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用于酶體內(nèi)傳感器的改進的隔離膜的制作方法

文檔序號:11703423閱讀:217來源:國知局
用于酶體內(nèi)傳感器的改進的隔離膜的制作方法與工藝
本申請是以下申請的分案申請:申請日:2013年3月27日;申請?zhí)枺?01380027747.x(pct/ep2013/056619);發(fā)明名稱:同上。發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及用于測量體內(nèi)條件下的分析物濃度的電極系統(tǒng),其包括具有固定的酶分子的電極,和控制該分析物從圍繞該電極系統(tǒng)的體液向酶分子擴散的改進的擴散屏障。此外,本發(fā)明涉及用于測量體內(nèi)條件下的分析物濃度的電極系統(tǒng),其包括具有固定的酶分子的電極,任選地控制該分析物從電極系統(tǒng)的外部向酶分子擴散的擴散屏障,和形成電極系統(tǒng)的至少一部分外層的改進的間隔膜。
背景技術(shù)
:具有可植入或可插入電極系統(tǒng)的傳感器有利于測量患者體內(nèi)的生理學(xué)上有意義的分析物,諸如例如乳酸或葡萄糖。這類系統(tǒng)的工作電極具有導(dǎo)電性酶層,在其中結(jié)合有酶分子,其通過催化轉(zhuǎn)化分析物分子而釋放載荷子。在該過程中,作為測量信號產(chǎn)生電流,所述信號的幅度與分析物濃度有關(guān)。這樣的電極系統(tǒng)例如從wo2007/147475和wo2010/028708中是已知的,其內(nèi)容通過引用并入本文。該電極系統(tǒng)的工作電極提供有擴散屏障,其控制了待測定的分析物從圍繞該電極系統(tǒng)的體液或組織向固定在酶層中的酶分子的擴散。根據(jù)wo2010/028708,該電極系統(tǒng)的擴散屏障是至少兩種不同的聚合物的固溶體,優(yōu)選丙烯酸酯的固溶體。該聚合物可以是共聚物,例如甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羥乙酯的共聚物或甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸羥乙酯的共聚物。wo2007/147475公開了由具有兩性離子結(jié)構(gòu)的聚合物制成的擴散屏障。這樣的聚合物的一個實例是聚(2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿-共-甲基丙烯酸正丁酯)。該兩性離子聚合物可以與另一種聚合物(例如聚氨酯)混合。但是,使用聚合物或共聚物的混合物的缺點在于該混合物的制備和它應(yīng)用于傳感器是繁雜的和可能有問題的。通常,將待混合的聚合物分別溶解,然后將所形成的溶液以期望的比例混合。但是,這可能會導(dǎo)致所述組分之一沉淀,從而導(dǎo)致加工性問題,例如在噴霧過程中。當(dāng)該混合物包含具有離子特性的聚合物時,即,當(dāng)待混合的聚合物之一包含具有陰離子或陽離子基團的單體時,會產(chǎn)生更大的困難。但是,這樣的帶電基團的存在對溶解性具有強烈影響,使得難以找到適于帶電聚合物和不帶電聚合物二者的溶劑。wo2006/058779公開了一種基于酶的傳感器,其具有組合的包含至少一種聚合物材料的擴散和酶層,且顆粒攜帶酶,其中該顆粒分散在該聚合物材料中。該聚合物可以包含親水性以及疏水性聚合物鏈序列,例如該聚合物可以是高或低吸水性聚醚-聚氨酯共聚物。沒有公開使用具有至少一種親水性嵌段和至少一種疏水性嵌段的嵌段共聚物作為擴散層。ep-a-2163190描述了一種用于測量體內(nèi)分析物濃度的電極系統(tǒng),其包含具有電導(dǎo)體的反電極(counterelectrode),和具有其上布置有包含固定的酶分子的酶層的電導(dǎo)體的工作電極。擴散屏障控制分析物從周圍體液向酶分子的擴散。該擴散屏障可以包含親水化聚氨酯,其可以通過4,4'-亞甲基-雙(環(huán)己基異氰酸酯)和二醇混合物(其可以是聚乙二醇和聚丙二醇)的縮聚來獲得。該親水性聚氨酯層可以覆蓋有隔離物,例如甲基丙烯酸丁酯與2-甲基丙烯酰氧乙基-磷酰基膽堿的共聚物。沒有公開使用具有至少一種親水性嵌段和至少一種疏水性嵌段的嵌段共聚物作為擴散層。也沒有公開使用包含多于50mol-%親水性單體的(甲基)丙烯酸單體的親水性共聚物。發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的是在酶(enzymatic)體內(nèi)傳感器的電極系統(tǒng)上提供擴散屏障,其提供了期望的理化特性,并且其可易于制造。這個目的是通過提供由具有至少一種親水性嵌段和至少一種疏水性嵌段的單個嵌段共聚物構(gòu)成的擴散屏障來達(dá)到的。該親水性和疏水性嵌段是彼此共價連接的。優(yōu)選該嵌段是(甲基)丙烯酸酯聚合物嵌段。該基于嵌段共聚物的擴散屏障提供了如下的優(yōu)異理化特性:(i)該擴散屏障對于待測定的分析物的滲透性,(ii)該擴散屏障的滲透特性,其適于該電極的短期行為(潤濕性)和長期行為(傳感器漂移),(iii)該擴散屏障的機械柔韌性,其允許制造具有擴展的多電極的體內(nèi)傳感器;(iv)離子基團向該擴散層中的有效引入,即,可以有效地調(diào)節(jié)聚合物內(nèi)的陽離子或陰離子電荷的密度,這與帶電分析物的排斥或吸引和/或?qū)?xì)胞粘附(例如對來自于周圍體液或組織的單核細(xì)胞)的控制有關(guān)。本發(fā)明的主題是用于測量體內(nèi)條件下的分析物濃度的電極系統(tǒng),其包括具有固定的酶分子的電極,和控制分析物從該電極系統(tǒng)外部向酶分子擴散的擴散屏障,特征在于該擴散屏障包含具有至少一種親水性嵌段和至少一種疏水性嵌段的嵌段共聚物。優(yōu)選地,該擴散屏障包含單一的,即,僅僅一種具有至少一種親水性嵌段和至少一種疏水性嵌段的嵌段共聚物,即,不存在另外的聚合物或共聚物。更優(yōu)選地,該擴散屏障由具有至少一種親水性嵌段和至少一種疏水性嵌段的單一嵌段共聚物構(gòu)成。本發(fā)明的電極系統(tǒng)適于插入或植入體內(nèi),例如哺乳動物體諸如人體內(nèi)。該電極系統(tǒng)適用于測量體液和/或體組織中期望的分析物,例如細(xì)胞外空間(小間隙)中、血液中或淋巴管中或細(xì)胞間空間中期望的分析物。該插入或植入的電極系統(tǒng)適于短期應(yīng)用,例如3-14天,或長期應(yīng)用,例如6-12個月。在該插入或植入期間過程中,可以通過連續(xù)或不連續(xù)測量來測定期望的分析物。本發(fā)明的電極系統(tǒng)優(yōu)選是酶非流體(enf)傳感器的部分,其中測定分析物的酶轉(zhuǎn)化。優(yōu)選該傳感器包含工作電極,其具有用于轉(zhuǎn)化分析物的固定的酶分子,該轉(zhuǎn)化導(dǎo)致產(chǎn)生了電信號。該酶可以存在于覆蓋該電極的層中。此外,可以存在氧化還原介質(zhì)和/或電催化劑以及導(dǎo)電顆粒和成孔劑。這種類型的電極描述在例如wo2007/147475中,其內(nèi)容通過引用并入本文。