專利名稱：用于免疫傳感器的粘合劑組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于血液接觸裝置(例如免疫傳感器)的粘合劑組合物，以及用于測 量樣品相關組分(例如血樣中的抗原)濃度的方法。
背景技術：
生理體液(例如血液或血液衍生產(chǎn)品)中的分析物檢測對于當今社會的重要性日 益增加。分析物檢測分析法可適于多種應用，包括臨床實驗室測試、家庭測試等，此類測試 結(jié)果在對多種疾病病癥的診斷和管理中扮演著十分重要的角色。所關注的分析物包括用于 糖尿病管理的葡萄糖、膽固醇等等。隨著分析物檢測的重要性日益增加，已開發(fā)了多種應用 于臨床和家庭的分析物檢測方案和裝置。
一種用于檢測和分析血樣的裝置為免疫傳感器。免疫傳感器通常包括多個電極和 配置為接收和分析樣品的室。免疫傳感器的不同室具有不同用途。例如，免疫傳感器的填充 室可配置用于接收樣品，反應室可配置用于使樣品與免疫傳感器內(nèi)置的抗體反應，以及檢 測室可配置用于在樣品與抗體反應后檢測樣品中蛋白質(zhì)或抗原的存在或濃度?？墒褂?例 如)基底、塑料、層合物和粘合劑的組合制造免疫傳感器的各種部件。
傳統(tǒng)的粘合劑可用于將諸如基底和塑料之類的材料粘結(jié)到一起。例如，這可通過 如下方式完成，即將粘合劑涂布在基底上，層合粘合劑，然后將層合的粘合劑與基底組合與 塑料層粘結(jié)在一起。傳統(tǒng)的粘合劑通常為疏水性的，因此它們可在潮濕環(huán)境中仍保持其粘 合性。然而，這對于液體流動是不利的，因為粘合劑的疏水性質(zhì)將阻礙液體流動。因此，血 樣通常難以在免疫傳感器的各個室之間流動。具體地講，樣品易于在免疫傳感器中凝結(jié)成 塊，從而阻礙樣品在免疫傳感器中的流動。這將導致樣品分析時出現(xiàn)不期望的困難、錯誤和 延遲。
因此，期望能改善血液在免疫傳感器中的流動性，同時也改善用免疫傳感器進行 測量的精度和速度。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通常提供裝置和方法，用于檢測樣品中某種物質(zhì)的存在或濃度。還提供用 于此類裝置和方法中的粘合劑組合物。在用于免疫傳感器的粘合劑組合物的一個實施例 中，組合物包含粘合劑、水、泊洛沙姆(poloxamer)和抗凝劑。粘合劑和水在被包含進來之 前與泊洛沙姆和抗凝劑組合以形成混合物。粘合劑可具有與之相關的多種不同性質(zhì)，包括 壓敏性、熱活化性和水溶性。在一個實施例中，粘合劑為磺基聚酯?？鼓齽┛蛇x自肝素、檸 檬酸鹽、乙二胺四乙酸和草酸鹽。泊洛沙姆可包含衍生自環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的單元。在 一個實施例中，環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷作為嵌段共聚物中的單體。泊洛沙姆相對于粘合劑的 濃度大約是約0. 05%至約0. 5%。在抗凝劑為肝素的一個實施例中，肝素相對于粘合劑的 濃度大約是約0. 1毫克/毫升至約10毫克/毫升。
免疫傳感器的一個示例性實施例可包括下電極、上電極和置于其間的隔板。免疫傳感器還可具有多個室，包括反應室、檢測室和填充室。每個反應室和檢測室都可在隔板中 形成，而填充室可至少部分地形成于上下電極之一和隔板中。填充室可與檢測室相隔一定 距離，而與反應室的至少一部分重疊。此外，排氣孔還可至少部分地形成于每一個隔板、下 電極和上電極中。排氣孔可與反應室相隔一定距離，而與檢測室的至少一部分重疊。親水性 粘合劑帶可連接到上下電極之一并且置于排氣孔上方，而密封件可連接到上下電極中的另 一個上并且同樣置于排氣孔上方。親水性粘合劑帶和密封件可由一種或多種相同的材料制 成，包括完全相同的材料，或者作為另外一種選擇，也可由一種或多種不同的材料制成。親 水性粘合劑帶可形成填充室的壁，并且其中可包含抗凝劑。
下電極可含有置于電極上的液體形式的第一試劑和液體形式的第二試劑。第一 液體試劑可包括與緩沖液中的酶綴合的抗體，而第二液體試劑可包括稀酸溶液中的鐵氰化 物、酶的底物和電化學介體。第一和第二液體試劑可在下電極上形成條紋狀并且干燥。上 電極可含有與在上電極上成條紋狀并干燥的抗原綴合的磁珠。免疫傳感器可構造成使得反 應室中含有下電極的第一試劑和與置于反應室中的上電極的抗原綴合的磁珠，并且檢測室 中含有置于其中的下電極上的第二試劑。
免疫傳感器下電極的第一液體試劑中的酶可以是葡萄糖脫氫酶-PQQ，并且包含酶 的緩沖劑可含有檸康酸鹽、蔗糖、泊洛沙姆和鈣離子。免疫傳感器下電極的第二液體試劑可 包括稀檸康酸溶液中的鐵氰化物、葡萄糖和吩嗪硫酸乙酯。在一個實施例中，粘合劑帶的抗 凝劑可為肝素。肝素的濃度相對于親水性粘合劑的濃度可大約是約0. 1毫克/毫升到約10 毫克/毫升。免疫傳感器還可包括設置在反應室下方的一個計量器。在一個示例性實施例 中，計量器可包括磁體。計量器可配置為在下電極和上電極間施加電勢，并且測量所產(chǎn)生的 電流。在一個實施例中，加熱元件可與計量器相連。在另一個實施例中，計量器可包括配置 用于在置于排氣孔上方的親水性帶和密封件中的至少一個上穿孔的穿孔部件。
