(shè)備。鑒于此，通過暴露于輻射而對醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行殺菌是一種常規(guī)操作?？捎糜跉⒕妮椛漕愋桶╕-輻射和電子束輻射。電子束輻射比Y輻射更易于控制。然而，電子束輻射可導(dǎo)致蛋白質(zhì)活性損失以及染料(例如，供體熒光團(tuán)和/或受體染料)漂白。這些作用可導(dǎo)致傳感器活性損失。
[0038]本發(fā)明的實(shí)施方式提供可用于防止諸如可植入葡萄糖傳感器之類的醫(yī)療設(shè)備受到輻射殺菌的不利影響的方法和材料。本文公開的本發(fā)明具有多種實(shí)施方式。本發(fā)明的典型實(shí)施方式包括通過在殺菌過程中使醫(yī)療設(shè)備與水性輻射防護(hù)制劑結(jié)合而抑制可由輻射殺菌方法引起的醫(yī)療設(shè)備(例如，糖類傳感器)的損傷的方法。在如本文公開的本發(fā)明的實(shí)施方式的情況下，因?yàn)殡娮邮椛浜蚘輻射基本上是相同的方法，所以，本發(fā)明的方法和材料所提供的防護(hù)對于這些輻射形式而言是相同的。Y射線使物品周圍的材料中的二級電子釋放出來，因此產(chǎn)生與電子束非常類似的電子級聯(lián)。基于該理由，Y輻射適用于包含一個(gè)或一個(gè)以上金屬元件的傳感器，因?yàn)榻饘偈嵌夒娮拥牧己霉?yīng)體。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，輻射殺菌方法包括電子束輻射。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，輻射殺菌方法包括Y射線輻射。
[0039]雖然醫(yī)療設(shè)備可暴露于以多劑量(例如，以3X5kGy提供總劑量15kGy)形式提供的輻射，但是，在本發(fā)明的典型實(shí)施方式中，以單劑量(例如，以lX15kGy提供總劑量15kGy)形式提供輻射。如本文所公開的(參見例如圖2)，以單劑量形式提供殺菌量的輻射相對于以多劑量形式提供相同量的輻射產(chǎn)生更好的輻射防護(hù)(將輻射分為三個(gè)劑量使傳感器產(chǎn)生更差的信號保留)。任選地，輻射的總劑量不超過35kGy，并且通常輻射的總劑量為1kGy至20kGy。在一些實(shí)施方式中，總劑量為15kGy±2kGy。Gy(J/kg)是劑量的SI單位，即，每單位質(zhì)量吸收的能量的量。在暴露于輻射之后，可評估傳感器的功能參數(shù)，例如傳感器劑量響應(yīng)(相對于OkGy DR的DR)以及絕對DR (測量從40mg/dL葡萄糖至400mg/dL葡萄糖的相位移度)。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，水性輻射防護(hù)制劑起到防止葡萄糖傳感器受輻射損傷的影響的作用，從而在傳感器暴露于輻射之后，使葡萄糖傳感器保留其對葡萄糖的劑量響應(yīng)(DR)的至少50%、60%或70% (相對于沒有受到輻射的對照傳感器的DR而言)。
[0040]在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述糖類傳感器包括硼酸衍生物，例如，美國專利第5，777，060號、第6，002, 954號和第6，766，183號中公開的那些硼酸衍生物，這些美國專利的內(nèi)容通過引用并入本文。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，所述糖類傳感器包含糖類結(jié)合多肽。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述糖類傳感器包含凝集素。任選地，所述凝集素為C-型(鈣依賴型)凝集素。在一些實(shí)施方式中，所述凝集素為脊椎動(dòng)物凝集素，例如，諸如人凝集素或人源化凝集素之類的哺乳動(dòng)物凝集素。然而，可選地，所述凝集素可為植物凝集素、鳥類凝集素、魚類凝集素或諸如昆蟲凝集素之類的無脊椎動(dòng)物凝集素。在一些實(shí)施方式中，所述凝集素是多聚體形式。多聚體凝集素可從人體或動(dòng)物體衍生得到?？蛇x地，所述凝集素可為單體形式。單體凝集素可通過重組方法形成或通過破壞從人體或動(dòng)物體衍生得到的天然多聚體凝集素中的亞單元之間的結(jié)合而形成。這種凝集素的實(shí)例在美國專利第6，232，130號中描述。在本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的糖類傳感器也在美國專利公開第2008/0188723號中公開，該美國專利公開的內(nèi)容通過引用并入本文。
[0041]在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，糖類傳感器中的糖類檢測成分包括凝集素。任選地，所述凝集素為甘露糖結(jié)合凝集素、膠固素或膠原凝集素_43(例如，牛CL-43)(均從血清中收集)或肺表面活性蛋白(肺膠原凝集素)。甘露糖結(jié)合凝集素(也稱為甘露聚糖結(jié)合凝集素或甘露聚糖結(jié)合蛋白，MBL, MBP)，例如，人MBL，已被證明是特別有用的。MBL是類膠原蛋白防衛(wèi)分子，其包含以“花束”形式排布的若干個(gè)(通常3至4個(gè)(MALD1-MS)，盡管I至6個(gè)的分布有可能出現(xiàn)(SDS-PAGE))亞單元，每個(gè)亞單元由三個(gè)相同的多肽構(gòu)成。每個(gè)亞單元的分子量為約75kDa,并且每個(gè)亞單元可任選地與一個(gè)或一個(gè)以上MBL相關(guān)絲氨酸蛋白酶(MASP)復(fù)合。每個(gè)多肽包含CRD。因此，每個(gè)亞單元存在三個(gè)碳水化合物結(jié)合位點(diǎn)。三聚體MBL和四聚體MBL (其是存在于人體血清中的主要形式，Teillet等人，Journal of Immunology, 2005,第2870-2877頁)分別存在九個(gè)和十二個(gè)碳水化合物結(jié)合位點(diǎn)。在本發(fā)明的典型實(shí)施方式中，凝集素包含智人甘露糖結(jié)合蛋白C前體(Homo sapiensmannose-binding protein C precursor)多妝(NCBI 參考序列:ΝΡ_000233.I)。血清 MBL 由3至4個(gè)亞單元構(gòu)成，每一亞單元由三個(gè)多肽構(gòu)成。NCBI參考序列:ΝΡ_000233.1的序列為27kDa至30kDa，這使整個(gè)MBL蛋白的Mw通常為270kDa至300kDa。
