[發明專利]具有PH緩沖的EAB傳感器的生物流體感測裝置

在審

• 申請號: 201880052839.6
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN111031896A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 雅各布·A·伯特蘭;布賴恩·漢利;米克爾·拉森;加維·格特魯普
• 申請（專利權）人: 外分泌腺系統公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/145;A61B5/1477
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黃隸凡

用于調節生物流體樣本的pH從而能夠使用pH敏感生物傳感器進行更精確的分析物濃度測量的裝置和方法。在這些實施例中，在轉移到感測元件期間，生物流體樣本與聚合物緩沖材料反應。與緩沖材料的反應使得樣本基于1)樣本的pH，以及2)緩沖材料中選定的量和pKa的官能團，而質子化或去質子化。通過減少或消除由于氧化還原部分的變化而引起的信號變化，從而隔離反映分析物濃度的信號變化，控制生物流體樣本的H⁺的含量對生物流體傳感器的精度產生有益的影響。

相關申請的交叉引用

本申請的說明書基于2016年10月23日提交的PCT/US16/58357，且本申請要求2017年6月21日提交的第62/522,768號美國臨時申請和2018年2月23日提交的第62/634,220號美國臨時申請的優先權，這些申請公開的內容通過引用整體并入本文。

背景技術

盡管與其他生物流體相比，汗水(汗液)具有許多人體工程學優勢(特別是在“可穿戴的”設備中)，但與已得到認可的生物流體(血液、尿液和唾液)相比，汗液仍然是未充分利用的生物標記分析物來源。與其他非侵入性生物流體進行更密切的比較后，它的優勢甚至可以超出人體工程學：汗液可以提供更卓越的分析物信息。汗液中有許多與血液及組織液中相同的分析物和分析物濃度。與汗液相比，組織液具有更接近血液濃度的更多的分析物，尤其是對于更大尺寸和更親水的分析物(如蛋白質)。

然而，在歷史上，許多難題一直使汗液不能在首選的臨床生物流體中占據一席之地。這些難題包括樣本體積非常小(NL至μL)、由于蒸發而導致濃度未知、大分析物的過濾和稀釋、新舊汗液混合以及皮膚表面污染的潛在可能。最近，“可穿戴的”汗液取樣和感測裝置的快速發展解決了一些歷史難題。然而，這種最新的進展也限于在例如運動應用中存在的在高出汗率(>1納升/分鐘/腺體)下取樣的高濃度分析物(μM至mM)。隨著汗液生物感測向低濃度(nM至pM和更低)的大的分析物的檢測發展，該進展將變得更具挑戰性。

此外，用于檢測較大分子的許多已知的傳感器技術不適合用于需要允許在佩戴者的皮膚上連續使用的可穿戴生物流體感測裝置。因此，需要復雜的微流體操作、添加試劑、使用保質期有限的成分(例如抗體)，或設計用于一次性使用的傳感器的傳感器模式將不足以用于汗液感測。

如第7,803,542號和第8,003,374號美國專利公開的基于適體的電化學(“EAB”)生物傳感器技術提出了穩定、可靠的生物電傳感器，該生物電傳感器對汗液中的目標分析物敏感，同時能夠在傳感器壽命期間進行多次分析物捕獲事件。如通過引用整體并入本文的PCT/US17/23399中所公開的，用于連續汗液感測的EAB傳感器被配置為提供穩定的傳感器響應，且生命周期足夠長以用于多個分析物結合和釋放循環。如圖1A所示，這種傳感器包括多個單獨的適體感測元件，隨著目標分析物與適體建立平衡，這些適體感測元件通過捕獲和釋放目標分析物來重復檢測分子目標的存在。感測元件110包括分析物捕獲復合體112，分析物捕獲復合體112包括選定的適體140，并且可以包括連接部分142。分析物捕獲復合體112具有共價結合到結合部件的第一端。該結合部件可以包括硫分子(硫醇)120，硫分子120轉而共價結合到金的電極基座130。在其它實施例(未圖示)中，分析物捕獲復合體可以通過乙二胺四乙酸(EDTA)鏈結合到電極，以改善在困難的傳感環境(例如汗液生物流體)中的粘附性。感測元件還包括結合到分析物捕獲復合體112的第二端的氧化還原部分150。氧化還原部分150可以共價結合到適體140，或者通過連接部分結合到適體140。在沒有目標分析物的情況下，適體140處于第一構型，并且氧化還原部分150相對于電極130位于第一位置。當汗液感測裝置使用方波伏安法(SWV)詢問感測元件時，感測元件產生第一電信號。