用于測量血樣的一種方法可包括提供反應室和檢測室，這兩個室形成于兩個電極 間的隔板上。此外，還可提供至少部分地形成于兩個電極之一和隔板和中的填充室。填充室 可與檢測室相隔一定距離，并且可與反應室的至少一部分重疊。此外，可提供至少部分地形 成于隔板和兩個電極上的排氣孔。排氣孔可與反應室相隔一定距離，并且可與檢測室的至 少一部分重疊。該方法還可包括在反應室中提供第一緩沖劑中的抗體-酶綴合物和連接到 第二緩沖劑中抗原上的磁珠，并且在檢測室中提供稀酸溶液中的鐵氰化物、葡萄糖和介體。 可通過親水性粘合劑帶在排氣孔的第一側(cè)面上方提供第一密封件。此粘合劑帶也可形成填 充室的壁。可通過密封部件在排氣孔的第二側(cè)面上方提供第二密封件。
此方法還可包括提供在填充室中加入血樣，以使得血樣的至少一部分從填充室移 到反應室。排氣孔可在預定時間后打開，例如，通過在親水性粘合劑帶和密封件的至少一個 上穿孔。在預定時間后打開排氣孔可使得包含未結(jié)合到磁珠上的抗體-酶綴合物的部分血 樣移到檢測室。可催化檢測室中葡萄糖的氧化，從而形成鐵氰化物。該方法還可包括在兩 個電極間施加電勢，電化學檢測來自鐵氰化物的電流，并且根據(jù)檢測到的信號計算血樣中 的抗原的濃度。
在該方法的一些實施例中，可加熱兩個電極。在一個實施例中，親水性粘合劑帶的 親水性粘合劑可包含肝素。肝素相對于親水性粘合劑的濃度可近似為1毫克/毫升。在另 一個實施例中，親水性粘合劑可包含泊洛沙姆。


通過以下結(jié)合附圖的具體實施方式
部分，將更完整地理解本發(fā)明，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的免疫傳感器的一個示例性實施例的分解圖；以及
圖2是說明使用根據(jù)本發(fā)明的免疫傳感器對C-反應蛋白質(zhì)進行測量的圖表。
具體實施方式
現(xiàn)在將描述某些示例性實施例，從而得到對本文所公開的裝置和方法的結(jié)構、功 能、制造和使用的原理的全面理解。這些實施例的一個或多個實施例在附圖中示出。本領 域的技術人員將理解，本文具體描述并在附圖中示出的裝置和方法是非限制性示例性實施 例并且本發(fā)明的范圍僅由權利要求書限定。結(jié)合一個示例性實施例示出或描述的特征可以 與其他實施例的特征組合。這種修改形式和變型形式旨在包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的組合物、裝置和方法適用于確定各種樣品中的多種分析物，并且尤其適 用于確定在全血、血漿、血清、間質(zhì)液或者它們的衍生物中的分析物。本發(fā)明的組合物可包 含具有各種量和濃度的多種組分。本領域的技術人員將認識到本文中所討論的組分、量和 濃度僅僅是用于本發(fā)明的例子，并且本著本發(fā)明的精神，多種其他組合可以形成一種或多 種組合物。
同樣地，該組合物可以與多種其他裝置結(jié)合使用。因此，在所討論的組合物通常 與免疫傳感器結(jié)合使用的范圍內(nèi)，該組合物也可用于多種裝置中，例如，就非限制性實例而 言，電化學電池、電化學傳感器、血紅蛋白傳感器、抗氧化劑傳感器和生物傳感器?？膳c粘合 劑組合物一起使用的一些裝置類型的非限制性實例詳述于以下專利中1997年5月7日提 交的名稱為“Electrochemical Method” (電化學方法)的美國專利No. 5，942，102 (Hodges 等人)，1999年5月18日提交的名稱為“Electrochemical Cell”(電化學電池)的 美國專利No. 6，174，420 (Hodges等人)，1999年9月20日提交的名稱為‘Sensor ConnectionMeans，，(傳感器連接機構)的美國專利No. 6，379，513 (Chambers等人)，以及 2000年9月11日提交的名稱為“Heated ElectrochemicalCell ”(加熱的電化學電池) 的美國專利No. 6，475,360 (Hodges等人)，2000年7月14日提交的名稱為“Hemoglobin Sensor”(血紅蛋白傳感器)的美國專利No. 6，632，349 (Hodges等人)，2000年7月14日提 交的名稱為“Antioxidant Sensor"(抗氧化劑傳感器)的美國專利No. 6，638，415 (Hodges 等人)，2002 年 12 月 9 日提交的名稱為 “Method ofForming an Electrical Connection Between an Electrochemical Celland a Meter”(在電化學電池和計量器間形成電氣連接 的方法)的美國專利No. 6，946，067 (Hodges等人)，2003年4月3日提交的名稱為“Method of Preventing Short Sampling of a Capillary or WickingFill Device，，(防止毛細管或 芯吸充填裝置欠量采樣的方法)的美國專利No. 7，043，821 (Hodges)，以及2002年10月1日 提交的名稱為“Electrochemical Cell”(電化學電池)的美國專利No. 7，431，820 (Hodges 等人)，上述每篇專利的全文均以引用方式并入本文。