[0042]可選地，凝集素可為選自SP-A和SP-D的肺表面活性蛋白。這些蛋白與MBL類似。SP-A和SP-D是可水溶的收集物，其在先天性宿主防御功能中充當(dāng)鈣依賴性碳水化合物結(jié)合蛋白。SP-D還結(jié)合脂質(zhì)。SP-A具有與MBL的結(jié)構(gòu)類似的“花束”結(jié)構(gòu)(Kilpatrick DC(2000)Handbook of Animal Lectins,第 37 頁)。SP-D 具有四聚“X”結(jié)構(gòu)，在“X”的每個(gè)末端帶有CRD。其他合適的動(dòng)物凝集素是本領(lǐng)域所知曉的，例如，PC-凝集素CTL-1，角質(zhì)細(xì)胞膜凝集素，CD94，P35(同義詞:人L-纖維膠凝蛋白(L-ficolin)，一組凝集素)，ERGIC-53 (同義詞:MR60)，HIP/PAP，CLECSF8，DCL (—組凝集素)，以及GLUT家族蛋白，尤其是GLUTl，GLUT4和GLUTll。其他合適的動(dòng)物凝集素在“Handbook of Animal Lectins:Properties andB1medical Applicat1ns (David C.Kilpatrick, Wiley2000) ” 的附錄 A、B 和 C 中陳述。
[0043]在本發(fā)明的常規(guī)實(shí)施方式中，糖類傳感器包含具有碳水化合物識別結(jié)構(gòu)域的糖類結(jié)合多肽并且水性輻射防護(hù)制劑包含所選擇的能夠與糖類結(jié)合多肽結(jié)合的糖類。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，糖類傳感器包含一個(gè)或一個(gè)以上熒光團(tuán)(例如，供體和/或參比熒光團(tuán))，并且水性輻射防護(hù)制劑包含所選擇的能夠淬滅熒光團(tuán)的熒光團(tuán)淬滅化合物。任選地，傳感器包含蛋白質(zhì)/多肽中的至少一種，至少一個(gè)能量供體和/或至少一個(gè)能量受體，并且該傳感器與至少一種防護(hù)性物質(zhì)結(jié)合。在一些實(shí)施方式中，傳感器包含蛋白質(zhì)、熒光染料、葡聚糖和聚合材料。在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，傳感器是葡萄糖傳感器，并且糖類結(jié)合多肽包含甘露聚糖結(jié)合凝集素、伴刀豆球蛋白A、葡萄糖氧化酶或葡萄糖-半乳糖結(jié)合蛋白(參見，例如，美國專利第6，232，130號，美國專利申請公開第2008/0188723 號 Jensen 等人,Langmuir.2012Jul31 ；28(30):11106-14.Epub2012 ；Paek等人，B1sens B1electron.2012 以及 Judge 等人，Diabetes Technol Ther.201IMar ；13(3):309-17, 2011，這些參考文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用并入本文)。
[0044]如下所述，多種化合物可用于本文公開的輻射防護(hù)制劑。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，水性輻射防護(hù)制劑包含糖類，例如，葡萄糖、甘露糖、果糖、松三糖、N-乙?；?D-葡糖胺、蔗糖或海藻糖。在一些實(shí)施方式中，水性輻射防護(hù)制劑包含選自抗壞血酸鹽、尿酸鹽、亞硝酸鹽、維生素E、α -生育酚或煙酸甲酯的抗氧化劑。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，水性輻射防護(hù)制劑包含緩沖劑，例如，選自檸檬酸鹽，三(羥甲基)氨基甲烷(TRIS)和酒石酸鹽的緩沖劑。
[0045]在本發(fā)明的典型方法中，殺菌方法在所選擇的保護(hù)經(jīng)過殺菌的傳感器的功能完整性的條件下進(jìn)行。例如，在本發(fā)明的典型實(shí)施方式中，殺菌方法在冷卻設(shè)備的過程中或冷卻設(shè)備之后進(jìn)行。在示例性的實(shí)施方式中，殺菌方法在低于某一溫度的條件下或在特定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，所述低于某一溫度或在特定的溫度范圍內(nèi)例如，低于10°C或低于5°C或者在O°C至5°C的溫度范圍，或在O°C至10°C的溫度范圍。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，殺菌方法在不含氧的條件(例如，當(dāng)制劑不含氧化化合物時(shí))下進(jìn)行。任選地，所述方法在帶有已通過氬氣、氮?dú)獾鹊冗M(jìn)行了脫氣的水性制劑的傳感器上進(jìn)行。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，殺菌方法使用PH低于7，pH低于6或pH低于5等等的制劑進(jìn)行。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，殺菌方法在所選擇的使糖類與糖類結(jié)合多肽結(jié)合和/或使熒光團(tuán)淬滅組合物淬滅熒光團(tuán)的條件下進(jìn)行，從而抑制可由輻射殺菌方法引起的糖類傳感器損傷。本發(fā)明的一些方法實(shí)施方式包括其他步驟，例如，對包含水性輻射防護(hù)制劑的已受到輻射的傳感器組合物進(jìn)行透析以改變所述制劑中的一種或一種以上成分的濃度的那些步驟。