工作電極的區(qū)域是傳感器的敏感區(qū)域。該敏感區(qū)域提供有擴散屏障,其控制了分析物從外部例如圍繞該電極系統(tǒng)的體液和/或組織向酶分子的擴散。該擴散屏障可以例如是覆蓋酶層的覆蓋層,即,無酶層。但是,同樣可行的是將擴散控制顆粒并入到該酶層中來充當(dāng)擴散屏障。例如酶層的孔可以用控制分析物分子擴散的聚合物來填充。該擴散屏障的厚度通常是約2-20μm,例如約2-15μm,或約5-20μm,特別是約5-10μm或約10-15μm(在干燥狀態(tài)下)。本發(fā)明的電極系統(tǒng)的擴散屏障包含嵌段共聚物,優(yōu)選具有至少一種親水性嵌段和至少一種疏水性嵌段的單一嵌段共聚物。該嵌段共聚物可以包含交替序列的嵌段,即,親水性嵌段連接到疏水性嵌段上。該親水性和疏水性嵌段在聚合物分子內(nèi)彼此共價連接。該聚合物的平均分子量(以重量計)通常是20-70kd,特別是25-60kd,且更特別是30-50kd。該嵌段共聚物中親水性與疏水性部分的摩爾比通常是約75%(親水性):25%(疏水性)-約25%(親水性):75%(疏水性),約65%(親水性):35%(疏水性)-約35%(親水性):65%(疏水性)或約60%(親水性):40%(疏水性)-約40%(親水性):60%(疏水性)的范圍內(nèi)。該嵌段共聚物的親水性嵌段由至少90%,至少95%且特別是完全由親水性單體單元組成。它的長度通常是50-400,例如50-200,或150-300,特別是100-150,或200-250個單體分子。該共聚物的疏水性嵌段由至少90%,更特別是至少95%和甚至更特別是完全由疏水性單體單元組成。它的長度通常是50-300,例如50-200或150-250個,特別是80-150或170-200個單體單元。該親水性嵌段和/或疏水性嵌段優(yōu)選由基于(甲基)丙烯酸的單元組成。更優(yōu)選該親水性嵌段和疏水性嵌段二者都是由基于(甲基)丙烯酸的單體單元組成。該親水性嵌段的親水性單體單元優(yōu)選選自親水性(甲基)丙烯酸酯,即,在酯的醇部分中具有極性基團(即,oh、och3或oc2h5)的酯,具有酰胺(nh2)或n-烷基-或n,n-二烷基酰胺基團的親水性(甲基)丙烯酰胺,其中該烷基包含1-3個c原子和任選的親水性基團,諸如oh、och3或oc2h5,和合適的具有帶電基團,例如陰離子或陽離子基團,的(甲基)丙烯酸單元,諸如丙烯酸(丙烯酸酯)或甲基丙烯酸(甲基丙烯酸酯)。此外,可以使用單體單元的組合。用于該親水性嵌段的優(yōu)選的單體單元的具體實例選自:丙烯酸2-羥乙酯,甲基丙烯酸2-羥乙酯(hema),丙烯酸2-甲氧基乙酯,甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯,丙烯酸2-乙氧基乙酯,甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯,丙烯酸2-或3-羥丙酯,甲基丙烯酸2-或3-羥丙酯(2-或3-hpma),丙烯酸2-或3-甲氧基丙酯,甲基丙烯酸2-或3-甲氧基丙酯,丙烯酸2-或3-乙氧基丙酯,甲基丙烯酸2-或3-乙氧基丙酯,丙烯酸1-或2-甘油酯,甲基丙烯酸1-或2-甘油酯,丙烯酰胺,甲基丙烯酰胺,n-烷基-或n,n-二烷基丙烯酰胺,和n-烷基-或n,n-二烷基甲基酰胺,其中烷基包含1-3個c原子,諸如甲基、乙基或丙基,丙烯酸(丙烯酸酯),甲基丙烯酸(甲基丙烯酸酯)及其組合。優(yōu)選的親水性單體是甲基丙烯酸2-羥乙酯(hema)和/或甲基丙烯酸2-或3-羥丙酯(2-或3-hpma)。更優(yōu)選地,該親水性嵌段由至少兩種不同的親水性單體單元組成。例如它可以是至少兩種不同的親水性單體單元(諸如hema和2-hpma)的無規(guī)共聚物。為了將離子基團引入單體中,可以把帶電單體單元,諸如丙烯酸(丙烯酸酯)和/或甲基丙烯酸(甲基丙烯酸酯),并入該親水性嵌段中。因此,在本發(fā)明的一個具體實施方案中,該親水性嵌段可以由至少一種非離子親水性單體單元(例如,如上所述)和至少一種離子親水性單體單元制成,其中該離子單體單元以優(yōu)選1-20mol%的摩爾量存在。在親水性嵌段包含離子單體單元(諸如丙烯酸或甲基丙烯酸)的情況下,與選自(甲基)丙烯酰胺,特別是n,n-二烷基丙烯酰胺或n,n-二烷基甲基丙烯酰胺的親水性單體的共聚是優(yōu)選的。該疏水性嵌段的疏水性單體單元優(yōu)選選自疏水性丙烯酸和/或甲基丙烯酸單元、基于苯乙烯的單體單元或其組合。優(yōu)選地,該疏水性單體單元選自疏水性(甲基)丙烯酸酯,例如具有含1-3個c原子但不含親水性基團的醇部分的酯。用于該疏水性嵌段的單體單元的具體實例選自:丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸甲酯(mma),丙烯酸乙酯,甲基丙烯酸乙酯(ema),丙烯酸正或異丙酯,甲基丙烯酸正或異丙酯,丙烯酸正丁酯,甲基丙烯酸正丁酯(buma),丙烯酸新戊酯,甲基丙烯酸新戊酯及其組合。該疏水性嵌段優(yōu)選包含至少兩種不同的疏水性單體單元,其例如作為無規(guī)共聚物而存在。在一個優(yōu)選的實施方案中,該疏水性嵌段包含甲基丙烯酸甲酯(mma)和甲基丙烯酸正丁酯(buma)。在一個特別優(yōu)選的實施方案中,該疏水性嵌段是mma和buma的無規(guī)共聚物。mma和buma之間的摩爾比優(yōu)選是約60%(mma):40%(buma)-約40%(mma):60%(buma),例如約50%(mma):50%(buma)。該疏水性嵌段的玻璃轉(zhuǎn)化溫度優(yōu)選是100℃或更低,90℃或更低或80℃或更低,例如約40-80℃。在一個可替代的實施方案中,該疏水性嵌段可以由苯乙烯單元組成,例如由玻璃轉(zhuǎn)化溫度為約95℃的聚苯乙烯組成。本發(fā)明中使用的嵌段共聚物可以根據(jù)已知方法制造(b?ker等人,macromolecules34(2001),7477-7488)。該嵌段共聚物可以通過常規(guī)技術(shù)施加到電極系統(tǒng)上,例如通過提供該嵌段共聚物在合適的溶劑或溶劑混合物(例如有機溶劑,諸如醚)中的溶液,將該溶液施加到預(yù)制的電極系統(tǒng)并在其上干燥。當(dāng)該嵌段共聚物與水接觸時,它在37℃的溫度和7.4的ph(含水磷酸鹽緩沖液10mmkh2po4,10mmnah2po4和147mmnaci)下表現(xiàn)出優(yōu)選約15重量%-30重量%(基于聚合物干重)的吸水率(wateruptake)。除了該嵌段共聚物之外,該擴散屏障還可以包含另外的組分,特別是非聚合組分,其可以分散和/或溶解在該聚合物中。這些另外的化合物包括增塑劑,特別是生物相容的增塑劑,諸如偏苯三酸三-(2-乙基己基)酯和/或甘油。本發(fā)明的擴散屏障具有對葡萄糖的高有效擴散系數(shù)deff,在37℃的溫度和7.4的ph下,其優(yōu)選≥10-10cm2/s,更優(yōu)選≥5·10-10cm2/s,且甚至更優(yōu)選≥10-9cm2/s,例如高達(dá)10-7或10-8cm2/s。