同樣，在所討論的組合物用于具有特定構造裝置的范圍內(nèi)，可使用多種構造。例 如，可用于本發(fā)明的一些構造包括具有彼此相對兩個電極的傳感器，具有處于同一平面上 的兩個電極的傳感器，以及具有三電極的傳感器，其中兩個電極相對，兩個電極處于同一平面。包括上述裝置的多種裝置中均可具有這些不同構造。
此外，本文所討論的方法，例如那些與形成組合物、構造裝置和使用裝置相關的方 法，也不會受到具體步驟或步驟順序的限制。本領域的技術人員將認識到方法可按各種順 序執(zhí)行，并且還將認識到在不脫離本發(fā)明精神的前提下，可修改或添加步驟。
在用于免疫傳感器的組合物的一個示例性實施例中，組合物包含粘合劑、水、泊洛 沙姆和抗凝劑。除粘性之外，粘合劑可具有與之相關的多種性質(zhì)。這些性質(zhì)可來源于與組 合物中所用的具體粘合劑相關的性質(zhì)，或者作為另外一種選擇，它們也可來源于為了有助 于產(chǎn)生或增強這些性質(zhì)而在組合物中添加的其他組分。例如粘合劑可為親水性的，從而使 它與水和其他液體能良好地相互作用。在這些實施例中，粘合劑可保持良好的潤濕狀態(tài)，這 可使液體樣品能更容易地流過與組合物相關的裝置。獲得具有親水性質(zhì)的粘合劑的一種方 式為將親水的、與血液相容的聚合物混合到粘合劑中。當包括可改善流動特性的粘合劑的 裝置與血樣結(jié)合使用時，此類粘合劑的使用可減少裝置內(nèi)產(chǎn)生的凝塊的量。改善流動特性 還可加快與此類裝置相關的各種反應的時間。例如，在免疫傳感器中，包含可改善樣品流動 特性的粘合劑的組合物可以縮短發(fā)生抗原-抗體反應所需的時間。這是因為緩慢填充生物 傳感器的液體樣品往往可以溶解干燥的試劑，并沿著填充路徑將其“推動”。繼而，留下耗盡 了試劑的電極區(qū)域，從而降低了反應速率。
還可通過制備水溶性粘合劑改善流體在與組合物相關裝置中的流動性。此類性質(zhì) 也可有助于粘合劑保持良好的潤濕狀態(tài)，此外，由于它有助于改善流動性，因此水溶性粘合 劑還可產(chǎn)生改善的流動特性所帶來的其他上述有益效果。另外，當粘合劑施加到裝置(例 如免疫傳感器)的表面時，水溶性粘合劑可有助于防止揮發(fā)性有機化合物或毒性組分的釋 放。
粘合劑也可制成壓敏性粘合劑和/或熱活化性粘合劑。通過使粘合劑具有壓敏性 和/或熱活化性，可以使與粘合劑相關的裝置更加容易地進行加工。例如在使粘合劑具有 熱活化性時，粘合劑以及與粘合劑相關的裝置部分可能無法牢固地粘附到用于制造此裝置 的切削工具上。
盡管許多不同的粘合劑可以與本發(fā)明的組合物結(jié)合使用，在一個示例性實施例中 該粘合劑為磺基聚酯。還可使用其他聚酯，例如得自festmanAQ 聚合物產(chǎn)品的聚酯和磺基 聚酯。
與組合物相關的水可具有其典型形式，并且可在任意所需時間與組合物的其他組 分相關聯(lián)。過濾水、純水、自來水和處理水為可用于粘合劑組合物的水類型的所有例子。在 一個示例性實施例中，水中基本上不含溶解的離子，以使粘合劑更易于與水相互作用。由于 離子會阻止粘合劑溶解，因此將影響水與粘合劑的相互作用。在一個示例性實施例中，粘合 劑和水混合在一起形成混合物。當粘合劑具有例如親水性和/或水溶性的性質(zhì)時，所得混 合物可容易地與粘合劑組合物的其他組分(例如泊洛沙姆和抗凝劑)混合。
一種或多種泊洛沙姆，有時也按其商品名稱為Pluronics ,可作為粘合劑組合物 的一部分，從而有助于使組合物具有親水性。一種或多種泊洛沙姆可為嵌段共聚物(例如 非離子三嵌段共聚物)，其可衍生自并且包括聚氧丙烯(有時也稱作聚(環(huán)氧丙烷))和聚 氧乙烯(有時也稱作聚(環(huán)氧乙烷))。環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷可作為嵌段共聚物中的單體。
可調(diào)節(jié)共聚物中嵌段的長度以獲得多種不同的泊洛沙姆，每種都具有基于每種泊洛沙姆的具體組合物的不同性質(zhì)。泊洛沙姆可直接混合到粘合劑中或一般地混合到組 合物中。由于許多粘合劑都是疏水性的，因此泊洛沙姆的使用可提高粘合劑組合物的性 能。環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷聚合物嵌段可具有多種化學結(jié)構，以使可用的泊洛沙姆具有各種 級別的期望和不期望的特性。例如，一些泊洛沙姆在用血液填充免疫傳感器方面具有較好 功效，因為它們有助于抵消高紅細胞比容。BASFpiur0nic L 62(也稱為PE 6200)和 BASFpiUronic F 87 Prill只是泊洛沙姆的兩個例子，由于其具有使組合物親水的特性， 因此可有助于用血液填充免疫傳感器。