[0046]本發(fā)明的另一實(shí)施方式是包含糖類傳感器和熒光團(tuán)的組合物。所述糖類傳感器的糖類檢測成分可包含硼酸衍生物、分子印跡聚合物或多肽。在該組合物中，所述糖類傳感器與熒光團(tuán)淬滅化合物結(jié)合。本發(fā)明的一種示例性的實(shí)施方式是一種包含糖類傳感器的組合物，所述糖類傳感器包括具有碳水化合物識別結(jié)構(gòu)域的糖類結(jié)合多肽以及熒光團(tuán)。在該組合物中，糖類傳感器與包含糖類的水性輻射防護(hù)制劑結(jié)合，其中，所述糖類與碳水化合物識別結(jié)構(gòu)域結(jié)合。任選地，在該組合物中，所述糖類傳感器還與熒光團(tuán)淬滅化合物結(jié)合。
[0047]多種化合物可與本文公開的糖類傳感器結(jié)合以形成本發(fā)明的輻射防護(hù)組合物。在本發(fā)明的典型實(shí)施方式中，所述組合物包含選自葡萄糖、甘露糖、果糖、松三糖、N-乙?；?D-葡糖胺、GluNac、蔗糖或海藻糖的糖類。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述組合物包含熒光團(tuán)淬滅化合物，例如，對乙酰氨基酚。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述組合物包含選自抗壞血酸鹽、尿酸鹽、亞硝酸鹽、維生素Ε、α -生育酚或煙酸甲酯的抗氧化劑化合物。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述組合物包含表面活性劑，例如，諸如吐溫80之類的聚山梨醇酯。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述組合物包含緩沖劑，例如，檸檬酸鹽、三(羥甲基)氨基甲烷(TRIS)或酒石酸鹽。任選地，所述組合物形成為pH為7或低于7，pH為6或低于6,或者pH為5或低于5。
[0048]當(dāng)特定化合物以特定濃度范圍存在于水性輻射防護(hù)制劑中時(shí)，觀察到該特定化合物向糖類傳感器(例如圖1A至圖1C所示的那些傳感器)提供防止輻射損傷的高水平防護(hù)。例如，在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，輻射防護(hù)制劑包含濃度為至少ImM至50mM(例如，至少1mM,至少20mM,至少30mM,至少40mM,等等)的對乙酰氨基酹。任選地,福射防護(hù)制劑包含濃度為20mM±10mM(通?！?mM)的對乙酰氨基酚。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，輻射防護(hù)制劑包含濃度為至少1mM至100mM (例如，至少10mM,至少200mM，至少300mM，至少400mM，等等)的蔗糖。任選地，輻射防護(hù)制劑包含濃度為500mM±200mM(通?！?10mM)的蔗糖。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，輻射防護(hù)制劑包含濃度為至少ImM至100mM(例如，至少1mM,至少20mM,至少30mM,至少40mM等等)的甘露糖。任選地，福射防護(hù)制劑包含濃度為50mM±20mM(通?！?0mM)的甘露糖。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，輻射防護(hù)制劑包含濃度為至少ImM至100mM(例如，至少1mM,至少20mM,至少30mM,至少40mM,等等)的抗壞血酸鹽。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，輻射防護(hù)制劑包含濃度不超過10mM，20mM，30mM，40mM，50mM，60mM，70mM，80mM，90mM或10mM的抗壞血酸鹽。任選地，輻射防護(hù)制劑包含濃度為50mM±20mM(通常±10mM)的抗壞血酸鹽。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，輻射防護(hù)制劑包含濃度為至少ImM至1mM(例如，至少ImM,至少2mM,至少3mM,至少4mM,等等)的Tris。任選地，輻射防護(hù)制劑包含濃度為5mM±2mM(通?！纋mM)的Tris。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，輻射防護(hù)制劑包含濃度為至少5mM至10mM(例如，至少10mM，至少20mM，至少30mM，至少40mM，等等)的檸檬酸鹽。任選地，輻射防護(hù)制劑包含濃度為10禮±21111(通?！?1111)的檸檬酸鹽。
[0049]如本文公開的實(shí)施方式所示，在本發(fā)明的輻射防護(hù)制劑中，這些化合物中的一種或一種以上通常與這些化合物中的另一種組合。例如，本發(fā)明的一些制劑可包含與對乙酰氨基酚和/或抗壞血酸鹽和/或Tris和/或檸檬酸鹽組合的蔗糖。類似地，本發(fā)明的一些制劑可包含與蔗糖和/或抗壞血酸鹽和/或Tris和/或檸檬酸鹽組合的對乙酰氨基酚。類似地，本發(fā)明的一些制劑可包含與蔗糖和/或?qū)σ阴０被雍?或Tris和/或檸檬酸鹽組合的抗壞血酸鹽。類似地，本發(fā)明的一些制劑可包含與蔗糖和/或?qū)σ阴０被雍?或Tris和/或抗壞血酸鹽組合的檸檬酸鹽。所述制劑可包含其他組合物，例如，一種或一種以上氨基酸或藥學(xué)上可接受的鹽，例如，Remington:The Science and Practice ofPharmacy, University of the Sciences in Philadelphia (編輯)，第 21 版(2005)中公開的那些藥學(xué)上可接受的鹽。在典型的實(shí)施方式中，當(dāng)將傳感器用于人體時(shí)，所述賦形劑為通?？山邮艿挠糜谌梭w的賦形劑。
