[發(fā)明專利]用于由電化學(xué)生物反應(yīng)器制造導(dǎo)電膜的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580045038.3
• 申請日: 2015-07-30
• 公開（公告）號: CN107075497A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 塞爾日·科尼耶;拉翁德哈·阿達(dá)
• 申請（專利權(quán)）人: 格勒諾布爾大學(xué)
• 主分類號: C12N11/08
• 分類號: C12N11/08;C12N11/14;C12Q1/00;H01M4/90;H01M8/16;A61F2/82;B82Y30/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 劉明海,周瑞

相關(guān)申請的交叉引用

本專利申請要求法國專利申請FR14/57917的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其將通過引用并入本文。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及一種制造能夠形成電化學(xué)生物反應(yīng)器的元件的導(dǎo)電膜的方法，在該水平下，限制在生物反應(yīng)器中的元件與存在于其中浸沒有生物反應(yīng)器的液體介質(zhì)中的化合物之間能夠發(fā)生反應(yīng)。該反應(yīng)可能例如導(dǎo)致生物反應(yīng)器的變形，產(chǎn)生電位，或?qū)е屡c生物反應(yīng)器相互作用的化合物的化學(xué)轉(zhuǎn)化。

導(dǎo)致產(chǎn)生電位的生物反應(yīng)器可以形成糖/氧型(例如葡萄糖/氧)的生物燃料電池或生物傳感器的生物電極。

引起與生物反應(yīng)器相互作用的化合物發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)化的生物反應(yīng)器例如通過將葡萄糖轉(zhuǎn)化成例如將被植入有生物反應(yīng)器的生物體消除的化合物而形成葡萄糖殺傷劑(killer)。

盡管本文主要在生物電極的情況下描述本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明適用于任何電化學(xué)生物反應(yīng)器，特別是可植入體內(nèi)的生物反應(yīng)器。

相關(guān)技術(shù)的討論

現(xiàn)有技術(shù)中描述了各種類型的固體生物電極。例如，法國專利申請N°10/52657(B10272)描述了通過壓縮導(dǎo)電材料例如石墨、酶和可能的導(dǎo)電聚合物獲得的電極片(an electrode pellet)。所述片具有厚度大于0.5mm且直徑大于0.5cm的圓盤形狀。盡管這種片可以用作生物電極，但是其剛度和其體積限制了其使用，特別是在具有小容積的身體部位中，例如血管中。

在雜志“Composites Part B：Engineering”的第45卷中在2013年2月出版的Qian Jiang等人的文章“Plasy functionalization of bucky paper and its composite with phenylethynyl-terminated polyimide”描述了導(dǎo)電膜的制造，其是碳納米管和聚酰亞胺的復(fù)合物。

圖1A至1F示意性地示出了該文章中描述的制造方法的步驟。

在圖1A所示的步驟中，將碳納米管1分散在諸如甲醇的溶劑3中。在圖1B所示的步驟中，懸浮在溶劑中的碳納米管1通過具有平均直徑為0.22μm的孔7的濾膜5進行真空過濾。如圖1C所示，在濾膜5的表面處獲得碳納米管的薄膜9。薄膜9通過等離子體11處理，使得薄膜的納米管變成親水性的。在圖1D的步驟中，制備苯乙炔基封端的聚酰亞胺15在溶劑17中的懸浮液13。在圖1E的步驟，通過放置在濾膜5上的薄膜9對懸浮液13進行真空過濾。如圖1F所示，獲得包括具有涂覆有聚酰亞胺15的表面的碳納米管薄膜9的復(fù)合薄膜19。

在此更具體地提供將支架和生物反應(yīng)器的至少一個柔性導(dǎo)電薄膜相關(guān)聯(lián)。

發(fā)明內(nèi)容

一個實施方案提供了一種旨在植入體內(nèi)的裝置，其包括至少部分地被至少一個柔性導(dǎo)電薄膜包圍的支架，所述柔性導(dǎo)電薄膜包括線性聚合物的鏈，所述線性聚合物的鏈具有通過π堆疊與每個線性聚合物的鏈結(jié)合的碳納米管，所述薄膜通過酶接枝被官能化以形成電化學(xué)生物反應(yīng)器的元件。

根據(jù)一個實施方案，柔性導(dǎo)電薄膜形成電化學(xué)生物電極。

根據(jù)一個實施方案，所述裝置包括兩個薄膜部分，每個薄膜部分圍繞支架的基本上半個外周卷繞，分別形成能夠電耦合到能量存儲裝置上的陽極和陰極。

根據(jù)一個實施方案，能量存儲裝置能夠耦合到支架和參考電極上。

根據(jù)一個實施方案，電絕緣生物相容性薄膜插入在支架和柔性導(dǎo)電陽極和陰極薄膜之間。

根據(jù)一個實施方案，所述裝置包括一個單個薄膜部分，該薄膜部分圍繞支架的基本上整個外周卷繞，分別形成能夠電耦合到支架上的陽極。

附圖說明

前述和其它特征和優(yōu)點將在下面的對具體實施方案的非限制性描述中結(jié)合附圖進行詳細(xì)討論，其中：

圖1A至1F，前面描述過，示意性地示出制造碳納米管的復(fù)合薄膜的方法的步驟；

圖2A至2C示意性地示出了制造柔性導(dǎo)電薄膜的方法的實施方案的步驟；

圖3示意性地示出了根據(jù)圖2A至2C的方法形成的柔性導(dǎo)電薄膜的結(jié)構(gòu)；

圖4示意性地示出了由包含疏水性位點的酶官能化的圖3的柔性導(dǎo)電薄膜；

圖5示意性地示出了由不含疏水性位點的酶官能化的圖3的柔性導(dǎo)電薄膜；

圖6A和6B是示出耦合到生物燃料電池上的支架的實施方案的簡化橫截面圖；和

圖7A和7B是示出耦合到生物陽極上的支架的實施方案的簡化橫截面圖。