粘合劑組合物也可包括一種或多種抗凝劑。添加抗凝劑可有助于降低液體(例如 血液)在使用組合物的裝置中出現(xiàn)凝塊的風險。另外，當嘗試用液體填充裝置和/或當液 體試圖在裝置中各室間流動時，抗凝劑可提供更加穩(wěn)定的填充性能。通過在組合物中添加 抗凝劑，可以更好地控制樣品填充的速率和范圍?？鼓齽┛芍苯踊旌系秸澈蟿┲谢蛞话愕?混合到組合物中。抗凝劑可以形成某種表面，該表面可在樣品填充裝置時使抗凝劑浸入樣 品。盡管可使用多種類型抗凝劑，但一些示例性物質(zhì)包括肝素(包括肝素鈉和肝素鋰)、檸 檬酸鹽、乙二胺四乙酸(有時也稱為EDTA)和草酸鹽。
粘合劑組合物的形成可以多種方式進行。本文所討論方法只是各種組分可組合形 成一種粘合劑組合物所采用方式的例子。根據(jù)本發(fā)明，本領域的普通技術人員將認識到，為 了獲得可使用的溶液，對于包含粘合劑、水、泊洛沙姆和抗凝劑的粘合劑組合物中所包括的 組分量，可精確地使之保持平衡。例如，含有過量粘合劑的組合物可阻礙樣品適當?shù)靥畛涿?疫傳感器。另外，含有過量泊洛沙姆的組合物將導致樣品不易去濕，從而使樣品無法在免疫 傳感器的室間流動。同樣，含有太少泊洛沙姆的組合物將導致樣品完全無法潤濕，并且可導 致樣品在免疫傳感器的室間出現(xiàn)不期望的凝塊。此外，含有過量抗凝劑的組合物可對樣品 產(chǎn)生不利影響。例如，當樣品為血液時，過量抗凝劑可對樣品紅細胞產(chǎn)生不利影響。因此， 用于形成粘合劑組合物的組分間的特定平衡對于提高免疫傳感器的性能是十分重要的。
在形成粘合劑組合物的一個示例性實施例中，粘合劑和水組合并混合在一起形成 兩種物質(zhì)的混合物。例如，大約4. ^g Eastman AQ 2150 (磺化聚對苯二甲酸乙二醇酯) 可與大約13. 5L純水結(jié)合。水中基本上不含溶解的離子，從而促進粘合劑的溶解。festman AQ 2150基本上可由含有少量調(diào)節(jié)劑和添加劑的水分散性磺基聚酯制得。在形成粘合 劑-水混合物后，可加熱并儲存該混合物。例如，該混合物可置于加熱至大約140° F的烘 箱中，放置約4天。每天可攪拌約5到10分鐘。隨后，可將混合物儲存在大約46° F或更 低的環(huán)境下，從而有助于抑制微生物生長。
在粘合劑和水混合之前或者在形成混合物之后，可混入一種或多種泊洛沙姆。例 如，BASFpiuronic L 62可以某種方式混入，使得泊洛沙姆的最終濃度大約是約0. 05% 至約0.5%。在一個示例性實施例中，泊洛沙姆占組合物的大約0.1%。類似地，在粘合劑 和水混合之前或者在形成混合物之后，可混入一種或多種抗凝劑。在一個示例性實施例中， 在泊洛沙姆混入后添加抗凝劑。繼續(xù)上述粘合劑組合物例子，在添加BASFpiuronic L62 之后，肝素鈉可以一種方式混入使得肝素相對于組合物的最終濃度大約是約0. lmg/mL至 約10mg/mL。在一個示例性實施例中，肝素的濃度相對于組合物的濃度大約為lmg/mL?？?用于本發(fā)明組合物的一種肝素鈉為SigmaAldrich豬粘膜肝素，其濃度大約為172單位/毫 克。粘合劑(例如4. ^gEastman AQ 2150)、水(例如13. 5L純水)、泊洛沙姆(例如相對于整個組合物的濃度大約為0.1%的BASFpiur0nic L 62)和抗凝劑(例如濃度大約 為172單位/毫克，并且結(jié)合形成整體后的濃度大約為lmg/mL的Sigma Aldrich豬粘膜肝 素)結(jié)合在一起可形成示例的粘合劑組合物。
得自本發(fā)明的粘合劑組合物可用于多種不同裝置。與組合物一起使用的裝置類型 將影響組合物使用的形式。在一些實施例中，組合物可直接應用于裝置，例如將組合物直接 涂在電極上，而在其他實施例中也可先將組合物涂在薄片上，再將涂有組合物的薄片與要 配套使用的裝置相連。在一個示例性實施例中，粘合劑組合物可涂布在雙軸取向的聚對苯 二甲酸乙二醇酯(有時也可稱為Mylar)的薄片上以形成粘合劑帶。組合物可以多種方式 涂布到此類薄板上，例如可使用K-bar進行涂布。其他將組合物涂布到薄片上的方法包括 但不限于槽頭式涂布和淋幕式涂布。
得自本發(fā)明的粘合劑組合物也不限于與測量血液各方面的裝置配合使用。相反 地，粘合劑組合物可以多種方式使用，在這些方式中粘合劑組合物都具有有益效果。就非限 制性實例而言，得自本發(fā)明的粘合劑組合物可用于治療傷口，例如，將粘合劑組合物結(jié)合到 繃帶中。下文將更加詳細討論的粘合劑組合物，可平衡其組分以獲得在粘合劑繃帶上使用 的所需效應。在粘合劑繃帶上使用粘合劑組合物的結(jié)果包括通過粘合劑繃帶改善凝塊狀 況，以及從傷口移除粘合劑繃帶時減輕組織損傷和/或疼痛。通過本文所公開的內(nèi)容，還可 以想到粘合劑組合物取代標準粘合劑的其他應用。
免疫傳感器是本發(fā)明的粘合劑組合物可配合使用的多種裝置類型之一。免疫傳感 器通常構造用于容納和分析樣品，例如血液。然而本發(fā)明的粘合劑組合物可與具有多種構 造的免疫傳感器配合使用，在一個示例性實施例中，免疫傳感器可包括下電極和上電極以 及置于二者之間的隔板。下電極和上電極可作為工作電極和對電極或?qū)﹄姌O/參比電極交 替使用。事實上，由于施加到免疫傳感器的電壓可以反向和/或交替，因此每一個下電極和 上電極可在不同階段用作工作電極和對電極或?qū)﹄姌O/參比電極。為便于說明的目的，在 本專利申請中下電極將被視為工作電極，上電極被視為對電極或?qū)﹄姌O/參比電極。