[0050]如上所述，本文公開的本發(fā)明的實(shí)施方式提供在諸如葡萄糖傳感器之類的醫(yī)療設(shè)備的殺菌過程中有用的方法和材料。雖然葡萄糖傳感器是本文討論的常規(guī)實(shí)施方式，但是本文公開的本發(fā)明的實(shí)施方式可適用于各種不同的醫(yī)療設(shè)備并在各種不同的醫(yī)療設(shè)備上實(shí)施。如下文詳細(xì)討論的，受益于本發(fā)明的方法和材料的典型傳感器包括，例如，具有產(chǎn)生可與諸如葡萄糖之類的分析物的濃度相關(guān)聯(lián)的光學(xué)信號的檢測用復(fù)合物的那些傳感器。許多這樣的傳感器在例如美國專利申請公開第20080188723號、第20090221891號、第20090187084號和第20090131773號中公開，這些美國專利申請公開中的每一個(gè)的內(nèi)容通過引用并入本文。本文描述的本發(fā)明的實(shí)施方式還可適于電流型傳感器結(jié)構(gòu)并且可在電流型傳感器結(jié)構(gòu)中實(shí)施，所述電流型傳感器結(jié)構(gòu)例如在美國專利申請公開第20070227907號，第20100025238號，第20110319734號和第20110152654號中公開的那些傳感器結(jié)構(gòu)，這些美國專利申請公開中的每一個(gè)的內(nèi)容通過引用并入本文。
[0051]本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的組合物表現(xiàn)出出乎意料的靈活性和通用性，該特性使所述組合物適用于多種傳感器結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，一個(gè)或一個(gè)以上傳感器成分可包含由聚合組合物形成的結(jié)構(gòu)，水和其他諸如分析物(例如，葡萄糖)之類的化合物可擴(kuò)散通過該聚合組合物。示例性的聚合組合物在美國專利公開第20090221891號中公開，并且包括，例如，包含具有疏水性和親水性單元的聚合物的材料(例如，一種可生物降解的材料)。特定的聚合物可基于期望的應(yīng)用選擇。例如，對于葡萄糖的遷移性而言，可選擇截留分子量臨界值不超過25000Da或不超過1000Da的材料。設(shè)置于這些聚合物材料中的成分(例如，檢測用復(fù)合物)可具有高分子量，例如，蛋白質(zhì)或聚合物，從而防止它們通過擴(kuò)散穿過聚合物材料而從傳感器中損失。在示例性的實(shí)施方式中，聚合材料的親水性單元包含聚乙二醇(PEG)和二酸的酯，并且截留分子量臨界值受PEG鏈長度，聚合物的分子量和親水性單元的重量分?jǐn)?shù)的影響。PEG鏈越長，截留分子量臨界值越高，聚合物的分子量越大，截留分子量臨界值越低，并且親水性單元的重量分?jǐn)?shù)越低，截留分子量臨界值越低。
[0052]可選擇的傳感器成分具有有利于傳感器儲(chǔ)存和/或殺菌的性質(zhì)。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所選擇的傳感器的所有成分能夠在殺菌步驟(例如，電子束殺菌)之后保留傳感器功能。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所選擇的傳感器的所有成分能夠在干燥步驟(例如，凍干)之后保留傳感器的功能。
[0053]在本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式中，傳感器包括圓柱形/管狀構(gòu)造并且傳感器直徑小于1mm,小于0.9mm,小于0.8mm,小于0.7mm,小于0.6mm,小于0.5mm,小于0.4mm,小于
0.3mm或小于0.2_。這種類型的示例性的傳感器如圖1所示。在一些實(shí)施例中，傳感器的直徑為約0.5mm或約0.25mm。在一些實(shí)施方式中，傳感器主體由聚合材料形成。任選地,傳感器為纖維形式。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，圓柱形傳感器的內(nèi)部基質(zhì)包含一個(gè)或一個(gè)以上空腔或空隙，例如，封裝而成的縱向空腔。
[0054]任選地，檢測用復(fù)合物產(chǎn)生可與目標(biāo)分析物(例如，葡萄糖)相關(guān)聯(lián)的光學(xué)信號。產(chǎn)生光學(xué)信號的檢測用復(fù)合物(例如，包含結(jié)合測試物的檢測用復(fù)合物)通常應(yīng)當(dāng)為可逆的，這樣可實(shí)現(xiàn)對分析物波動(dòng)水平的連續(xù)監(jiān)測。任選地，可檢測或可測量的光學(xué)信號通過使用基于接近性的信號產(chǎn)生/調(diào)芐基團(tuán)對產(chǎn)生，從而在所述基團(tuán)對的第一成員非常接近所述基團(tuán)對的第二成員時(shí)產(chǎn)生信號或調(diào)節(jié)信號。在一種示例性的實(shí)施方式中，分析物結(jié)合試劑(例如，凝集素，例如W02006/061207中公開的甘露糖結(jié)合凝集素)被基于接近性的信號產(chǎn)生/調(diào)芐基團(tuán)對中的一個(gè)標(biāo)記并且分析物類似物被基于接近性的信號產(chǎn)生/調(diào)芐基團(tuán)對中的另一個(gè)標(biāo)記，并且當(dāng)分析物類似物和分析物結(jié)合試劑形成復(fù)合物以及當(dāng)分析物類似物通過復(fù)合物被分析物取代時(shí)，產(chǎn)生可檢測的信號差別。通常，基于接近性的信號產(chǎn)生/調(diào)芐基團(tuán)對是能量供體基團(tuán)和能量受體基團(tuán)對。能量供體基團(tuán)和能量受體基團(tuán)也分別是指供體和受體發(fā)色團(tuán)(或吸光材料)。不發(fā)射熒光的能量受體是指淬滅基團(tuán)。在這些實(shí)施方式中，凝集素可被能量供體和能量受體基團(tuán)對中的一個(gè)標(biāo)記并且分析物類似物被能量供體和能量受體基團(tuán)對中的另一個(gè)標(biāo)記。可檢測的信號差別對應(yīng)于從能量供體基團(tuán)向能量受體基團(tuán)的能量轉(zhuǎn)移中的可檢測的差別。任選地，分析物類似物帶有能量受體基團(tuán)并且分析物結(jié)合試劑帶有能量供體基團(tuán)。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的傳感器合并有通過使用熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)技術(shù)產(chǎn)生光學(xué)讀數(shù)的測試物。