有效擴散系數(shù)優(yōu)選如實施例4所述根據(jù)以下方程來測定:deff=sem/f·lm·5182?10-8其中sem是工作電極的靈敏度,f是工作電極的面積,且lm是擴散屏障的層厚。sem和lm可以如實施例所述來測定。本發(fā)明的電極系統(tǒng)適于在體內(nèi)條件下(即,當(dāng)插入或植入體內(nèi)時)測量分析物的濃度。該分析物可以是存在于組織或體液中的任何分子或離子,例如氧氣、二氧化碳、鹽(陽離子和/或陰離子)、脂肪或脂肪組分、碳水化合物或碳水化合物組分、蛋白或蛋白組分、或其它類型的生物分子。特別優(yōu)選的是測定能夠在體液,例如血液,和組織之間有效轉(zhuǎn)移的分析物,諸如氧氣、二氧化碳、鈉陽離子、氯陰離子、葡萄糖、尿素、甘油、乳酸和丙酮酸。該電極系統(tǒng)包含固定在電極上的酶。該酶適于測定期望的分析物。優(yōu)選該酶能夠催化轉(zhuǎn)化分析物和由此產(chǎn)生可以被工作電極的電導(dǎo)體檢測的電信號。用于測量分析物的酶優(yōu)選是氧化酶,例如葡萄糖氧化酶或乳酸氧化酶或脫氫酶,例如葡萄糖脫氫酶或乳酸脫氫酶。除了酶之外,該酶層還可以包含電催化劑或氧化還原介質(zhì),其有利于電子向工作電極的導(dǎo)電組分(例如石墨顆粒)的轉(zhuǎn)移。合適的電催化劑是金屬氧化物(諸如二氧化錳)或有機金屬化合物(諸如酞菁鈷)。在一個優(yōu)選的實施方案中,該氧化還原介質(zhì)能夠降解過氧化氫,由此抵消工作電極周圍的氧消耗。在一個不同的實施方案中,氧化還原介質(zhì)可以共價結(jié)合到酶上,并由此實現(xiàn)向工作電極的直接電子轉(zhuǎn)移。用于直接電子轉(zhuǎn)移的合適的氧化還原介質(zhì)是輔基(prostheticgroup),諸如吡咯并喹啉醌(pqq)、黃素腺嘌呤二核苷酸(fad)或其它已知輔基。固定在電極上的酶例如描述在wo2007/147475中,其內(nèi)容通過引用并入本文。該電極系統(tǒng)的一個優(yōu)選的實施方案包括具有電導(dǎo)體的反電極和具有電導(dǎo)體(其上設(shè)置酶層和擴散屏障)的工作電極。該酶層優(yōu)選設(shè)計為多個塊(field)的形式,其彼此相隔一定距離,例如至少0.3mm或至少0.5mm,設(shè)置在工作電極的導(dǎo)體上。該工作電極的各塊可以形成一系列的各個工作電極。在這些塊之間,該工作電極的導(dǎo)體可以被絕緣層覆蓋。通過將酶層的塊設(shè)置在電絕緣層的開口的頂部上,能夠改進信噪比。這樣的設(shè)置公開在wo2010/028708中,其內(nèi)容通過引用并入本文。本發(fā)明的電極系統(tǒng)可以另外包含能夠為工作電極供給參比電勢的參比電極,例如ag/ag-cl參比電極。此外,本發(fā)明的電極系統(tǒng)可以具有另外的反電極和/或工作電極。該電極系統(tǒng)可以是傳感器的部分,例如通過連接到穩(wěn)壓器和用于放大該電極系統(tǒng)的測量信號的放大器。該傳感器優(yōu)選是酶非流體(enf)傳感器,更優(yōu)選電化學(xué)enf傳感器。該電極系統(tǒng)的電極可以設(shè)置在攜帶穩(wěn)壓器的基底上或附著到攜帶穩(wěn)壓器的電路板上。本發(fā)明的另一主題涉及具有至少一種親水性嵌段和至少一種疏水性嵌段的嵌段共聚物作為酶電極的擴散屏障的用途。該嵌段共聚物優(yōu)選如上所述,例如單一嵌段共聚物。該擴散屏障和酶電極也優(yōu)選如上所述。附圖說明本發(fā)明的另外的細(xì)節(jié)和優(yōu)點基于示例性實施方案并參考附圖來解釋。圖1顯示了本發(fā)明的電極系統(tǒng)的一個示例性實施方案。圖2顯示了圖1的局部放大視圖。圖3顯示了圖1的另一局部放大視圖。圖4顯示了沿圖2的截面線cc的截面。圖5顯示了提供有不同的嵌段聚合物(c、f、d、b)作為屏障層的四種葡萄糖傳感器(在10mm葡萄糖中)的靈敏度(和標(biāo)準(zhǔn)偏差)。圖6顯示了提供有不同的嵌段聚合物(a、c、d、f)作為屏障層的四種葡萄糖傳感器的傳感器漂移。圖7顯示了嵌段共聚物a的電導(dǎo)率依賴于時間的曲線(2次實驗)。圖8顯示了嵌段共聚物f的電導(dǎo)率依賴于時間的曲線(3次實驗)。圖9顯示了分別對于2.77μm或4.43μm的層厚來說,嵌段共聚物h的電導(dǎo)率依賴于時間的曲線。圖10顯示了相對于未涂覆的板(空白)的纖維蛋白原在體外向不同隔離膜聚合物(adapt?和eudragite100)的粘附。圖11顯示了在與用隔離膜(adapt?和lipidurecm5206)涂覆或未涂覆(對照物=未處理的細(xì)胞)的傳感器孵育之后thp-1細(xì)胞對表面蛋白cd54的表達(dá)。圖12a和12b顯示了在與用隔離膜(adapt?和lipidurecm5206)涂覆或未涂覆(對照物=未處理的細(xì)胞)的傳感器孵育之后thp-1細(xì)胞分別對細(xì)胞因子il-8和mcp-1的分泌。圖13顯示了在與用隔離膜(adapt?、lipidurecm5206和eudragite100)涂覆或未涂覆(polyst.)且具有額外纖維蛋白原層的組織培養(yǎng)板孵育之后thp-1細(xì)胞對細(xì)胞因子il-8的分泌。圖14顯示了與無傳感器的隔離聚合物adapt?相比,在與用隔離膜(adapt?和lipidurecm5206)涂覆或未涂覆的傳感器孵育之后的溶血(陰性對照物=僅孵育介質(zhì);陽性對照物=100%滲透裂解)。表明詳述圖1顯示了電極系統(tǒng)的一個示例性實施方案,其用于插入人或動物的體組織中,例如插入真皮或皮下脂肪組織中。圖2中顯示了a的局部放大圖,圖3中顯示了b的局部放大圖。圖4顯示了沿著圖2中的截面線cc的相應(yīng)的截面圖。所示電極系統(tǒng)具有工作電極1、反電極2和參比電極3。電極的電導(dǎo)體1a、2a、3a以金屬導(dǎo)體路徑,優(yōu)選由鈀或金制成的路徑,的形式設(shè)置在基底4上。在所示的示例性實施方案中,基底4是柔性塑料板,例如由聚酯制成?;?厚度小于0.5mm,例如為100-300微米,并因此易于彎曲,使得在其插入后其可適應(yīng)于周圍體組織的移動?;?具有用于插入患者體組織內(nèi)的窄桿(narrowshaft)和用于連接到設(shè)置在體外的電子系統(tǒng)上的寬頭?;?的桿優(yōu)選為至少1cm長,特別是2cm-5cm。在所示的示例性實施方案中,測量設(shè)施的一部分,即,基底的頭部,在使用過程中從患者體中伸出來。或者,同樣可行的是,將整個測試設(shè)施植入并以無線方式將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆O(shè)置在體外的接收器。工作電極1攜帶酶層5,其包含用于催化轉(zhuǎn)化分析物的固定的酶分子。酶層5可以例如以碳顆粒、聚合物粘合劑、氧化還原介質(zhì)或電催化劑、和酶分子的固化糊狀物的形式來施加。生產(chǎn)這種類型的酶層5的細(xì)節(jié)公開在例如wo2007/147475中,其在本文上下文中作為參考。在所示的示例性實施方案中,酶層5不是連續(xù)施加到工作電極1的導(dǎo)體1a上的,而是以彼此間隔設(shè)置的單個塊的形式來施加的。