可在免疫傳感器的下電極、上電極和隔板中至少一個的部分中形成多個室。所包 括的室的例子為可將樣品引入到免疫傳感器中的填充室，樣品可與一種或多種所需物質(zhì)反 應的反應室，以及可確定樣品特定組分的濃度的檢測室。免疫傳感器還可包括根據(jù)需要允 許空氣進入和逸出免疫傳感器的排氣孔，選擇性密封排氣孔一側(cè)的粘合劑帶，以及選擇性 密封排氣孔另一側(cè)的附加密封件。粘合劑帶還可形成填充室的壁。
如圖1所示，在免疫傳感器10的一個實施例中，免疫傳感器10包括具有在其上形 成條紋的兩種液體試劑30和32的下電極12?？刹捎眯纬呻姌O的多種技術形成下電極12， 但在一個實施例中，可用金噴涂填充了硫酸鋇的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄片。其他 形成電極的非限制性實例在2000年11月10日提交的名稱為“Electrochemical Cell”(電 化學電池)的美國專利No. 6，521，110 (Hodges等人)中有所公開，其內(nèi)容全文以引用方式 并入本文。同樣，液體試劑30和32可具有多種不同的組成，但在一個實施例中，第一液體試 劑30包含與緩沖劑中的酶(例如GDH-PQQ)綴合的抗體，該緩沖劑含有蔗糖、Pluronies (即泊洛沙姆)、檸康酸鹽(即抗凝劑)和鈣離子，而第二液體試劑32包括在酸性緩沖劑 (例如稀檸康酸溶液)中的鐵氰化物、葡萄糖和第二介體(例如吩嗪硫酸乙酯)的混合物。 第一液體試劑30和第二液體試劑32可在下電極12上干燥?？刹捎枚喾N技術干燥試劑30和32，但在一個實施例中，當試劑30和32在下電極12上成條紋狀后，一個或多個紅外干燥 機可應用于試劑30和32。例如，在使用紅外干燥機后，也可使用一個或多個空氣干燥機。 本文中所提到的第一試劑和第一液體試劑以及第二試劑和第二液體試劑可交替使用，并且 不一定表明在具體實施例中，試劑在給定時間處于液態(tài)或干燥狀態(tài)。另外，與第一和第二液 體試劑相關的一些組分可交替使用和/或根據(jù)需要在第一和第二液體試劑中共同使用。就 非限制性實例而言，抗凝劑可與第一液體試劑20和第二液體試劑32中之一相關或與二者 同時相關。
可在試劑30和32間的噴涂金處形成線條，使得試劑30和32之一的邊緣非常接 近或接觸到該線條。可使用激光燒蝕或峰利的金屬刀刃刻出該線條。在一個示例性實施例 中，可在試劑30和32在電極上形成條紋狀之前刻出該線條。此線條可設計用于使下電極 12在檢測室下方的部分與在反應室下方的部分電絕緣。這可在電化學檢測分析期間更好地 對工作電極的區(qū)域進行限定。
免疫傳感器10還可包括上電極14，該電極具有一個或多個其上包含表面結(jié)合抗 原的磁珠34?？乖膳渲脼榕c置于下電極12上的抗體和反應室18中的樣品進行反應，如 下文詳細描述的那樣。本領域的技術人員將認識到，置于下電極12和上電極14上的組分 是可互換的。因此，下電極12可包括一個或多個磁珠34，上電極14可包括在其上成條紋 的兩種液體試劑30和32。另外，盡管在所示實施例中，電極12的長度形成免疫傳感器10 的整體長度，但在其他實施例中電極可以僅為免疫傳感器層的一部分并作為下電極或上電 極，或者多個電極可置于單層免疫傳感器上。
置于上下電極12和14間的隔板16可具有多種形狀和大小，但它通常成形為有利 于接合下電極12和上電極14以形成免疫傳感器10。在一個示例性實施例中，盡管如下文 所詳細描述的與隔板16相關的粘合劑可與用于結(jié)合免疫傳感器10的粘合劑組合物各自獨 立，但是隔板16兩側(cè)均具有粘性。隔板16還可包括隔板16兩邊每一邊上的防粘襯墊?？?以形成至少兩個腔的方式切割隔板16。所形成的第一個腔可用作反應室18，第二個腔可用 作檢測室20。在一個實施例中，可輕模切隔板16使得反應室18與電極12和14對齊，從而 使抗原與抗體在其中進行反應；并且使檢測室20與電極30和32對齊，從而在其中對鐵氰 化物進行電化學確定。
在一個實施例中，隔板16可置于下電極12上，其放置方式使得上電極14上的磁 珠34和下電極12上的第一試劑30至少部分地置于反應室18中，并且下電極12上的第二 試劑32的鐵氰化物-葡萄糖組合至少部分地置于檢測室20中。在每個第一液體試劑30和 第二液體試劑32中包含抗凝劑是有利的，可使抗凝劑與每個反應室18和檢測室20相關。 在一些實施例中，上下電極12和14之一與隔板16的組合可層合在一起以形成雙層層合， 而在其他實施例中每個下電極12、上電極14和隔板16的組合可層合在一起以形成三層層 合。然而，在本發(fā)明精神的范圍內(nèi)，可根據(jù)需要包括附加層。