[0055]在上文段落中討論的傳感器的一種示例性的實(shí)施方式中，競爭結(jié)合測試物的變體分別包含被第一吸光材料標(biāo)記的分析物結(jié)合試劑；被第二吸光材料標(biāo)記的大分子并且所述大分子包含至少一個(gè)分析物類似物基團(tuán)；其中，所述分析物結(jié)合試劑與大分子中的至少一個(gè)分析物類似物基團(tuán)結(jié)合以形成復(fù)合物，通過該復(fù)合物所述大分子被所述分析物取代，并且其中，所述復(fù)合物能夠吸收光能并且所吸收的光能能夠在吸光材料中的一個(gè)和吸光材料中的另一個(gè)之間以非輻射的方式轉(zhuǎn)移，從而，相對于在所述大分子通過所述復(fù)合物被所述分析物取代時(shí)吸光材料的熒光性質(zhì)而言，當(dāng)所述大分子存在于所述復(fù)合物中時(shí)所述吸光材料的熒光性質(zhì)發(fā)生可測量的改變，并且，其中，所述測試物的不同變體通過存在于大分子中的分析物類似物基團(tuán)的數(shù)目區(qū)分。這些傳感器在例如美國專利申請公開第20080188723號，第20090221891號，第20090187084號和第20090131773號中公開，上述美國專利申請公開中的每一個(gè)的內(nèi)容通過引用并入本文。
[0056]在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，傳感器包含平面層狀元件，例如，包含含有電極的導(dǎo)電層，設(shè)置在所述導(dǎo)電層上的分析物檢測層(例如，包含葡萄糖氧化酶的分析物檢測層)以及設(shè)置在所述分析物檢測層上的分析物調(diào)節(jié)層。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，傳感器電極設(shè)置在殼體(例如，導(dǎo)管內(nèi)腔)內(nèi)。圖1D所示的傳感器實(shí)施方式是具有多個(gè)層狀元件的電流型傳感器100，其包括基底層102，設(shè)置在基底層102上和/或與基底層102結(jié)合的導(dǎo)電層104。通常，導(dǎo)電層104包含一個(gè)或一個(gè)以上電極。分析物檢測層110 (通常包含諸如葡萄糖氧化酶之類的酶)設(shè)置在導(dǎo)電層104的暴露的電極中的一個(gè)或一個(gè)以上電極之上。蛋白質(zhì)層116設(shè)置在分析物檢測層110上。分析物調(diào)節(jié)層112設(shè)置在分析物檢測層110上以調(diào)節(jié)分析物(例如，葡萄糖)進(jìn)入分析物檢測層110。促粘層114設(shè)置在各層之間，例如，如圖1D所示，促粘層114設(shè)置在分析物調(diào)節(jié)層112和分析物檢測層110之間，從而促進(jìn)這兩層的接觸和/或粘合。該實(shí)施方式還包括諸如聚合物涂層之類的覆蓋層106，該層可設(shè)置在傳感器100的一部分上?？?08可形成于這些傳感器的一個(gè)或一個(gè)以上層中。具有這種類型的設(shè)計(jì)的電流型葡萄糖傳感器已被公開，例如，在美國專利申請公開第20070227907號，第20100025238號，第20110319734號和第20110152654號中公開，上述美國專利申請公開中的每一個(gè)的內(nèi)容通過引用并入本文。
[0057]本發(fā)明的實(shí)施方式可用于具有多種結(jié)構(gòu)和/或檢測用復(fù)合物的傳感器。在本發(fā)明的一些方法實(shí)施方式中，傳感器包括直徑小于1_，小于0.5mm或小于0.25mm的圓柱形聚合材料，內(nèi)部基質(zhì)包含封裝而成的縱向空腔，并且檢測用復(fù)合物包含與熒光團(tuán)對結(jié)合的碳水化合物結(jié)合凝集素(例如，結(jié)合葡萄糖的甘露糖結(jié)合凝集素)。在本發(fā)明的其他方法實(shí)施方式中，傳感器包括涂覆有葡萄糖氧化酶的電極和設(shè)置在葡萄糖氧化酶上的葡萄糖限制隔膜，其中，所述葡萄糖限制隔膜調(diào)節(jié)葡萄糖穿過該隔膜的擴(kuò)散。
[0058]在整個(gè)說明書中引用了各種公開出版物。說明書中所有引用的公開出版物的公開內(nèi)容通過引用明確地并入本文。說明書和相關(guān)權(quán)利要求中記載的所有可以數(shù)字表征的涉及數(shù)值的數(shù)字可由術(shù)語“約”修飾。
[0059]實(shí)施例
[0060] 實(shí)施例1:用于本發(fā)明的實(shí)施方式的示例性的方法和材料
[0061]醫(yī)療設(shè)備的殺菌非常重要并且殺菌方法的選擇是基于何種方法對于醫(yī)療設(shè)備而言是安全的且破壞性最小的。三種殺菌方法常用于醫(yī)療設(shè)備。這些方法是熱殺菌，氣體殺菌和輻射殺菌。因?yàn)闊崃靠墒沟鞍踪|(zhì)變性(在大約60°C的條件下發(fā)生蛋白質(zhì)去折疊)，所以熱殺菌可使包括蛋白質(zhì)的設(shè)備產(chǎn)生問題。氣體殺菌方法可能難以用于最終作為潤濕設(shè)備的醫(yī)療設(shè)備，因?yàn)槭箽怏w溶于甚至非常少量的液體(并且再排出)可能很困難?；谶@些原因，輻射殺菌是所選擇的用于本文討論的諸如葡萄糖傳感器之類的許多設(shè)備的殺菌方法。而且，因?yàn)殡娮邮鄬τ赮輻射通常易于控制，所以將電子束輻射用于本文公開的示例性的實(shí)施例中。如下所述，對含有蛋白質(zhì)的溶液進(jìn)行電子束輻射可導(dǎo)致這些傳感器中的蛋白質(zhì)活性損失。此外，對染料進(jìn)行電子束輻射可導(dǎo)致染料漂白。這些作用均可造成傳感器活性損失。