在所示的示例性實施方案中酶層5的單個塊是呈一系列排列的。工作電極1的導(dǎo)體1a在酶層塊之間具有狹窄部位,其在圖2中尤其清楚可見。反電極2的導(dǎo)體2a具有遵循工作電極1的導(dǎo)體1a的路線(course)的輪廓。這意味著產(chǎn)生了具有有利地短電流路徑和低電流密度的工作電極1和反電極2的嵌入或交叉設(shè)置。為了增加其有效表面,反電極2可以具有多孔導(dǎo)電層6,其以單個塊的形式位于反電極2的導(dǎo)體2a上。類似于工作電極1的酶層5,該層6可以以碳顆粒和聚合物粘合劑的固化糊狀物的形式來施加。層6的塊優(yōu)選具有與酶層5的塊相同的尺寸,盡管這不是必須的。但是,增加反電極表面的措施也可是預(yù)知的,并且反電極2也可設(shè)計為不具有任何類型涂層、或具有由所述嵌段共聚物制成的涂層和任選的隔離物的線性導(dǎo)體路徑。參比電極3設(shè)置在工作電極1的導(dǎo)體1a和反電極2的導(dǎo)體2a之間。圖3中所示的參比電極由導(dǎo)體3a組成,導(dǎo)體3a上設(shè)置有導(dǎo)電的銀/氯化銀糊狀物的塊3b。圖4顯示了沿圖2中的截面線cc的示意性截面圖。截面線cc穿過工作電極1的酶層塊5之一以及反電極2的導(dǎo)電層6的塊之間。在酶層5的塊之間,工作電極1的導(dǎo)體1a可以覆蓋有電絕緣層7,像導(dǎo)電層6的塊之間的反電極2的導(dǎo)體2a一樣,以防止否則可能會通過導(dǎo)體路徑1a、2a的金屬催化的干擾反應(yīng)。酶層5的塊因此位于絕緣層7的開口中。同樣,反電極2的導(dǎo)電層6的塊也可以置于絕緣層7的開口之上。酶層5被覆蓋層8覆蓋,其為待測量的分析物提供了擴散阻力,因此充當(dāng)了擴散屏障。該擴散屏障8由上述具有交替的親水性和疏水性嵌段的單一共聚物構(gòu)成。覆蓋層8的有利厚度例如是3-30μm,特別是約5-10μm或約10-15μm。因為它的擴散阻力,覆蓋層8導(dǎo)致每個單位時間內(nèi)更少的分析物分子到達(dá)酶層5。因此覆蓋層8降低了分析物分子的轉(zhuǎn)化速率,和由此抵消了工作電極周圍的分析物濃度的耗竭。覆蓋層8在工作電極1的導(dǎo)體1a的整個面積上基本連續(xù)地延伸。在覆蓋層8上,生物相容性膜可以作為隔離物9設(shè)置,其在酶層5與周圍體組織的細(xì)胞之間建立了最小距離。此方式有利地產(chǎn)生了用于分析物分子的存儲器,在酶層塊5周圍的流體交換(fluidexchange)發(fā)生短暫擾動的情況下,分析物分子可以從該存儲器到達(dá)相應(yīng)的酶層塊5。如果電極系統(tǒng)周圍的體液交換被暫時限制或甚至被阻止,存儲在隔離物9中的分析物分子繼續(xù)擴散到工作電極1的酶層5,在這里它們被轉(zhuǎn)化。隔離物9因此使得僅在顯著更長的時間期間之后才發(fā)生分析物濃度的明顯耗竭和相應(yīng)的測量結(jié)果失真。在所示示例性實施方案中,形成隔離物9的膜也覆蓋了反電極2和參比電極3。隔離膜9可以例如是透析膜。在本文上下文中,透析膜被理解為是大于最大尺寸的分子不能透過的膜。該透析膜可以在單獨的制造方法中預(yù)制,然后可以在該電極系統(tǒng)制作過程中施加。選擇該透析膜能夠透過的分子的最大尺寸,以使得分析物分子能夠通過,而更大的分子被截留。或者,代替透析膜,由對分析物和水具有高滲透性的聚合物制成的涂層,例如基于聚氨酯或丙烯酸酯的涂層,可以作為隔離膜9來施加在該電極系統(tǒng)上。優(yōu)選該隔離物是由(甲基)丙烯酸酯的共聚物制成的。優(yōu)選該隔離膜是至少2或3種(甲基)丙烯酸酯的共聚物。更優(yōu)選該隔離膜包含大于50mol%,至少60mol%或至少70mol%的親水性單體單元,例如hema和/或2-hpma,和最多40mol%或最多30mol%的疏水性單元,例如buma和/或mma。該隔離物可以是無規(guī)或嵌段共聚物。特別優(yōu)選的隔離膜包含mma或buma作為疏水性部分和2-hema和/或2-hpma作為親水性部分。優(yōu)選地,親水性單體hema和/或hpma的量為80mol-%至85mol-%,且疏水性組分mma和/或buma的量為15mol-%至20mol-%。本發(fā)明的非常優(yōu)選的隔離膜由共聚物adapt?(biointeractionsltd,reading,england)制成。adapt?包含作為疏水性部分的buma和作為親水性部分的2-hema和2-hpma,其中所述2-hema親水性單體的量為約80mol-%。該隔離膜對分析物是高滲透性的,即,它的確明顯降低了每個面積工作電極的靈敏度,例如20%或更低,或5%或更低,并且層厚度小于約20μm,優(yōu)選小于約5μm。特別優(yōu)選的隔離膜厚度是約1-約3μm。該電極系統(tǒng)的酶層5可以包含金屬氧化物顆粒,優(yōu)選二氧化錳顆粒,作為催化氧化還原介質(zhì)。二氧化錳催化轉(zhuǎn)化過氧化氫,其是例如通過葡萄糖和其它生物分析物的酶氧化形成的。在過氧化氫降解過程中,二氧化錳顆粒將電子轉(zhuǎn)移到工作電極1的導(dǎo)電組分例如酶層5中的石墨顆粒。過氧化氫的催化降解抵消了酶層5中氧濃度的任何降低。有利地,這使得酶層5中待測量的分析物的轉(zhuǎn)化能夠不受局部氧濃度的限制。催化氧化還原介質(zhì)的使用因此抵消了由于氧濃度低而導(dǎo)致的測量結(jié)果失真。催化氧化還原介質(zhì)的另一優(yōu)點是它防止了產(chǎn)生細(xì)胞破壞濃度的過氧化氫。本文所述優(yōu)選的隔離膜聚合物可以用作本發(fā)明的擴散屏障的外涂層,但是也可以用作一般的電極系統(tǒng)的外涂層,特別是用于測量體內(nèi)條件下分析物濃度的電極系統(tǒng)的外涂層,該系統(tǒng)包括具有固定的酶分子和擴散屏障的電極,該屏障控制了分析物從所述電極系統(tǒng)外部向所述酶分子的擴散。因此,隔離膜可以被設(shè)置在擴散屏障上,但是,隔離膜還可以被直接設(shè)置在酶層上。在這最后的情況下,隔離膜也可以充當(dāng)擴散屏障本身并減緩分析物分子向酶層的擴散。當(dāng)本發(fā)明的電極系統(tǒng)被插入或植入體內(nèi)時,隔離膜是植入的傳感器和周圍體液或組織之間的界面。因此,當(dāng)暴露于體液或組織中時,本發(fā)明的隔離膜必須是機械上堅固的,從而使得它既不變形也不離開傳感器。為此,隔離膜共聚物吸水率和該共聚物的伴隨溶脹必須限制,雖然該共聚物具有固有親水性。優(yōu)選地,基于共聚物的總速率,隔離膜共聚物的相對吸水率應(yīng)當(dāng)不超過50重量%,優(yōu)選40重量%,更優(yōu)選30重量%。在本發(fā)明的情況下,相對吸水率的測量是通過將干燥共聚物在37℃的溫度下經(jīng)受過量的磷酸鹽緩沖液(ph7.4)持續(xù)48h而進行的。相對吸水率(wu%)優(yōu)選根據(jù)以下方程確定:wu%=(m2-m1)/m1x100,其中m1和m2分別表示根據(jù)上述測量條件的干燥共聚物和水化后的共聚物的質(zhì)量。本發(fā)明的發(fā)明人確定,由共聚物adapt?