[发明专利]用于连续葡萄糖传感器的原位化学堆栈

说明书

本发明的实施方式提供一种用于建立葡萄糖传感器化学堆栈的原位聚合技术。分析物传感器包括与电极接触的交联的聚合物基质。所述交联的聚合物基质通过使聚合物基质混合物暴露于紫外(UV)光而形成，所述聚合物基质混合物包含多个甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)单体，一种或多种二‑丙烯酸酯交联剂，一种或多种UV光引发剂以及氧化还原酶。所述氧化还原酶共价连接至交联的聚合物基质。在典型的实施方式中，所述氧化还原酶是葡萄糖氧化酶‑丙烯酸酯生物偶联物。在一种或多种实施方式中，所述分析物传感器装置还包括设置在交联的聚合物基质上的葡萄糖限制膜。所述葡萄糖限制膜通过使葡萄糖限制膜混合物暴露于紫外(UV)光而形成，所述葡萄糖限制膜混合物包含多个甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)单体，一种或多种二‑丙烯酸酯交联剂，一种或多种UV光引发剂，乙二醇和水。

相关申请的交叉引用

本申请根据120条(Section 120)的规定要求2016年4月28日提交的美国申请US15/141,446的优先权，该美国申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及分析物传感器(例如，在糖尿病监控中使用的葡萄糖传感器)和制造以及使用该传感器的方法和材料。

背景技术

诸如生物传感器之类的分析物传感器包括使用生物元件将基质中的化学分析物转化为可检测的信号的设备。本领域中已有用于各种不同分析物的多种类型的生物传感器。研究的最多的生物传感器类型是电流型葡萄糖传感器，其在成功控制糖尿病患者的葡萄糖水平方面至关重要。

典型的葡萄糖传感器根据下述化学反应进行工作：

H₂O₂→O₂+2H⁺+2e^- 方程式2

葡萄糖氧化酶用于催化葡萄糖和氧之间的反应以生成葡萄糖酸和过氧化氢(方程式1)。如方程式2所示，H₂O₂发生电化学反应，并可通过恒电位仪测量电流。在本领域已知的多种氧化还原酶的作用下发生的这些反应用于多种传感器设计中(参见，例如，Yang等人，Electroanalysis 1997，9，No.16：1252-1256；Clark等人，Ann.N.Y.Acad.Sci.1962，102，29；Updike等人，Nature 1967，214，986；和Wilkins等人，Med.Engin.Physics，1996，18，273.3-51)。通常，电流型传感器包括多个层状元件，包括，例如，具有电极的基底层，酶层(或分析物检测层)以及分析物扩散控制层(例如，葡萄糖限制膜/层)。

除了酶层之外，传感器信号还严重依赖于传感器上的扩散控制膜(例如，葡萄糖限制膜(GLM)或葡萄糖限制层(GLL))的扩散性质。然而，预制备的GLM无法在生产现场对GLM扩散性质进行调整或改变。本领域需要重新研发GLM的合成规程。类似地，本领域目前已合成的许多“丙烯酸酯类GLM”不具有理想的或可调整的葡萄糖扩散性质。此外，目前生产的传感器中使用的GLM本质上是疏水的，其难以粘附至亲水性GOx或HSA层。因此，通常需要使用促粘层(例如(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷(APTES))来最小化GLM层从传感器上的剥离。然而，促粘层导致传感器厚度增加，这会不理想地使可植入传感器的体积增加并且还可通过抑制分析物产生信号的能力而损伤传感器的可操作性。此外，在水性环境(例如，间质空间)中测量体内分析物时，本领域中的典型的GLM的疏水性会在这种情况下产生不理想的现象。所述不理想的现象包括例如，缓慢的传感器水合曲线(即，传感器初始化缓慢/润湿缓慢)以及传感器信号漂移。因此，本领域所描述的GLM存在很多问题，这使得将这些GLM与本领域所述的多种传感器(例如，包含其上设置有多个功能性涂层的铂黑电极表面的电流型葡萄糖传感器)一同使用产生了挑战。

发明内容