[0062]水性溶液中，水的輻射分解可引發(fā)水中所溶解的化合物的氧化反應(yīng)。通過電子束輻射對水性溶液進(jìn)行處理可降低一些化合物的濃度，條件是所吸收的能量(劑量)充足。
[0063]在輻射分解(例如，電子束，eb)過程中，H20轉(zhuǎn)化為下列物質(zhì):
[0064]OH.，eaq, H.，H30+，H2, H202
[0065]H20+eb — [0.28] OH.+ [0.27] e_ (aq) + [0.6] H.+ [0.07] H202+ [0.27] H30++ [0.05]H2
[0066](括號表示以微摩爾/J為單位的物質(zhì)的形成)
[0067]通過水的輻射分解形成的這些基團(tuán)引發(fā)所存在的化合物的許多反應(yīng)，并且，如本領(lǐng)域所記載的，苯酚的降解通常用作研究輻射分解的作用的模型化合物。
[0068]相對于水性溶劑的輻射分解，測試物成分自身在溶液中的電離極少，因?yàn)闇y試物的濃度在μ M范圍內(nèi)而水的濃度為約55Μ，即，電子束輻射對測試物的損傷作用來源于水輻射分解產(chǎn)物的攻擊。
[0069]在光學(xué)傳感器測試中，蛋白質(zhì)的濃度為μ M，即，水的濃度為蛋白質(zhì)濃度的17倍。
[0070]如下文詳細(xì)討論的，多種化合物被識別和測試以評估其防止傳感器受輻射損傷的影響的能力。
[0071]聚合物的保護(hù)
[0072]本發(fā)明的實(shí)施方式被設(shè)計(jì)為保護(hù)包含諸如PolyActive?之類的聚合物的傳感器。PolyActive?是可生物降解的聚合藥物遞送系統(tǒng)。PolyActive代表一系列基于聚(乙二醇)(PEG)和聚(對苯二甲酸丁二酯)(PBT)的聚(醚酯)多嵌段共聚物。
[0073]諸如PolyActive?之類的聚合物可通過α -生育酚的存在而防止輻射損傷。α -生育酚由生產(chǎn)廠商加至聚合物中并且α-生育酚是常用于防止產(chǎn)品受輻射損傷影響的抗氧化劑(維生素Ε)?？梢灶A(yù)見到的是，在用于光學(xué)傳感器的PolyActive聚合物中，α -生育酚主要在聚合物的親油結(jié)構(gòu)域中。
[0074]染料的褪色
[0075]本發(fā)明的實(shí)施方式被設(shè)計(jì)為保護(hù)含有諸如Alexa Fluor?熒光染料之類的染料的傳感器。當(dāng)結(jié)合了大量電子的染料分子系統(tǒng)被破壞時(shí)，含染料的水發(fā)生褪色。溶液中的自由基的存在可引發(fā)該過程。
[0076]蛋白質(zhì)降解
[0077]本發(fā)明的實(shí)施方式被設(shè)計(jì)為保護(hù)含有諸如MBL之類的蛋白質(zhì)的傳感器。蛋白質(zhì)的輻射損傷最常由半胱氨酸殘基形成的二硫鍵RSSR的損傷引起。半胱氨酸氨基酸是最易受輻射影響的氨基酸。當(dāng)二硫橋鍵斷裂時(shí)發(fā)生輻射損傷并且酸性殘基的羰基基團(tuán)失去其作用，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)失去其活性。
[0078]MBL蛋白質(zhì)具有富半胱氨酸的N-末端結(jié)構(gòu)域(參見，例如，NCBI參考序列:NP_000233.1)。MBL的四級結(jié)構(gòu)由N-末端中的RSSR橋鍵維持，如果這些橋鍵被破壞，那么蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞，并且由此使蛋白質(zhì)的功能喪失。Wallis等人在J B1lChem274:3580 (1999)中顯示了 MBL的多肽單元的示意圖。為了防止蛋白質(zhì)受輻射損傷的影響，本領(lǐng)域技術(shù)人員可嘗試保護(hù)N末端的半胱氨酸殘基和CRD的半胱氨酸殘基。
[0079]防止輻射損傷
[0080]本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)了損傷溶液中的蛋白質(zhì)和其他分子的首要物質(zhì)是OH.(羥基自由基)，因此，其是在防護(hù)過程中需要尋找的物質(zhì)。諸如抗壞血酸鹽之類的抗氧化劑可用于防止蛋白質(zhì)受電離輻射損傷的影響。本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)說明了用于保護(hù)蛋白質(zhì)的抗壞血酸鹽的濃度為0.2M或更高，很有可能是因?yàn)樾枰B續(xù)的抗氧化劑防護(hù)。
[0081]如本領(lǐng)域所記載的，抗氧化劑(例如，抗壞血酸鹽)已被描述為用于染料的福射防護(hù)。Vahdat 等人在 Radiat1n Physics and Chemistry79 (2010) 33-35 中報(bào)道了電子束福射誘導(dǎo)的氧化反應(yīng)導(dǎo)致染料C.1.Direct Black22褪色和分解。Holton在J.Synchotron Rad.(2009)，16，133-142中報(bào)道了抗壞血酸鹽、煙酸、DNTB、硝酸根離子、1，4-苯醌、TEMP和DTT對蛋白質(zhì)晶體具有防止輻射損傷的防護(hù)性作用。Wong等人在FoodChemistry74 (2001) 75-84中報(bào)道了 L-抗壞血酸(LAA)在由電子束輻射引起的對脂質(zhì)(亞油酸乳液)的氧化損傷方面的作用。
[0082]抗壞血酸鹽的作用
[0083]防護(hù)劑的作用機(jī)理為，例如，清除由輻射分解形成的自由基?？箟难猁}能夠減少羥基自由基?？蓪箟难猁}自由基進(jìn)行若干種處理，例如，不成比例地形成抗壞血酸鹽和脫氫抗壞血酸鹽(DHA)。由于這種可能的作用模式(抗壞血酸鹽自由基充當(dāng)氧化劑和還原劑)，過高濃度的抗壞血酸鹽可能對于一些傳感器實(shí)施方式的化學(xué)性質(zhì)有害。