填充室22可通過在下電極12和上電極14以及隔板16中的一個上穿孔形成。在 所示實施例中，填充室通過在下電極12和隔板16上穿孔形成，使得下電極12中的孔與反 應室18重疊。如圖所示，填充室22可與檢測室20相隔一定距離。此類構造允許樣品通過 填充室22進入免疫傳感器10，然后流進反應室18進行反應，例如與第一液體試劑30 (包含 在第一電極12上與緩沖劑中的酶綴合的抗體)以及在上電極14上成條紋狀的磁珠34進行反應，而不會進入檢測室20。樣品一旦反應，即可流入檢測室20中與第二液體試劑32相 互作用，液體試劑的例子為在酸性緩沖劑中的鐵氰化物、葡萄糖和第二介體的混合物。
排氣孔M可通過在兩個電極12和14以及隔板16中的每一個上穿孔形成，使得 排氣孔M延伸穿過整個免疫傳感器10?？稍诙鄠€不同位置穿孔，但在一個示例性實施例中 所穿孔可與檢測室20 (與反應室18間隔開)的一部分重疊。
排氣孔M可采用多種不同密封件以多種不同方式密封，但在所示實施例中，位于 下電極12上的排氣孔M的第一側(cè)面用包括本發(fā)明的粘合劑組合物的親水性粘合劑帶40 密封，位于上電極14上的排氣孔M的第二側(cè)面用例如Scotch 粘合劑帶42的密封件密 封。粘合劑帶40可以多種方式形成，包括通過涂布在雙軸取向的聚對苯二甲酸乙二醇酯的 薄片上，如上所述。粘合劑帶40和Scotch 粘合劑帶42的粘合面均面向免疫傳感器10。 如圖所示，粘合劑帶40不僅可形成排氣孔M的密封件，而且還可形成填充室22的壁以使 樣品包含其中。在粘合劑帶40包含本發(fā)明的粘合劑組合物的實施例中，粘合劑帶40的性 質(zhì)可與填充室22相關。因此，填充室22的表面可為親水性的和/或水溶性的，從而可在樣 品置于其中時使表面保持良好的潤濕。粘合劑帶40和Seoteh 粘合劑帶均可選擇性地與 免疫傳感器10相連或分離，以根據(jù)需要為免疫傳感器10和置于其中的組分提供排氣孔和 /或密封件。本領域的技術人員將認識到Seoteh 粘合劑帶42只是密封件的一個例子，還 可使用許多其他類型的能夠密封排氣孔M的元件，包括親水性粘合劑帶40。
使用抗凝劑(例如肝素)作為粘合劑組合物一部分的優(yōu)點如圖2的圖表所示。在 粘合劑組合物的一個實施例中，添加肝素可提高免疫傳感器的功能，以便在臨床相關血細 胞比容的大范圍內(nèi)更加容易地與血液相互作用。如圖所示，對于33. 5%和47. 5%的血細胞 比容進行C-反應蛋白質(zhì)的測量，結(jié)果表明參考血漿濃度和實際測得濃度在數(shù)據(jù)集上是相 對一致的。完全理想的結(jié)果將形成一條直線，并且由計量器測得的C-反應蛋白質(zhì)濃度等同 于每個數(shù)據(jù)點C-反應蛋白質(zhì)的參考濃度。實際數(shù)據(jù)結(jié)果要么靠近這樣的理論線，或者在一 定范圍內(nèi)偏離理論線，數(shù)據(jù)點通常與線兩側(cè)等距，說明采用大量樣品所產(chǎn)生的結(jié)果可能會 靠近理論線。因此，本發(fā)明可得到一般而言準確的免疫傳感器。
雖然本發(fā)明討論了涉及到免疫傳感器的多種不同實施例，其中本文所述粘合劑組 合物可用于該免疫傳感器，但是免疫傳感器的其他實施例也可與本發(fā)明的粘合劑組合物一 起使用。此類實施例的非限制性實例包括在下述專利中有所描述的實例2002年3月21日 提交的名稱為“Directlmmimosensor Assay”(直接免疫傳感器檢測分析)的美國專利申請 公布No. 2003/0180814(Hodges 等人)，2004年 4 月 22 日提交的名稱為“Immunosensor”(免 疫傳感器)的美國專利申請公布No. 2004/0203137 (Hodges等人)，2005的11月21日提交 的名稱為“BiosensorApparatus and Methods of Use”(生物傳感器裝置和使用方法)的美 國專利申請公布No. 2006/0134713 (Rylatt等人)，以及美國專利申請序列號12/563，091， 其要求美國專利申請公布No. 2003/0180814和2004/0203137中每一個的優(yōu)先權，以上專利 申請的全文均以引用方式并入本文。
在一個實施例中，免疫傳感器10可構造為置于計量器中，該計量器構造用于向電 極12和14施加電勢并測量由所施加的電勢產(chǎn)生的電流。計量器可包括許多不同特征。例 如，計量器可包括磁體，其構造用于保持免疫傳感器10的某些組分在一個室中，而其他組 分流向另一個室。在一個示例性實施例中，計量器的磁體的位置使得將免疫傳感器10放置12于計量器中之后，磁體位于反應室18下方。這可使得磁體有助于阻止任何磁珠34，更具體 地講是結(jié)合在珠34上的任何抗體-酶綴合物流進檢測室20。計量器的另一個任選特征為 加熱元件。加熱元件可有助于加快反應速率，并通過降低粘度幫助樣品按所需方式流過免 疫傳感器10。如下文所詳細描述的，還可將穿孔器械與計量器相連。