制成的優(yōu)選的隔離膜在37℃經(jīng)48h吸收相對于其自身重量的33±1.8重量%的磷酸鹽緩沖液(ph7.4)。在相同條件下,聚合物lipidurecm5206(nofcorporation,japan)的膜吸收相對于其自身重量的157±9.7重量%的磷酸鹽緩沖液。聚合物的較低吸水率有利地增加了本發(fā)明的隔離膜的機械穩(wěn)定性。相比之下,lipidurecm5206表現(xiàn)出較高吸水率,且溶脹為更脆弱、容易可變形或離開的水凝膠,特別是當(dāng)施加在酶體內(nèi)傳感器的電極系統(tǒng)上時。此外,在插入和實施電極系統(tǒng)的過程中,間隔物與組織和/或體液,如間質(zhì)液或者血液等(含有生物分子如蛋白)和細(xì)胞直接接觸。優(yōu)選地,所述隔離膜必須保護組織和/或體液環(huán)境中插入和植入的傳感器,并因此使機體與植入物的組織反應(yīng)最小化。事實上,機體針對植入材料的反應(yīng)被稱為“外來體反應(yīng)”(fbr)。通過fbr,機體試圖破壞植入物,或者,如果它是不可能的,則生成膠囊以便將它與周圍組織(外來體肉芽腫)分開。fbr反應(yīng)的第一步驟是將蛋白(例如,纖維蛋白原、白蛋白、免疫球蛋白、補體)結(jié)合至前者材料(即植入物)的表面上。該蛋白涂覆將結(jié)合位點呈遞至免疫細(xì)胞上的受體。例如,纖維蛋白原含有結(jié)合至單核細(xì)胞受體mac-1的結(jié)構(gòu)基序。當(dāng)纖維蛋白原結(jié)合至植入物的表面時,其改變其構(gòu)象并暴露對于mac-1的結(jié)合位點。因此,免疫細(xì)胞,如單核細(xì)胞,被招募至植入物,并被活化,分泌酶和自由基以攻擊植入物。此外,免疫細(xì)胞分泌可溶性因子,即細(xì)胞因子,以招募并活化其它免疫細(xì)胞,并由此擴增免疫應(yīng)答。如果不能去除植入物,則由結(jié)締組織細(xì)胞和蛋白形成纖維囊。但是,該囊是分析物到達(dá)傳感器的擴散屏障??傊?,如上所述的外來體反應(yīng)的事件可能干擾體內(nèi)的電極系統(tǒng)功能和其壽命。因此,酶體內(nèi)傳感器的電極系統(tǒng)上的改進的隔離膜進一步提供了組織對植入物的反應(yīng)的降低,并抑制將傳感器與周圍組織和體液分開的囊的形成。因此,本發(fā)明另一目的是提供用于測量體內(nèi)條件下的分析物濃度的電極系統(tǒng),其包括具有固定的酶分子和優(yōu)選地擴散屏障的電極,該擴散屏障控制了分析物從該電極系統(tǒng)外部向該酶分子的擴散,特征在于隔離膜形成了該電極系統(tǒng)的外層的至少一部分,其中該隔離膜包含丙烯酸和/或甲基丙烯酸單體的親水性共聚物,其中該聚合物包含大于50mol%的親水性單體。如上所述,本發(fā)明的隔離膜的確具有有限的蛋白結(jié)合能力,以保護傳感器的電極系統(tǒng)免于蛋白吸附,則可能觸發(fā)免疫細(xì)胞的應(yīng)答并可能限制或干擾其體內(nèi)表現(xiàn)。實施例5和6顯示本發(fā)明的優(yōu)選的隔離膜提供了與纖維蛋白原的弱結(jié)合,并防止纖維蛋白原的構(gòu)象變化,所述構(gòu)象變化將導(dǎo)致mac-1結(jié)合基序?qū)魏思?xì)胞的暴露。有利地,所述隔離膜共聚物材料不會活化免疫細(xì)胞本身。在實施例6中,可以表明本發(fā)明的隔離膜共聚物能夠減弱植入的傳感器對免疫細(xì)胞的活化。此外,有利地,隔離膜是生物相容的材料,特別與體液,例如血液,相容。實施例7顯示,本發(fā)明的隔離膜共聚物能夠防止植入的傳感器的溶血和補體活化。因此,本發(fā)明的隔離膜有利地不僅顯示高機械穩(wěn)定性,而且具有最佳的生物相容性質(zhì),這是令人驚訝的,因為當(dāng)潤濕時存在低吸水率。這個實施方案的特征,特別是在電極系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、分析物和酶分子方面,如本文所述。該擴散屏障優(yōu)選如本文所述,但是它也可以具有不同的組成或可以不存在。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案,擴散屏障優(yōu)選包括如上所述具有至少一種親水性嵌段和至少一種疏水性嵌段的嵌段共聚物。根據(jù)一個進一步優(yōu)選的實施方案,擴散屏障包括親水性聚氨酯。被用作擴散膜的親水性聚氨酯可以通過(聚)二異氰酸酯、優(yōu)選4-4-亞甲基-雙(環(huán)己基異氰酸酯)與多元醇、優(yōu)選二醇混合物的加成聚合(polyaddition)來制備。二醇混合物的組分優(yōu)選為聚亞烷基二醇,諸如聚乙二醇(peg)和聚丙二醇(ppg)和脂肪族二醇,諸如乙二醇。優(yōu)選地,所述親水性聚氨酯包含45-55mol-%,優(yōu)選50mol-%異氰酸酯和25-35mol-%,優(yōu)選30mol-%乙二醇。親水化的程度然后通過peg與ppg的比率進行調(diào)整。優(yōu)選地,所述聚氨酯包含2-3mol-%,更優(yōu)選2.5mol-%peg和17-18mol-%,優(yōu)選17.5mol-%ppg。為了增加聚氨酯的親水性,可以將peg的比例增加,例如,至4.5-5.5mol-%,優(yōu)選5mol-%peg,以獲得極端親水性的聚氨酯。也可以混合聚氨酯的不同的親水性變體,以優(yōu)化擴散屏障的特性。該隔離膜共聚物的優(yōu)選的丙烯酸和甲基丙烯酸單體如本文所述。該親水性單體單元優(yōu)選選自親水性(甲基)丙烯酸酯,即,在酯的醇部分中具有極性基團(即,oh、och3或oc2h5)的酯,具有酰胺(nh2)或n-烷基-或n,n-二烷基酰胺基團的親水性(甲基)丙烯酰胺,其中該烷基包含1-3個c原子和任選的親水性基團,諸如oh、och3或oc2h5,和合適的具有帶電基團,例如陰離子或陽離子基團,的(甲基)丙烯酸單元,諸如丙烯酸(丙烯酸酯)或甲基丙烯酸(甲基丙烯酸酯)。此外,可以使用單體單元的組合。用于該親水性嵌段的優(yōu)選的單體單元的具體實例選自:丙烯酸2-羥乙酯,甲基丙烯酸2-羥乙酯(hema),丙烯酸2-甲氧基乙酯,甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯,丙烯酸2-乙氧基乙酯,甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯,丙烯酸2-或3-羥丙酯,甲基丙烯酸2-或3-羥丙酯(2-或3-hpma),丙烯酸2-或3-甲氧基丙酯,甲基丙烯酸2-或3-甲氧基丙酯,丙烯酸2-或3-乙氧基丙酯,甲基丙烯酸2-或3-乙氧基丙酯,丙烯酸1-或2-甘油酯,甲基丙烯酸1-或2-甘油酯,丙烯酰胺,甲基丙烯酰胺,n-烷基-或n,n-二烷基丙烯酰胺,和n-烷基-或n,n-二烷基甲基酰胺,其中烷基包含1-3個c原子,諸如甲基、乙基或丙基,丙烯酸(丙烯酸酯),甲基丙烯酸(甲基丙烯酸酯)及其組合。優(yōu)選的親水性單體是甲基丙烯酸2-羥乙酯(hema)和/或甲基丙烯酸2-或3-羥丙酯(2-或3-hpma)。該疏水性單體單元優(yōu)選選自疏水性丙烯酸和/或甲基丙烯酸單元或其組合。