[0084]對乙酰氨基酚的作用
[0085]對乙酰氨基酚在水性溶液中易于被氧化，因此，其能夠還原溶液中的自由基。因?yàn)檫@種化合物還對含有AF594供體熒光團(tuán)和AF700參比熒光團(tuán)的這些成分的葡萄糖測試物系統(tǒng)中的AF594供體熒光團(tuán)和AF700參比熒光團(tuán)起到熒光淬滅劑的作用，所以看起來對乙酰氨基酚由于其存在于蛋白質(zhì)和染料的親油區(qū)域附近而起到防止染料被漂白的作用。
[0086]對乙酰氨基酚相對于抗壞血酸鹽更加親油，并且因此，其可充當(dāng)主要保護(hù)易受影響的結(jié)構(gòu)域(染料的RSSR橋鍵和芳香系統(tǒng))的親油性自由基清除劑，所述易受影響的結(jié)構(gòu)域靠近需要保護(hù)的化合物中的親油性結(jié)構(gòu)域。這種來自對乙酰氨基酚的主要親油性防護(hù)與保護(hù)更具有親水性的結(jié)構(gòu)域的抗壞血酸鹽在水溶液中的高溶解度的結(jié)合是在尋求防護(hù)時(shí)非常有利的結(jié)合。
[0087]蔗糖和甘露糖
[0088]諸如甘露醇之類的多元醇可以是非常好的自由基清除劑，因此，這些碳水化合物還可產(chǎn)生一些針對輻射損傷的防護(hù)(親水性結(jié)構(gòu)域)。而且，本領(lǐng)域已知蔗糖對MBL具有穩(wěn)定作用，因此，這可有助于改善測試物的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，并且甘露糖可與CRD結(jié)合并由此產(chǎn)生一些穩(wěn)定作用。碳水化合物確實(shí)給測試物增添了防護(hù)作用。
[0089]緩沖系統(tǒng):
[0090]本領(lǐng)域已知諸如Tris和HEPES之類的含有胺的緩沖系統(tǒng)對蛋白質(zhì)提供一些防護(hù)作用。具體而言，它們防止蛋白質(zhì)中色氨酸損失。本發(fā)明也觀察到來自Tris緩沖液的防護(hù)作用。使用檸檬酸鹽作為緩沖系統(tǒng)的一部分以在儲(chǔ)存過程中保持PH為約6。檸檬酸鹽是叔醇,并且諸如叔丁醇(一種叔醇)和異丙醇(一種仲醇)之類的醇類是已知的輻射分解自由基的清除劑。
[0091]在電子束實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，以15kGy的劑量對光學(xué)葡萄糖傳感器進(jìn)行殺菌，該傳感器含有MBL和熒光團(tuán)組合物這兩者。進(jìn)一步得到的結(jié)論為:可繼續(xù)先識別和測試各種賦形劑的防護(hù)能力，然后從每類賦形劑中選出效果最好的賦形劑并將其組合使用。
[0092]下面的實(shí)驗(yàn)均在輻射劑量為15kGy的條件下進(jìn)行，而傳感器被冷卻并且不含氧(除了賦形劑為氧化化合物的情況之外)。在輻射之后，評估傳感器的性能。被保留的主要評估參數(shù)為15kGy輻射劑量之后的劑量響應(yīng)(相對于OkGyDR的DR)和絕對DR(測量的從40mg/dL葡萄糖至400mg/dL葡萄糖的相位移度)。還觀察到福射后的傳感器信號漂移，但沒有定量。對未配置的傳感器(未與任何輻射防護(hù)組合物結(jié)合的對照傳感器)進(jìn)行殺菌的首個(gè)起始實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的結(jié)果如圖2所示。圖2顯示了觀察作為電子束劑量的函數(shù)的未配置的傳感器的保留的劑量響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖。三劑量為3X5kGy。所測試的傳感器在含有50mMTris緩沖鹽水的溶液中受到濕輻射。
[0093]作為目標(biāo)輻射劑量的15kGy劑量是一個(gè)合理選擇，因?yàn)閷ξ磁渲玫臒晒鈧鞲衅鬟M(jìn)行輻射之后仍有50%的DR保留。此外，如果本文討論的電化學(xué)傳感器在生產(chǎn)之后具有低生物載荷(〈1.5cfu)，那么該電化學(xué)傳感器受到16kGy的輻射。由于光學(xué)傳感器的制造的簡易性，可以預(yù)見到的是，該低生物載荷是很常見的(不是例外)。因此，可以預(yù)見到的是，15kGy劑量的電子束提供無菌效果。
[0094]測試用于防止熒光傳感器受輻射損傷影響的賦形劑
[0095]在圖1A至圖1C所示的熒光葡萄糖傳感器上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所述傳感器包含MBL和熒光團(tuán)化合物(參見，例如，美國專利申請公布2008/0188723)。因此，選擇在電子束殺菌過程中用于保護(hù)傳感器的賦形劑保護(hù)MBL和這些熒光團(tuán)。葡聚糖被認(rèn)為得益于施加給MBL的防護(hù)。防護(hù)性賦形劑選自下列幾類:
[0096]已知的MBL結(jié)合糖類:
[0097]結(jié)合糖類可通過維持肽結(jié)構(gòu)的正確構(gòu)象來保護(hù)蛋白質(zhì)的碳水化合物識別結(jié)構(gòu)域(CRD) 0然而，相對于非結(jié)合糖類，這不是熱力學(xué)上有利的。AG = AH-TAS0對于結(jié)合糖類而言，T AS的貢獻(xiàn)較大，因?yàn)镃RD中的結(jié)合糖類處于有序構(gòu)象中，而不是CRD中的隨機(jī)(無序)水結(jié)構(gòu)。由于熵效應(yīng)，結(jié)合糖類隨后使AG損失降低，小于低結(jié)合糖類的AG損失。
[0098]低結(jié)合糖類:
[0099]低結(jié)合糖類可起到提供更加剛性的氫鍵結(jié)合的支架(相對于水)的作用以在輻射過程中支持蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。
