[發明專利]用于葡萄糖傳感器的熱穩定葡萄糖限制膜

在審

• 申請號: 201980030243.0
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN112088217A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 振漢·拉里·王;德洛·哈威納斯;普納姆·S·古拉蒂
• 申請（專利權）人: 美敦力泌力美公司
• 主分類號: C12Q1/00
• 分類號: C12Q1/00;C08G18/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫

本發明的實施例提供了可用于分析物傳感器中的組合物以及用于制造和使用此類組合物和傳感器的方法。在本發明的典型實施例中，所述傳感器是葡萄糖傳感器，所述葡萄糖傳感器包括由聚合反應混合物形成的分析物調制膜，所述聚合反應混合物形成為包含限制量的催化劑和/或聚碳酸酯化合物，以向此類膜提供改善的材料特性，如增強的熱穩定性和水解穩定性。

相關申請交叉引用

本申請根據120節要求于2018年5月16日提交題為“用于葡萄糖傳感器的熱穩定葡萄糖限制膜(THERMALLY STABLE GLUCOSE LIMITING MEMBRANE FOR GLUCOSE SENSORS)”的美國專利申請序列號15/981,681的優先權，所述美國專利申請的內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及如用于糖尿病管理的葡萄糖傳感器等生物傳感器和用于制造此類傳感器的材料，例如可用于生物傳感器膜的聚合組合物。

背景技術

如生物傳感器等分析物傳感器包含使用生物元素將基質中的化學分析物轉化為可檢測信號的裝置。存在許多種類型的用于檢測各種各樣的分析物的生物傳感器。也許研究最多的生物傳感器類型是安培檢測葡萄糖傳感器，一種常用于監測患有糖尿病的個體中的葡萄糖水平的設備。

典型的葡萄糖傳感器根據以下化學反應工作：

H₂O₂→O₂+2H⁺+2e^- 等式2

葡萄糖氧化酶用于催化葡萄糖與氧之間的反應，以產生如等式1所示的葡萄糖酸和過氧化氫。H₂O₂發生電化學反應，如等式2所示，并且通過恒電位儀測量電流。反應的化學計量為在體內開發傳感器帶來了挑戰。具體地，為了獲得最佳傳感器性能，傳感器信號輸出應僅由所關注的分析物(葡萄糖)決定，而不是由任何共基質(O₂)或如擴散等動力學控制參數決定。如果氧和葡萄糖以等摩爾濃度存在，則H₂0₂在化學計量上與在酶處反應的葡萄糖量相關；并且生成傳感器信號的相關聯的電流與和酶反應的葡萄糖量成比例。但是，如果氧不足以使所有葡萄糖與酶反應，則電流將與氧濃度而不是與葡萄糖濃度成比例。因此，為了使傳感器提供僅取決于葡萄糖濃度的信號，葡萄糖必須是限制性試劑，即0₂濃度必須超過所有潛在的葡萄糖濃度。然而，在體內使用此類葡萄糖傳感器的問題是，在體內植入傳感器時的氧濃度相對于葡萄糖較低，這種現象可能會損害傳感器讀數的準確性。

存在許多用于解決缺氧問題的方法。一種方法是使用具有控制氧和葡萄糖滲透性的疏水區域和親水區域的均勻聚合物膜。例如，Van Antwerp等人開發了線性聚脲膜，其包括允許高氧滲透性的聚乙二醇和硅酮疏水性組分與允許有限葡萄糖滲透性的親水性組分的組合(參見例如美國專利第5,777,060號、第5,882,494號和第6,642,015號)。雖然具有許多有用和期望的特性，但是隨著時間的推移，此類聚合組合物在高溫和高濕度條件下可能會出現一些降解。鑒于此，本領域需要更穩健的可以例如用于解決在結合葡萄糖氧化酶的葡萄糖傳感器中觀察到的缺氧問題的聚合膜組合物。

發明內容

本發明的實施例提供了可用于分析物傳感器中的組合物以及用于制造和使用此類組合物和傳感器的方法。在本發明的典型實施例中，所述傳感器是葡萄糖傳感器，所述葡萄糖傳感器包括由聚合反應混合物形成的分析物調制膜，所述聚合反應混合物包含限制量的催化劑，以向此類膜提供改善的材料特性，如增強的熱穩定性和水解穩定性。如本文所公開的，當這些聚合物組合物用于在葡萄糖傳感器中形成分析物限制膜時，所得傳感器與由使用常規量的催化劑的反應混合物形成的常規聚合物組合物相比展現出增強的長期穩定性概況。