[發明專利]用于酶傳感器的外層

有效

• 申請號: 201680068219.2
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN108291889B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: T.克亞爾;T.S.漢森;L.D.克勞森
• 申請（專利權）人: 雷迪奧米特醫學公司
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;C12Q1/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 曹立莉;劉香宜

本申請公開了一種用于測量溶液中分析物的濃度的平面酶傳感器，所述傳感器包括支撐導電材料的電極層的電絕緣材料的基板。所述基板和電極層具有設置在其上的多個層，所述多個層包括酶層和覆蓋所述酶層的微孔外層，其中所述外層包含防水性聚合物(例如，聚乙酸乙烯酯或丙烯酸酯共聚物)的連續相、嵌入所述連續相中的蛋白質(例如，酶)，以及可能的聚四氟乙烯顆粒。所述酶和所述聚四氟乙烯顆粒向所述外膜提供受控的孔隙度。

技術領域

本發明涉及用于測量溶液中分析物濃度的平面酶傳感器。

背景技術

分析物傳感器諸如生物傳感器包括使用生物元件將基體中的化學分析物轉化成可檢測信號的裝置。有許多類型的生物傳感器用于檢測各種各樣的分析物。在各種類型的生物傳感器中，電化學生物傳感器通常基于分析物的酶催化氧化。該酶插置并固定化在兩個膜之間，其中第一膜或外膜與待測定的樣品接觸，并允許分析物和氧氣從樣品通向酶，同時限制蛋白質、紅血細胞和其它大分子通過，并且第二膜與傳感器電極的面相靠近，并允許過氧化氫通向電極，同時阻礙分子量大于約250g/mol的干擾物質例如抗壞血酸、對乙酰氨基酚和水楊酸通過。在實施過程中，包含分析物和氧氣兩者的待測定樣品與第一膜或外膜的外面接觸。樣品擴散通過該膜與經固定化的酶接觸導致氧氣消耗反應，并且所得的過氧化氫擴散通過第二膜或內膜與傳感器電極接觸導致電流形成，該電流然后可通過常規方法讀取。然而，如現有技術中進行的分析物測定在具有高濃度分析物的溶液(如通常例如在未稀釋的全血或血清中發現的那樣)，或者當可用于傳感器的酶本質上具有低轉化率或易受到樣品中抑制劑的影響，或對于具有低氧氣濃度的樣品的情況下缺乏準確性。為了獲得一致和準確的測量，尤其是當待測定的樣品具有高濃度的分析物時，外膜就厚度、孔徑和孔分布而言必須具有高度的均勻性。

US 5,696,314公開了包含固定化酶層和微孔層的酶傳感器。微孔層被設計成限制分析物到達固定化酶層的速率，同時提供良好的氧氣輸送，使得氧氣在發生于酶層的反應中不用做速率限制試劑。微孔層包括聚合物粉末、礦物粉末、聚合物粘結劑和至少一種表面活性劑。

US 2005/0009130 A1公開了用于酶基傳感器的可澆鑄擴散膜。該膜包含分散在聚合物材料中的聚合物材料和孔形成顆粒。聚合物材料通常選自非水溶性聚合物，如聚氨酯、聚丙烯酰胺、聚苯乙烯、聚乙烯酯以及例如丁二烯和苯乙烯的共聚物。孔形成顆粒通常是穩定的顆粒，其具有固有和限定的孔隙度，例如無機顆粒和有機顆粒，如硅藻土、硅膠、纖維素、沉淀石膏、高嶺土、玻璃、硅藻土等。

DE 10 2004 003 793 A1公開了具有改善的貯存穩定性的電化學生物傳感器。其包含具有例如嵌入其中的酶的水性聚合物分散體(諸如聚乙酸乙烯酯、丙烯酸酯共聚物(例如乙酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物))的第一層以及薄防水性可滲透覆蓋層的第二(外)層的兩層膜。

EP 1 282 417 B1公開了用于制備生物傳感器(尤其是肌酸酐傳感器)的方法，在該方法中于第一步驟中將第一酶與表面活性物質聯合施用到工作電極，并且在隨后的步驟中以化學方式在其上固定化第二酶。

現有技術的膜對于分析物的通過通常具有高可滲透性，或者具有不均勻分布的可滲透孔隙度，尤其是在具有高濃度分析物、低濃度氧氣的樣品或者當可用于傳感器的酶本質上具有低轉化速率的情況下，與經固定化的酶接觸的分析物的量整體或局部超過可用氧氣的量。因此，氧氣濃度(而非分析物濃度)是反應的速率限制組分，使得分析物測定的準確性被破壞。

具體實施方式

本發明人已出人意料地發現，水性聚合物分散體中作為孔形成劑的酶和其它蛋白質提供了外膜，所述外膜就分析物滲透性、孔隙度均勻性、厚度和使用穩定性而言具有較高的再現性。

本發明的一個方面涉及平面酶傳感器，參閱權利要求1。

本發明的另一方面涉及用于制備酶傳感器的方法，參閱權利要求11。

附圖說明