優(yōu)選該疏水性單體單元選自疏水性(甲基)丙烯酸酯,例如具有含1-3個c原子但不含親水性基團的醇部分的酯。用于該疏水性嵌段的單體單元的具體實例選自:丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸甲酯(mma),丙烯酸乙酯,甲基丙烯酸乙酯(ema),丙烯酸正或異丙酯,甲基丙烯酸正或異丙酯,丙烯酸正丁酯,甲基丙烯酸正丁酯(buma),丙烯酸新戊酯,甲基丙烯酸新戊酯及其組合。在一個優(yōu)選的實施方案中,該疏水性嵌段包含甲基丙烯酸甲酯(mma)和甲基丙烯酸正丁酯(buma)。該外隔離膜優(yōu)選覆蓋了至少該工作電極的包含酶分子的部分和任選地還覆蓋其它部分,例如反電極。如果存在,隔離膜還覆蓋參比電極。隔離膜優(yōu)選覆蓋電極系統(tǒng)的整個植入表面。隔離膜優(yōu)選覆蓋工作電極,任選反電極,和參比電極(如果以連續(xù)層的形式存在)。包含本發(fā)明的改進的隔離膜的電極系統(tǒng)可以是傳感器的一部分,例如通過連接到穩(wěn)壓器和用于放大該電極系統(tǒng)的測量信號的放大器。該傳感器優(yōu)選是酶非流體(enf)傳感器,更優(yōu)選電化學(xué)enf傳感器。該電極系統(tǒng)的電極可以設(shè)置在攜帶穩(wěn)壓器的基底上或附著到攜帶穩(wěn)壓器的電路板上。優(yōu)選地,傳感器用于測量葡萄糖。本發(fā)明的進一步主題涉及丙烯酸和/或甲基丙烯酸單體的親水性共聚物作為酶電極的隔離膜的用途,其中親水性共聚物包含多于50mol-%親水性單體。親水性共聚物優(yōu)選如上所述。優(yōu)選地,隔離膜用于使當(dāng)其被插入或植入到體內(nèi)時針對酶電極的外來體反應(yīng)(frb)最小化。實施例實施例1 具有用于經(jīng)皮植入的分布式電極的酶非流體(enf)葡萄糖傳感器的滲透性,所述電極具有由一種單嵌段共聚物構(gòu)成的擴散層。將該傳感器構(gòu)建到250μm厚的聚酯基底上的預(yù)制鈀條導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上。將工作電極(we)和反電極(ce)分布地設(shè)置(如圖1-2所示)。用碳糊狀物疊印ce的塊,對條導(dǎo)體的其余部分絕緣。用交聯(lián)的葡萄糖氧化酶(酶)、導(dǎo)電聚合物糊狀物和電催化劑(在這里是氧化錳(iv)(technipur))的混合物疊印we的塊。對條導(dǎo)體的其余路徑再次絕緣。參比電極(re)是由ag/agcl糊狀物構(gòu)成。這些電極覆蓋了約1cm的傳感器桿。該we塊涂覆有由hema嵌段和buma嵌段組成的嵌段共聚物擴散層。該層的厚度為7μm。生產(chǎn)了四個傳感器批次,每一個都具有特定的嵌段共聚物作為擴散層(參見下面的列表)。所有嵌段共聚物都獲自polymersource,montreal,并且列于下表1中。名稱分子比/%單體單元分子量共聚物buma/hemahema共聚物[kd]c73/279247f60/4010837d48/5216244b62/3816961將各自的嵌段共聚物溶解在有機溶劑中(25%濃度),并且用其涂覆傳感器。在借助于帶式干燥機干燥后(2min,30-50℃),將該涂覆的傳感器在不同濃度的葡萄糖溶液中進行體外測試。在每個傳感器批次中,作為隨機樣品測量10個傳感器。作為用于體外靈敏度的量度,通過在10mm和0mm葡萄糖濃度的測量電流的差值計算了所述信號,其然后除以10mm(參見實施例4)。所有傳感器都在350mv的極化電壓(相對于ag/agcl)下工作,將測量的溫度保持恒定在37℃。用于該測量系列的傳感器不包含wo2010/028708中所述隔離物,但是考慮到測試的信號水平,其沒有任何不同。圖5顯示了在對于四個不同擴散層的標(biāo)準(zhǔn)偏差下的傳感器靈敏度。關(guān)于嵌段共聚物c、d和f,在體外靈敏度與疏水性嵌段/親水性嵌段的摩爾比之間存在著清楚的關(guān)系。在約相同的共聚物總鏈長,該靈敏度隨著親水性嵌段(hema)的量的增加而增加。具有嵌段共聚物b的擴散層的傳感器是一個例外。即使聚合物b具有類似于聚合物f的疏水性與親水性量的相對比率,靈敏度和由此對于葡萄糖的滲透性也降低了。經(jīng)驗上可以說在聚合物b的情況下,總鏈長(對應(yīng)于共聚物分子的分子量(總分子量))是如此之大,以至于所述層的滲透性降低。這也可以在與其余的聚合物相比,嵌段共聚物b的重量分析測定的吸水率中看到。聚合物b具有10.6%±1.5%(重量百分比指的是聚合物干重)的吸水率。聚合物c在15.6%±0.0%,聚合物f在16.5±3.1%,聚合物d在27%±1.7%。實施例2 enf葡萄糖傳感器的擴散層的機械柔韌性。如wo2010/028708所述制造傳感器,但是具有本發(fā)明的擴散層。假定玻璃轉(zhuǎn)化溫度(tg)是機械柔韌性的替代參數(shù)。此外,假定該玻璃轉(zhuǎn)化溫度,其可以分配給疏水性嵌段,決定了在體內(nèi)應(yīng)用中的機械柔韌性。應(yīng)當(dāng)注意的是一種嵌段共聚物可能鑒別出數(shù)個tg,其對應(yīng)于嵌段的數(shù)目。用與實施例1相同的電極糊狀物涂覆該傳感器。然后,將一些傳感器用選自mma-hema(由蒙特利爾的polymersource生產(chǎn))的共聚物涂覆。該聚合物(稱作e)的總分子量是41kd,mma(疏水性量)與hema的摩爾比是60%:40%。疏水性嵌段的玻璃轉(zhuǎn)化溫度是111℃,其是通過dsc和10℃/min的加熱速率測定的。此外,其它傳感器提供有本發(fā)明的嵌段共聚物(稱作a)擴散層。所述共聚物a的疏水性嵌段包含處于無規(guī)次序的等摩爾量的mma和buma。同樣,疏水性部分與親水性部分的摩爾比是60%:40%。分子量是36kd。疏水性嵌段的tg降低到73℃,這歸因于mma和buma(tg為約45℃)的無規(guī)次序。兩種擴散層都是由各自的所述共聚物在醚中的溶液(25%)產(chǎn)生的,并且如實施例1那樣干燥。擴散層的厚度是7μm。隨后經(jīng)由浸涂來施加隔離層,并在室溫干燥24h。該隔離層是由日本nof生產(chǎn)的lipidurecm5206制成的。在從組織中移出后,具有共聚物e擴散層的傳感器顯示出在該擴散層中的零星裂紋。這被認(rèn)為是機械負(fù)荷的作用。與之相反,具有共聚物a擴散層的傳感器在相同的負(fù)荷下沒有表現(xiàn)出任何裂紋。這明顯歸因于tg的降低,其提高了共聚物的機械穩(wěn)定性。不再需要如wo2010/028708公開的兩種共聚物的物理混合物。實施例3 根據(jù)本發(fā)明的具有分布式電極和擴散層的enf葡萄糖傳感器的優(yōu)化的滲透行為。如實施例1所述制造傳感器,但是在整個傳感器桿上具有另外的隔離層。對于實施例1和2的共聚物a、c、d和f,制備了具有各自的擴散層的傳感器。為此目的,生成了所述共聚物的24%醚溶液。將每個溶液施加到一組傳感器(n=10)上,然后在帶式干燥機中干燥。由此獲得厚度為7μm的擴散層。其后,向這些傳感器提供實施例2所述的隔離層。