[0100]抗氧化劑:
[0101]抗氧化劑通常用作針對與輻射損傷有關(guān)的自由基的防護(hù)試劑?？寡趸瘎┩ㄟ^還原自由基而淬滅自由基。
[0102]氧化劑:
[0103]對作為針對熒光染料還原的防護(hù)試劑的氧化劑進(jìn)行測試。輻射過程中所產(chǎn)生的自由基可還原染料，導(dǎo)致染料漂白。氧化劑可氧化所形成的染料自由基，從而保護(hù)染料。而且，在這種情況下，還對這些化合物進(jìn)行試驗(yàn)以說明使用抗氧化劑的益處。
[0104]氨基酸:
[0105]氨基酸通常用于穩(wěn)定藥物制劑。對親水性氨基酸和疏水性氨基酸這兩者進(jìn)行測
O
[0106]表面活性劑:
[0107]表面活性劑通常用于穩(wěn)定藥物制劑，因?yàn)樽冃酝ǔ０l(fā)生在相轉(zhuǎn)變處或邊界處。
[0108]苯基化合物:
[0109]含苯基的化合物可通過π-Ji堆疊機(jī)制穩(wěn)定突光染料(因此,穩(wěn)定測試物)。
[0110]抑菌劑:
[0111]所測試的抑菌化合物是含苯基的化合物。
[0112]在下面的實(shí)驗(yàn)中，從每個(gè)類別中選取兩種或兩種以上賦形劑并且對每種賦形劑進(jìn)行測試并對每種賦形劑與抗壞血酸鹽的組合進(jìn)行測試。對于四個(gè)類別中的最佳賦形劑而言，測試更大的實(shí)驗(yàn)矩陣。
[0113]篩選實(shí)驗(yàn)的結(jié)果
[0114]測試的賦形劑的列表以及每種賦形劑的濃度在下表1顯示。
[0115]表1輻射過程中保護(hù)傳感器的所測試的賦形劑的列表。輻射之前將所有賦形劑透析至傳感器內(nèi)。配置有氧化性賦形劑的傳感器在輻射之前未進(jìn)行脫氣，其他所有傳感器均由Ar進(jìn)行脫氣。

【權(quán)利要求】
1.一種抑制糖類傳感器損傷的方法，所述糖類傳感器損傷可由輻射殺菌方法引起，所述方法包括:在殺菌過程中將糖類傳感器與水性輻射防護(hù)制劑結(jié)合，其中，所述糖類傳感器包括具有碳水化合物識別結(jié)構(gòu)域的糖類結(jié)合多肽；所述水性輻射防護(hù)制劑包含所選擇的能夠與所述糖類結(jié)合多肽結(jié)合的糖類；以及 在所選擇的使所述糖類與所述糖類結(jié)合多肽結(jié)合的條件下進(jìn)行殺菌，從而抑制可由輻射殺菌方法引起的糖類傳感器損傷。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述糖類結(jié)合多肽包含甘露聚糖結(jié)合凝集素，伴刀豆球蛋白A或葡萄糖氧化酶。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述糖類包括葡萄糖、甘露糖、果糖、松三糖、N-乙?；?D-葡糖胺、蔗糖或海藻糖。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述水性輻射防護(hù)制劑包含選自抗壞血酸鹽、尿酸鹽、亞硝酸鹽、維生素Ε、α -生育酚或煙酸甲酯的抗氧化劑。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中: 所述糖類傳感器包含熒光團(tuán)；并且 所述水性輻射防護(hù)制劑包含所選擇的能夠淬滅所述熒光團(tuán)的熒光團(tuán)淬滅組合物。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述水性輻射防護(hù)制劑包含緩沖劑。
7.如權(quán)利要求6所 述的方法，其中，所述緩沖劑選自:檸檬酸鹽、三(羥甲基)氨基甲烷(TRIS)和酒石酸鹽。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述輻射殺菌方法包括單劑量輻射。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述輻射殺菌方法包括電子束輻射。
10.一種組合物,所述組合物包括: 糖類傳感器，其包括: 具有碳水化合物識別結(jié)構(gòu)域的糖類結(jié)合多肽；和 熒光團(tuán)；以及 水性輻射防護(hù)制劑，其包含: 糖類，其中，所述糖類與所述碳水化合物識別結(jié)構(gòu)域結(jié)合；和 熒光團(tuán)淬滅組合物。
11.如權(quán)利要求10所述的組合物，其中，所述熒光團(tuán)淬滅組合物包括對乙酰氨基酚。
12.如權(quán)利要求11所述的組合物，其中，所述水性輻射防護(hù)制劑包含濃度為至少ImM至50mM的對乙酰氨基酚。
13.如權(quán)利要求10所述的組合物，其中，所述水性輻射防護(hù)制劑包含選自抗壞血酸鹽、尿酸鹽、亞硝酸鹽、維生素Ε、α -生育酚或煙酸甲酯的抗氧化劑化合物。
14.如權(quán)利要求13所述的組合物，其中，所述水性輻射防護(hù)制劑包含濃度為至少ImM至10mM的抗壞血酸鹽。
15.如權(quán)利要求10所述的組合物，其中，所述糖類選自:葡萄糖、甘露糖、果糖、松三糖、N-乙?；?D-葡糖胺、蔗糖或海藻糖。
16.如權(quán)利要求15所述的組合物，其中，所述水性輻射防護(hù)制劑包含濃度為至少ImM至10mM的甘露糖。
17.如權(quán)利要求15所述的組合物，其中，所述水性輻射防護(hù)制劑包含濃度為至少1mM至100mM的鹿糖。
18.如權(quán)利要求10所述的組合物，其中，所述水性輻射防護(hù)制劑包含緩沖劑并且所述水性輻射防護(hù)制劑的pH為6或低于6。
19.如權(quán)利要求18所述的組合物，其中，所述緩沖劑選自檸檬酸鹽、三(羥甲基)氨基甲烷(TRIS)和酒石酸鹽。
20.如權(quán) 利要求10所述的組合物，其中，所述水性輻射防護(hù)制劑包含表面活性劑。
【文檔編號】A61B17/3211GK104053395SQ201280061776
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月17日
【發(fā)明者】杰斯帕·斯文寧·克里斯滕森, 瑟倫·奧斯莫 申請人:美敦力迷你邁德公司