在使用時，免疫傳感器10可確定樣品中抗原的濃度。免疫傳感器10可連接到計 量器上。要確定的包含抗原的樣品可通過將其放入免疫傳感器10的填充室22中，從而裝 入免疫傳感器10中?？墒褂枚喾N技術放置樣品，但在一個示例性實施例中，指尖的一滴血 可通過毛細管作用汲取到填充室22中。由于免疫傳感器10的構造，樣品可從填充室22流 入反應室18。反應室18中可以包含第一試劑30，該試劑可包含與緩沖劑中的酶綴合的抗 體和含有表面結(jié)合抗原的磁珠；34，該緩沖劑包含蔗糖、泊洛沙姆和鈣離子。第一試劑30和 磁珠34均可配置為在樣品反應中起作用。磁珠34的抗原和樣品的抗原可采用某種方式封 鎖第一試劑30的抗體的結(jié)合位點，通過這種方式可以阻止第一試劑30的綴合物與磁珠34 表面上抗原相結(jié)合。在預定的時間過后，例如2到5分鐘之后，可對置于下電極12的排氣 孔M上方的粘合劑帶40進行穿孔。在一個示例性實施例中，免疫傳感器10所帶的計量器 包括穿孔器械，以便刺穿形成排氣孔對。穿孔器械的例子包括針或其他鋒利的工具。
樣品添加到傳感器10之后到穿孔形成排氣孔M之前所經(jīng)過的時間可隨著傳感器 10的具體應用和形成傳感器10的具體部件而變化。將樣品引入反應室18后，需要一定的 時間溶解試劑30和32。多種因素可影響溶解試劑30和32所需的時間，就非限制性實例而 言，這些因素包括化學成分、粘度和傳感器10正在使用的樣品量，以及傳感器10內(nèi)部和周 圍的環(huán)境溫度。例如，具有高血細胞比容的血液比具有較低紅細胞含量的血液需要更長時 間溶解試劑30和32。同樣，在較低溫度下也需要更長的時間溶解試劑30和32。
使綴合物結(jié)合到磁珠34需要的時間也是可隨著傳感器10的具體應用和形成傳感 器10的具體部件而變化的因素。就非限制性實例而言，使綴合物結(jié)合到磁珠34需要的時 間可取決于樣品粘度、分析物和綴合物的抗體部分間的親和力、以及培養(yǎng)溫度。通常，綴合 物和磁珠34間的至少一些結(jié)合可發(fā)生在所有試劑30和32完全溶解之前。
在一個示例性實施例中，當反應在大約37°C下進行時，在穿孔形成排氣孔M之前 可允許的最短時間大約為2分鐘。在另一個示例性實施例中，當反應在大約20°C下進行時， 在穿孔形成排氣孔M之前可允許的最短時間大約為5分鐘。如果所允許的這段時間不夠 長，準確度可能會因抗原和抗體間的反應不充分而受到影響。反之，如果所允許的這段時間 過長，準確度也可能由于傳感器10所用的小容量導致樣品可能蒸發(fā)而受到影響。另外，從 實用性角度來看，允許的這段時間過長通常也是不可取的，一般優(yōu)選的是盡快使反應完成。
計量器的磁體可有助于阻止磁珠34和任何結(jié)合到磁珠上的抗體-酶綴合物從排 氣口 M流出或流入檢測室20而離開反應室18。綴合物的剩余部分可進入檢測室20。檢 測室20中可包含下電極12上的第二試劑32，該試劑可包含酸性緩沖劑中的鐵氰化物、葡萄 糖和第二介體的混合物。從反應室18流入檢測室20中的綴合物可催化第二試劑32中葡 萄糖的氧化。葡萄糖的氧化可以生成鐵氰化物。鐵氰化物的存在和量可在檢測室20中用 電化學方法進行檢測，其量繼而又可用于計算樣品中的抗原的濃度。結(jié)果可以多種方式傳 輸?shù)斤@示機構上。
本領域的技術人員將認識到，盡管結(jié)合特定的材料描述了免疫傳感器10的各種部件，但也可使用能夠獲得相似結(jié)果的其他材料。就非限制性實例而言，盡管其中描述了用 金噴涂PET薄片，但在其他實施例中PET薄片也可用其他金屬噴涂，例如鈀、鉬、銥、銀以及 它們的混合物，或者用其他具有能夠獲得相似結(jié)果的性質(zhì)的材料進行噴涂。此外，本領域的 技術人員根據(jù)上述實施例將會知道本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點。因此，本發(fā)明不應受到已具 體示出和描述內(nèi)容的限制，而是如所附權利要求書所指出的那樣。本文引述的所有出版物 和參考文獻都明確地以引用方式全文并入本文中。
權利要求
1.一種用于免疫傳感器的粘合劑組合物，包含 粘合劑；水；泊洛沙姆；以及 抗凝齊LU
2.根據(jù)權利要求1所述的粘合劑組合物，其中所述抗凝劑選自肝素、檸檬酸鹽、乙二 胺四乙酸和草酸鹽。
3.根據(jù)權利要求1所述的粘合劑組合物，其中所述泊洛沙姆包含衍生自環(huán)氧乙烷和環(huán) 氧丙烷的單元。
4.根據(jù)權利要求3所述的粘合劑組合物，其中環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷用作嵌段共聚物中 的單體。
5.根據(jù)權利要求1所述的粘合劑組合物，其中所述粘合劑為壓敏性的。
6.根據(jù)權利要求1所述的粘合劑組合物，其中所述粘合劑為熱活化的。
7.根據(jù)權利要求1所述的粘合劑組合物，其中所述粘合劑為水溶性的。
8.根據(jù)權利要求1所述的粘合劑組合物，其中所述粘合劑為磺基聚酯。
9.根據(jù)權利要求1所述的粘合劑組合物，其中所述泊洛沙姆相對于所述粘合劑的濃度 大約是約0. 05%至約0.5%。
10.根據(jù)權利要求2所述的粘合劑組合物，其中所述肝素相對于所述粘合劑的濃度大 約是約0.1毫克/毫升至約10毫克/毫升。