將傳感器與傳感器頭上的測量系統(tǒng)相連,其將測量數(shù)據(jù)傳遞到數(shù)據(jù)存儲。如實施例1中那樣進行體外測量,但是是在7天的測量周期上進行的。從該測量數(shù)據(jù),在各自的測量周期上計算了每個傳感器的靈敏度漂移。圖6顯示了對于每個傳感器變體,即,具有擴散層變體的傳感器,所述組的體外漂移值的平均值。所述計算排除了測量的初始階段(第一個6h,所謂的啟動階段)。對于所有具有疏水性嵌段buma的共聚物c、d和f,存在著正漂移,即,靈敏度根據(jù)時間而增加。與之相反,具有mma和buma的無規(guī)共聚物的疏水性嵌段的共聚物a導(dǎo)致了非常低的稍負(fù)的漂移。這些差異可以通過各自擴散層的長期滲透性響應(yīng)來解釋,其在另外的實驗中測得。用上面的聚合物溶液涂覆鈀傳感器(無we糊狀物,但是具有限定的活性表面,即,也沒有酶層,排除了它的溶脹行為對于結(jié)果的影響),并且在干燥后測量該層的厚度。隨后,在含鈉和氯化物的緩沖溶液中測量電導(dǎo)率。圖7顯示了在短的啟動階段后,共聚物a的電導(dǎo)率保持接近恒定。從圖8中可見,對于共聚物f來說,甚至在相同的測量條件下,并非如此。在這種情況下,觀察到共聚物f的擴散層的長期的和強的滲透性響應(yīng),其實際上與層厚度無關(guān)。對于具有buma疏水性嵌段的共聚物f以及共聚物c和d(未示出)來說,甚至在長期內(nèi)導(dǎo)致滲透性增加。當(dāng)測量時,如果擴散層施加到攜帶分布式酶層的傳感器上,則這導(dǎo)致了靈敏度的持續(xù)增加。這解釋了所觀察到的正的傳感器漂移。反之亦然,具有嵌段共聚物a的傳感器表現(xiàn)出可以忽略的漂移,這歸因于在電導(dǎo)率測量中非常低的滲透率改變。但是緊接在開始測量之后(持續(xù)到之后約1h),在共聚物a中觀察到電導(dǎo)率的猛烈增加。這里,觀察到非??斓膯?,其在約1小時后終止。此時擴散層完全潤濕,并且由于吸水而終止了它的結(jié)構(gòu)重組。結(jié)構(gòu)變化的程度大概取決于tg??雌饋硭坪蹙哂刑岣叩膖g的共聚物通過了重組,與具有在環(huán)境溫度范圍內(nèi)的tg的共聚物相比,其在時間和幅度上有限。另外,必須承認(rèn)具有共聚物a的傳感器在測量開始時表現(xiàn)出與具有共聚物f擴散層的傳感器相比相當(dāng)?shù)母哽`敏度。由于疏水性和親水性嵌段之間相同的相對比率,這是可以預(yù)期的。所達(dá)到的靈敏度范圍1-1.5na/mm(參見實施例1)被認(rèn)為是理想的。具有由共聚物a構(gòu)成的擴散層的傳感器同樣獲得了該靈敏度。關(guān)于三種理化特性-滲透性、機械穩(wěn)定性和滲透性響應(yīng)的總和,理想的傳感器可以優(yōu)選地用嵌段共聚物的擴散層來獲得,該嵌段共聚物具有攜帶至少兩種不同的無規(guī)設(shè)置的疏水性單體單元的疏水性嵌段,如嵌段共聚物a。其它的嵌段共聚物(它們的疏水性嵌段僅僅由單個單體單元組成)都沒有達(dá)到了能夠在全部三種參數(shù)上可與共聚物a相比的品質(zhì)。實施例4 嵌段共聚物的表征。生產(chǎn)了用于連續(xù)測量葡萄糖的多-塊傳感器(工作電極和反電極分別10個塊),并且在體外進行了表征。該傳感器具有由嵌段共聚物構(gòu)成的擴散層,該嵌段共聚物包含無規(guī)共聚的甲基丙烯酸甲酯(mma)和甲基丙烯酸正丁酯(buma)的疏水性嵌段和甲基丙烯酸2-羥乙酯(hema)的親水性嵌段。這些聚合物(指定為g和h)已經(jīng)由polymersource,montreal生產(chǎn),并且比實施例1-3的聚合物a具有更大的滲透性,其通過引用并入本文。在下表2中,描述了這些共聚物:聚合物gha分子量mn[kd]23.5-b-2921-b-20.521-b-15重量%hema55.249.441.6摩爾%hema(化學(xué)計量)53.547.440摩爾%hema(通過1h,13cnmr測量)514632.6tg[℃]疏水性嵌段656886hema單體單元223157115mma單體單元194174174每個嵌段的分子量mn分別表示在上表2中,并且代表了平均值,因為已知的是聚合物具有在特定的中值附近的分子鏈長分布。這也適用于表2中的導(dǎo)出量。顯示的疏水性嵌段的玻璃轉(zhuǎn)化溫度處于期望的范圍內(nèi),以確保機械柔韌性。擴散屏障對于分析物的滲透性的決定性的參數(shù)是每面積單位工作電極面積(即幾何面積)的靈敏度。對于每個分析的傳感器,靈敏度se是由在磷酸鹽緩沖溶液(ph7.4)中在10mm和在0mm的葡萄糖濃度下的電流(i)測量值來計算的,單位是na/mm:se=[i(10mm)-i(0mm)]/10從各個測量值(n=8),確定了平均靈敏度sem。將所獲得的靈敏度值除以所述多-塊傳感器上的所有工作電極點的顯微鏡測量的幾何總面積f。由此獲得了靈敏度密度sem/f。體外功能曲線的線性度y是工作電極上的聚合物覆蓋層的擴散控制功能性的指示。對于每個分析的傳感器,它是由在20mm、10mm和0mm葡萄糖濃度的電流測量值來計算的,單位是%:y20mm=50·[i(20mm)-i(0mm)]/[i(10mm)-i(0mm)]從這些各個測量值確定了平均線性度值和它的標(biāo)準(zhǔn)偏差(參見表3)。最后,對于每個聚合物,通過光學(xué)測量確定了傳感器的擴散屏障的層厚l。計算了具有相同的聚合物的≥23個傳感器的樣品的相應(yīng)平均值。由此可以計算覆蓋層的有效擴散系數(shù)deff,單位cm2/s:deff=sem/f·lm·5.182?10-8其中sem和lm是靈敏度和層厚的各自平均值,f是所有工作電極點的總面積。傳感器漂移是由7天的體外測量中,重復(fù)的葡萄糖濃度階段來計算的。表現(xiàn)出基本恒定的電導(dǎo)率的聚合物h的結(jié)果描繪在圖9中。下表3顯示了功能表征的結(jié)果:聚合物ghsem/f[na/mm*mm2)]1.851.25漂移[%d]-1.5±0.20.3±0.1y20mm[%]88.2±0.788.6±0.3層厚lm[μm]11.6112.69deff[cm2/s]1.11305*10-98.22019*10-10對于更親水的聚合物g(其對于葡萄糖的滲透性更大),也用替代方法測定了該擴散系數(shù),例如葡萄糖從具有葡萄糖溶液的室通過聚合物膜向具有無葡萄糖的緩沖液的室的滲透。根據(jù)這種方法,獲得了類似的擴散系數(shù)值(1.17·10-9cm2/s)。實施例5 蛋白與隔離層材料的結(jié)合。為了評估蛋白與隔離層材料的結(jié)合,將adapttm(biointeractionsltd,reading,england)或eudragite100(evonikindustries)的乙醇溶液填入孵育板(fluoronuncmaxisorp,thermoscientific)。eudragite100是基于甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的陽離子共聚物。將聚合物在40℃干燥過夜。此后,用纖維蛋白原溶液覆蓋隔離材料。該溶液含有與熒光染料alexa488(購自invitrogen)綴合的來自人血漿的纖維蛋白原。