[发明专利]用于EAB生物传感器的硫醇化芳香族阻断结构

说明书

本发明提供了配置成与基于适体的电化学生物传感器一起使用的自组装单层(SAM)，该基于适体的电化学生物传感器允许感测装置检测生物流体样品中的浓度非常低的靶标分析物。所公开的发明的实施方式包括SAM，该SAM通过在传感器电极与所公开的阻断剂基团之间或在传感器电极与适体感测元件之间经所公开的结合剂分子的持久硫醇盐键而在汗液中具有改善的长期稳定性。本发明的实施方式还包括阻断剂基团，其被配置为在传感器电极上形成密集堆积且持久的SAM。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年12月13日提交的申请号为62/433,368的美国临时申请的优先权，其全部公开内容在此通过引用并入本文。

背景技术

尽管汗液在生物感测应用上，特别是通过可穿戴装置而具有许多人体工程学优势，但与血液、尿液和唾液相比，汗液仍然是未充分利用的。与其他非侵入性生物流体进行更密切的比较后，优势甚至可能超出人体工程学：汗液可能提供卓越的分析物信息。汗液中含有许多存在于血液和间质液中的相同的分析物和分析物浓聚物。

然而，在历史上，许多难题使汗液一直不能在优选的临床生物流体中占据一席之地。这些难题包括样品体积非常小(nL至μL)、由于蒸发而导致浓聚物未知、大分析物被过滤和稀释、新旧汗液混合、以及被皮肤表面污染的可能性。最近，可穿戴汗液取样和感测装置的快速发展已经解决了几个历史难题。然而，这种最近的进展也限于在例如运动应用中发现的高出汗率(>1纳升/分钟/腺体)下取样的高浓度分析物(μM至mM)。随着汗液生物感测向检测低浓度大分析物(nM至pM和更低)发展，进展将变得更具挑战性。

特别地，许多用于检测较大分子的已知传感器技术不适合用于需要允许在佩戴者皮肤上连续使用的传感器的可穿戴汗液感测。这意味着需要复杂的微流体操作、添加试剂、使用货架期限有限的组成部分(例如抗体)、或设计用于一次性使用的传感器的传感器样式不适合于进行汗液感测。相比之下，基于适体的电化学(“EAB”)传感器技术(例如美国专利号7,803,542和8,003,374中公开的多捕获EAB传感器)提供了稳定可靠的生物电传感器，该生物电传感器对汗液中的靶标分析物敏感。类似地，2017年6月23日提交的申请号为62/523,835的美国临时申请(其全部内容通过引用并入本文)提出了也用于所公开的发明的对接适体EAB传感器。

在汗液感测装置中使用EAB传感器的一个困难是当暴露于汗液介质时EAB感测元件的长期稳定性相对较差。这种不稳定性的一个原因是硫醇盐键(例如通常用于将适体感测元件和阻断剂基团附接到金电极上)降解的趋势，特别是在存在询问电流的情况下。因此，如本文所公开的，提供了一种解决方案，该方案改善了电极与附接的适体感测元件和阻断剂基团之间的硫醇盐键的稳定性。

发明内容

本发明提供了配置用于基于适体的电化学生物传感器的自组装单层(SAM)，该基于适体的电化学生物传感器允许感测装置检测生物流体样品中的浓度非常低的靶标分析物。所公开的发明的实施方式包括SAM，该SAM通过在传感器电极与公开的阻断剂基团之间或在传感器电极与经公开的结合剂分子的适体感测元件之间的持久硫醇盐键而在汗液中具有改善的长期稳定性。本发明的实施方式还包括阻断剂基团，该阻断剂基团被配置为在传感器电极上形成密集堆积且持久的SAM。

附图说明

根据以下详细描述和附图，将进一步理解本发明的目的和优点，其中：

图1表示先前公开的EAB传感器的适体感测元件。

图2描绘了用于所公开的发明的实施方式的分子。

图3描绘了所公开的发明的实施方式。

图4描绘了与所公开的发明的实施方式有关的化学反应。

图5描绘了与所公开的发明的实施方式有关的化学反应。

图6A和6B描绘了用于所公开的发明的实施方式的示例性合成反应。