11.根據(jù)權利要求1所述的粘合劑組合物，其中所述粘合劑和所述水在被包含進來之 前與所述泊洛沙姆和所述抗凝劑組合以形成混合物。
12.免疫傳感器，包括下電極，所述下電極具有包含與緩沖劑中的酶綴合的抗體的第一液體試劑，以及包含 稀酸溶液中的鐵氰化物、所述酶的底物和電化學介體的第二液體試劑，所述第一和第二液 體試劑在所述下電極上成條紋狀然后干燥；上電極，所述上電極具有與在所述上電極上成條紋狀并干燥的抗原綴合的磁珠； 隔板，所述隔板置于所述下電極和所述上電極之間；反應室，所述反應室形成于所述隔板中，并具有所述第一試劑和與置于其中的所述抗 原綴合的所述磁珠；檢測室，所述檢測室形成于隔板中，并具有置于其中的第二試劑； 填充室，所述填充室至少部分地形成于所述上下電極之一和所述隔板中，并且與所述 檢測室相隔一定距離，而與所述反應室的至少一部分重疊；排氣孔，所述排氣孔至少部分地形成于所述隔板、所述下電極和所述上電極的每一中， 并且與所述反應室相隔一定距離，而與所述檢測室的至少一部分重疊；親水性粘合劑帶，所述親水性粘合劑帶具有偶合到所述上下電極之一的經(jīng)結(jié)合進來的 復合抗凝劑，并且置于所述排氣孔上方，并且構造用于形成所述填充室的壁以及密封所述 排氣孔；以及密封件，所述密封件偶合到所述上下電極中的另一個，并且置于所述排氣孔上方，并且 構造用于密封所述排氣孔。
13.根據(jù)權利要求12所述的免疫傳感器，其中所述第一液體試劑包含與葡萄糖脫氫 酶-PQQ綴合的抗體，并且所述緩沖劑含有檸康酸鹽、蔗糖、泊洛沙姆和鈣離子。
14.根據(jù)權利要求12所述的免疫傳感器，其中所述抗凝劑包括肝素。
15.根據(jù)權利要求14所述的免疫傳感器，其中所述肝素的濃度相對于所述親水性粘合 劑的濃度大約是約0. 1毫克/毫升至約10毫克/毫升。
16.根據(jù)權利要求12所述的免疫傳感器，其中所述第二液體試劑包含稀檸康酸溶液中 的鐵氰化物、葡萄糖和吩嗪硫酸乙酯。
17.根據(jù)權利要求12所述的免疫傳感器，還包括計量器，所述計量器包括置于所述反 應室下方的磁體，所述計量器配置用于在所述上下電極間施加電勢并測量所產(chǎn)生的電流。
18.根據(jù)權利要求17所述的免疫傳感器，還包括與所述計量器相連的加熱元件。
19.根據(jù)權利要求17所述的免疫傳感器，還包括穿孔元件，所述穿孔元件配置用于在 置于所述排氣孔上方的所述親水性帶和所述密封件中的至少一個上穿孔。
20.用于測量血樣的方法，包括 提供反應室和檢測室，所述反應室和檢測室在置于兩個電極間的隔板中形成； 填充室，所述填充室至少部分地形成于所述兩個電極之一和所述隔板中，并且與所述 檢測室相隔一定距離，而與所述反應室的至少一部分重疊；以及排氣孔，所述排氣孔至少部分地形成于所述隔板和所述兩個電極中，并且與所述反應 室相隔一定距離，而與所述檢測室的至少一部分重疊； 提供所述反應室中第一緩沖劑中的抗體-酶綴合物以及與第二緩沖劑中的抗原連接的磁珠；所述檢測室中稀酸溶液中的鐵氰化物、葡萄糖和介體；由親水性粘合劑帶在所述排氣孔第一側(cè)面上形成的第一密封件，其中所述親水性粘合 劑帶還形成所述填充室的壁；以及由密封件在所述排氣孔第二側(cè)面上形成的第二密封件；向所述填充室中提供血樣，其中所述血樣的至少一部分從所述填充室移到所述反應室；在預定時間后，通過在所述親水性粘合劑帶和所述密封件中的至少一個上穿孔打開所 述排氣孔，從而允許包含未結(jié)合到所述磁珠上的所述抗體-酶綴合物的血樣中的一部分移 到所述檢測室；催化所述檢測室中的葡萄糖的氧化，從而形成鐵氰化物；在所述兩個電極間施加電勢；電化學檢測來自所述鐵氰化物的電流；以及 根據(jù)檢測到的信號計算所述血樣中的所述抗原的濃度。
21.根據(jù)權利要求20所述的方法，還包括加熱所述兩個電極。
22.根據(jù)權利要求20所述的方法，其中所述親水性粘合劑還包含肝素。
23.根據(jù)權利要求22所述的方法，其中所述肝素的濃度相對于所述親水性粘合劑的濃 度大約為1毫克/毫升。
24.根據(jù)權利要求20所述的方法，其中所述親水性粘合劑還包含泊洛沙姆。
全文摘要
本發(fā)明提供免疫傳感器的粘合劑組合物，所述粘合劑組合物用于測量特定組分的存在或濃度的裝置和方法中，所述特定組分例如樣品(例如血液)中的抗原。在粘合劑組合物的一個示例性實施例中，所述組合物包含粘合劑、水、泊洛沙姆和抗凝劑。所述粘合劑可具有特定性質(zhì)，例如親水性、壓敏性、熱活化性和/或水溶性。所述粘合劑是特別有效的，因為其有助于改善裝置中樣品的流動特性。例如，當所述裝置為免疫傳感器時，所述粘合劑可有助于防止血液在所述免疫傳感器的室中凝結(jié)成塊。這可以更加高效和準確地確定樣品濃度。本發(fā)明還提供制備所述組合物的方法以及使用所述組合物的裝置，還提供使用所述組合物的方法。
文檔編號G01N33/53GK102033123SQ20101050181
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權日2009年9月30日
發(fā)明者D·賴拉特, R·C·沙特利耶 申請人:西拉格國際有限責任公司