孵育4h之后,抽吸纖維蛋白原溶液,并用硼酸鹽緩沖液洗滌隔離層八次。使用熒光讀數(shù)器(synergy4,biotekinstruments)以485nm的激發(fā)波長和528nm的發(fā)射波長測量孵育板中的熒光強度而分析隔離物結(jié)合的蛋白的量。使用已知濃度的標(biāo)記蛋白(6.25–500ng)來制備校準(zhǔn)曲線,以便將熒光讀數(shù)轉(zhuǎn)化為蛋白的量。如預(yù)期,纖維蛋白原結(jié)合至未涂覆的孵育板(空白),導(dǎo)致390ng結(jié)合的蛋白(圖10)。用eudragite100涂覆的板顯示60ng的降低的蛋白結(jié)合。在adapttm涂覆的板中幾乎沒有檢測到任何蛋白結(jié)合。孵育前的讀數(shù)是由于背景熒光導(dǎo)致的。這些結(jié)果清楚地表明,用隔離物材料涂覆的表面,特別是用adapttm涂覆的表面,針對纖維蛋白原粘附得到了很好的保護。實施例6 與隔離層接觸后細(xì)胞的細(xì)胞因子釋放。如實施例2中所述制造傳感器。之后,如實施例2中所述提供具有隔離層的傳感器。隔離層由lipidurecm5206(nofcorporation,japan)制成或由adapttm(biointeractionsltd,reading,england)制成。將沒有隔離層的傳感器、具有由lipidurecm5206制成的隔離層的傳感器、和具有由adapttm制成的隔離層的傳感器與單核thp-1細(xì)胞孵育,并分析炎癥標(biāo)記物的誘導(dǎo)。將thp-1細(xì)胞在37℃在傳感器存在的情況下培養(yǎng)24h。然后通過離心收集細(xì)胞。上清液用于測定細(xì)胞因子的釋放,而將細(xì)胞沉淀再懸浮于含有1%牛血清白蛋白(bsa)的pbs中,并用于分析細(xì)胞表面蛋白cd54(也稱為icam-1,炎性生物標(biāo)記物)的表達(dá)。將thp-1細(xì)胞和與熒光染料藻紅蛋白(bdbioscience)綴合的抗cd54抗體孵育。在4℃孵育45min之后,將細(xì)胞在pbs/1%bsa中洗滌,并使用流式細(xì)胞儀(激發(fā)波長532nm,發(fā)射波長585nm)(bdfacsarray,bdbioscience)測定10000個細(xì)胞的平均熒光強度(mfi)。與未處理的thp-1細(xì)胞相比,如高mfi讀數(shù)所示,與沒有涂層的傳感器孵育導(dǎo)致增加的相對cd54表達(dá)(6倍誘導(dǎo))(圖11)。將細(xì)胞與用cm5206或adapttm的隔離層覆蓋的傳感器孵育分別導(dǎo)致cd54表達(dá)衰減45%或41%。上清液用于使用根據(jù)制造商的說明書(flexsets,bdbioscience)的基于珠粒的免疫測定法和隨后的流式細(xì)胞術(shù)分析(bdfacsarray,bdbioscience)測定細(xì)胞因子白介素-8(il-8)和“單核細(xì)胞趨化蛋白-1”(mcp-1)的量。使用fcap陣列軟件v1.0.1(softflowhungaryltd.)進行數(shù)據(jù)分析。與未處理的thp-1細(xì)胞相比,無涂層的傳感器誘導(dǎo)了il-8(49vs.197pg/ml)(圖12a)和mcp-1(6vs.48pg/ml)(圖12b)的強烈釋放。當(dāng)用cm5206或adapttm的隔離層覆蓋傳感器時,降低了il-8和mcp-1的釋放。用adapttm覆蓋的傳感器誘導(dǎo)了100pg/mlil-8和25pg/mlmcp-1的釋放。用cm5206覆蓋的傳感器導(dǎo)致了125pg/mlil-8和18pg/mlmcp-1的分泌??傊?,這些數(shù)據(jù)表明,該隔離層衰減了三種眾所周知的炎癥生物標(biāo)記物,即cd54、il-8和mcp-1的誘導(dǎo)。為了分析蛋白吸附對于活化thp-1細(xì)胞的作用,用cm5206、adapttm或eudragite100涂覆組織培養(yǎng)板。然后將隔離物與人纖維蛋白原(sigma-aldrich)孵育。將thp-1細(xì)胞與不同的隔離物+纖維蛋白原層孵育。在37℃孵育48h之后,通過離心沉降細(xì)胞,并分析上清液的il-8釋放。作為對照,將細(xì)胞在沒有隔離物、但用纖維蛋白原(polyst.=培養(yǎng)板材料)涂覆的培養(yǎng)板中生長。如圖13中顯示,這些細(xì)胞釋放89pg/mlil-8。在cm5206+纖維蛋白原上或adapttm+纖維蛋白原上培養(yǎng)的細(xì)胞分別釋放68或49pg/ml。相比之下,生長在eudragite100+纖維蛋白原上的細(xì)胞釋放206pg/mlil-8。值得注意的是,在無纖維蛋白原涂層的eudragite100上生長的細(xì)胞僅分泌59pg/mlil-8。纖維蛋白原在聚合物表面上的吸附和蛋白中的構(gòu)象變化可能暴露mac-1結(jié)合位點。經(jīng)由與其mac-1受體的結(jié)合活化的thp-1細(xì)胞釋放細(xì)胞因子如il-8,并且由此觸發(fā)炎癥應(yīng)答。因此,由adapttm或cm5206制成的隔離層避免了表面上(如傳感器)的蛋白沉積和結(jié)構(gòu)基序的暴露,并由此使針對植入物的炎癥應(yīng)答最小化。實施例7 用隔離層涂覆的傳感器的有限溶血。如實施例2中所述制造傳感器。之后,如實施例2中所述提供具有隔離層的傳感器。隔離層由lipidurecm5206(nofcorporation,japan)制成或由adapttm(biointeractionsltd,reading,england)制成。分析沒有隔離層的傳感器、具有由lipidurecm5206制成的隔離層的傳感器、或具有由adapttm制成的隔離層的傳感器的溶血潛力。因此,將總表面積為6cm2的傳感器與紅血細(xì)胞孵育,然后通過測量血紅蛋白向上清液的釋放測定裂解。通過離心從人新鮮血液分離紅細(xì)胞(使用檸檬酸鹽以避免凝血)。然后用磷酸鹽緩沖鹽水(pbs)洗滌它們,并隨后在pbs中1:40稀釋。在37℃在旋轉(zhuǎn)平臺(350rpm)上在黑暗中將紅細(xì)胞懸浮液與傳感器孵育24h。之后,通過離心沉降細(xì)胞,并通過以575nm的波長測量上清液的吸收而光譜法測定上清液的血紅蛋白含量。結(jié)果表示為以%計的裂解指數(shù),這是樣品中血紅蛋白的釋放除以陽性對照物(=蒸餾水中紅細(xì)胞的完全滲透裂解)中的血紅蛋白釋放。結(jié)果顯示于圖14中。無隔離層的傳感器顯著引起溶血,如47.4%的高溶血指數(shù)所示。用lipidurecm5206的隔離層涂覆傳感器降低了傳感器的溶血潛能,如14.7%的裂解指數(shù)所表明。用adapttm的隔離層涂覆的傳感器稍微引起溶血,導(dǎo)致7.5%的裂解指數(shù),這在陰性對照物(=沒有任何試驗材料情況下孵育的pbs中的紅細(xì)胞)或單獨的adapttm的范圍內(nèi)。這些結(jié)果表明隔離層降低溶血的保護功能。當(dāng)前第1頁12
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