[发明专利]生物相容性膜及其嵌段聚合物、应用

说明书

本发明公开了可用于制作各种生物传感器包括可用于植入式持续葡萄糖监测系统的葡萄糖生物传感器的第三代生物传感技术‑氧化还原酶的电化学活化技术，其克服了第一和第二代生物传感技术的缺点，提高葡萄糖动态检测的灵敏度、准确性、重现性、稳定性、专一性和抗干扰能力,并延长植入式持续葡萄糖监测系统的使用寿命,同时大大地降低葡萄糖生物传感器的成本。

技术领域

本发明涉及生物传感器技术领域，更具体地说，它涉及生物相容性膜及其嵌段聚合物、应用。

背景技术

糖尿病已成世界范围内的常见病，根据国际糖尿病联盟统计数据，目前全球约有4.25亿成人患糖尿病，其中中国糖尿病患者达1.16亿人，是世界第一大糖尿病患者国。对于糖尿病患者而言，测血糖是每天必不可少的事情，目前最普遍的血糖检测设备是指血血糖仪，但是指血测血糖有很大的局限性，因为它只能检测患者某个时间点的血糖值，不能连续监测患者的血糖水平。因此，连续血糖监测设备应运而生，其中最具代表性的是植入式(微创型)持续葡萄糖监测系统它们通过植入皮下的微型葡萄糖生物传感器来监测皮下组织间液内葡萄糖的浓度，从而间接反映血糖水平。它们可提供全天的血糖信息以及血糖的波动与生活习惯的关系，发现不易被传统监测方法所探测到的隐匿性高血糖和低血糖，有效地协助患者进行即时血糖调节。生物相容性膜作为植入式持续葡萄糖监测系统的葡萄糖生物传感器的主要部件和唯一与活体直接接触的界面,其性能直接决定了植入式持续葡萄糖监测系统稳定性和进行活体监测时的工作寿命。现有的植入式葡萄糖持续监测系统，都是基于第一或第二代生物传感技术发展起来的。利用第一代生物传感技术对葡萄糖进行持续监测的有德康的Dexcom G5和G6和美敦力的iPro2和Guardian,其工作原理是通过电化学方法检测葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化氧化过程中氧气被还原时生成的过氧化氢来间接地对葡萄糖进行监测。由于基于第一代生物传感技术发展起来的持续葡萄糖监测系统是依赖体液如组织液或血液中的氧气—葡萄糖氧化酶催化氧化葡萄糖的自然媒介体,来实现对葡萄糖的监测,而体液中的氧气含量(0.2-0.3毫摩尔/升)远远低于葡萄糖(5-10毫摩尔/升),使得氧化反应速率取决于氧气的量而非葡萄糖的量，进而造成传感器线性检测范围狭窄，即“氧匮乏”的问题。所以，它的生物相容性膜在高度生物相容的基础上,必须能够在最大程度地允许氧气的通过,同时有效地拟制葡萄糖的通过。众所周知,和葡萄糖相比,氧气是疏水的,所以它的生物相容性膜也必须是高度疏水的。但是，高度疏水的要求给生物相容性膜的设计带来了巨大的挑战，虽然经过20多年的探索，其性能还远远不能满足葡萄糖持续监测的需要。例如，美敦力的Guardian和iPro2还需要每天进行两次校正，它们的工作寿命也只有一个星期。