[發(fā)明專利]由具有降低的溶解度的酶制成的生物傳感器及其制造和使用方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201880029593.0 | 申請日： | 2018-05-03 |
| 公開（公告）號： | CN110621999B | 公開（公告）日： | 2021-11-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | M.S.威爾遜 | 申請（專利權(quán)）人： | 美國西門子醫(yī)學(xué)診斷股份有限公司 |
| 主分類號： | G01N33/487 | 分類號： | G01N33/487;G01N27/327;C12Q1/00;G01N27/26 |
| 代理公司： | 中國專利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人： | 章敏;梅黎 |
| 地址： | 美國*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 具有 降低 溶解度 制成 生物 傳感器 及其 制造 使用方法 | ||
公開了重復(fù)使用型生物傳感器，其包括已改性以降低其溶解度的酶；所述重復(fù)使用型生物傳感器用于檢測流體生物樣品中的被分析物，并且所述生物傳感器在多次使用后也保持它們的酶活性。公開了包括多個生物傳感器的多傳感器陣列。還公開了制造和使用這些裝置的方法。
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本申請依據(jù)35 USC § 119(e)要求2017年5月4日提交的美國臨時申請?zhí)?2/501,322的權(quán)益。上文引用的專利申請的整個內(nèi)容通過引用特此明確并入本文。
關(guān)于聯(lián)邦贊助的研究或開發(fā)的聲明
不適用。
背景
傳感器，也稱為檢測器，是測量物理量并將其轉(zhuǎn)化成可由觀察者或儀器讀取的信號的裝置。在化學(xué)和生物化學(xué)測試中使用傳感器來測定試樣或樣品內(nèi)的相關(guān)被分析物的特征。在生物醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)中，檢測具有生物組分，如細胞、蛋白質(zhì)或核酸的被分析物的傳感器被稱為生物傳感器。
其中多個生物傳感器集合到單個單元中的生物傳感器陣列在化學(xué)和醫(yī)學(xué)中可用于測定生物被分析物的存在和/或濃度。例如，可以通過取自患者的液體樣品的分析進行與患者診斷和治療有關(guān)的各種類型的分析試驗。通常測試的體液包括尿、血液、血漿、唾液、腦脊液、胸膜液等。例如通常分析血液樣品以獲得血液中的CO2和O2的分壓和電解質(zhì)和代謝物的濃度的測量。為了測定生物被分析物的存在和濃度，通常使用包括固定化酶以吸引和捕獲被分析物的生物傳感器。具體而言，通常使用電位式生物傳感器，其可采用離子選擇性電極或具有選擇性允許相關(guān)離子擴散通過的離子可透膜的電極。工作原理基于當(dāng)離子在兩個相之間平衡時建立的可測得電位差。
目前存在用于利用剛性分層傳感器組裝件和電路進行這些測量的許多不同的分析儀。使用這樣的傳感器組裝件以通過主要臨床指征來評估醫(yī)療患者的狀況。由于許多患者的測試頻率，使用小樣品量進行分析的能力是理想的。重癥監(jiān)護室中的患者可能需要每天15-20次的取樣頻率以進行血氣和臨床化學(xué)測量。在這些情況下，由于在相對短時間段內(nèi)提取相對大的樣品數(shù)，分析小血液樣品是理想的。此外，為了限制進行的試驗數(shù)，用各試驗收集盡可能多的信息是理想的。
目前，一次性生物傳感器和重復(fù)使用型生物傳感器可供用于傳感器陣列，如美國公開號2015/0082874和2011/0286888和國際公開號WO 2015/155665（各自的整個內(nèi)容通過引用特此明確并入本文）中所述的傳感器陣列。適合生物傳感器測量的測定法的一個實例是血尿素氮（BUN）測定法。BUN測定法測量血液中的來自廢物尿素的氮量。尿素是腎在分解蛋白質(zhì)時產(chǎn)生的副產(chǎn)物。盡管尿素在肝中產(chǎn)生，但其經(jīng)過腎，并且測量BUN允許醫(yī)療和臨床從業(yè)者評估患者的腎功能。高于正常BUN水平表明患者的腎運作不正常。一次性BUN生物傳感器目前可得；所述生物傳感器使用一系列尿素酶固定方法，如戊二醛交聯(lián)（參見例如可獲自Abbott Point of Care Inc., Princeton, NJ的目前可得的iSTAT?測試盒）。通常，將尿素酶沉積在電極上并通過交聯(lián)成不可溶形式以截留在聚合物中而“固定就位”。然后通常施加覆蓋膜以進一步保留酶并提供保護以防沾污、干擾物等。但是，在嘗試使用這一技術(shù)來制造重復(fù)使用型BUN生物傳感器時遇到問題。對重復(fù)使用型BUN生物傳感器通常觀察到不良使用壽命；不良使用壽命是各種因素的結(jié)果，包括（但不限于）通常固定在生物傳感器上的活性尿素酶的量不足、由于隨時間的來自浸出（leeching）的尿素酶損失而造成的性能退化和基于使用的酶降解。
附圖簡述
圖1是根據(jù)本公開的（一個或多個）發(fā)明概念構(gòu)造的重復(fù)使用型生物傳感器的透視圖。
圖2是根據(jù)本公開的（一個或多個）發(fā)明概念構(gòu)造的重復(fù)使用型生物傳感器陣列組裝件的透視圖。
圖3是根據(jù)本公開的（一個或多個）發(fā)明概念構(gòu)造的重復(fù)使用型生物傳感器在暴露于0、5和27 mg/dL BUN校準溶液（1、2和3）和重復(fù)血液樣品(4)時的測定響應(yīng)動力學(xué)的圖示。
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