[發明專利]一種用于植入式傳感器的兩性離子聚合物及其制備方法

有效

• 申請號: 202010825489.1
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111961151B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 王曉東;陳瑋;宮宇山
• 申請（專利權）人: 杭州柏醫健康科技有限公司
• 主分類號: C08F220/06
• 分類號: C08F220/06;C08F220/38;C08F8/32;G01N27/327
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 向慶寧;曹小燕

本發明提供了一種用于植入式傳感器，特別是植入式葡萄糖傳感器的兩性離子聚合物，并提供了所述聚合物的制備辦法，獲得含有含氧化還原配體的兩性離子聚合物，能夠在傳感器內層(惰性電極表面)解決體內的生物相容性問題，并可快速傳遞酶電極間的電子，使測量結果可靠、穩定，解決了植入式葡萄糖傳感器需要在傳感器外表面增加涂層工藝的問題，可一步法制備用于植入式傳感器的酶電極，工藝簡單，可直接在體內或復雜溶液環境中使用，并明顯提升植入式傳感器的檢測靈敏度和準確性。

技術領域

本發明涉及聚合物制備技術領域，具體而言，涉及一種用于植入式傳感器的兩性離子聚合物及其制備方法。

背景技術

隨著生活水平的提高以及微電子技術飛速發展，用于實時監控分析物濃度的植入式傳感器，越來越引起人們的重視。此類傳感器可將基于分析物濃度的生化反應信號轉化為電信號或光信號，在臨床、環境、農業和生物技術應用中被廣泛用于分析物的檢測。可通過植入式傳感器在人體流體的臨床分析中測量的分析物包括葡萄糖、乳酸鹽、膽固醇、膽紅素和氨基酸等。

通過電信號監測分析物的植入式傳感器引起了人們極大的關注，因為在許多重要的生物分析物的生化反應中涉及到了電子轉移。通常此類植入式傳感器包括至少一個工作電極，以及與其相鄰的含有分析物響應性酶和氧化還原配合物的傳感層。植入式傳感器中酶的電氧化或電還原通常由氧化還原配合物在溶液中或在電極上的存在而促進。氧化還原配合物通常幫助工作電極和酶之間的電相通。

對于植入式傳感器而言，解決器件的生物相容性是首要問題，生物體對于異物的排斥反應從植入瞬間開始，首先是蛋白質非特異性吸附，包裹在電極表面；然后，由這些蛋白質吸引細胞趨化，后期形成纖維包裹。對于檢測化學信號(如血糖、乳酸、鉀離子等)的植入式傳感器來說，要求機體的反應不能阻擋被檢物質擴散。因此，皮下組織局部環境的穩定性，直接影響到止植入式傳感器的穩定。

近年來，針對植入式葡萄糖傳感器，為了提高其生物相容性，改進葡萄糖傳感器的性能，通常是在傳感器外面覆蓋上一層具有生物相容性的膜。這層膜不僅可以透過葡萄糖、氧氣等分析物，而且可以減弱細胞黏附、蛋白沉積、包囊形成。例如修飾后聚氯乙烯膜(PVC)、聚四氟乙烯膜(PTFE)、聚胺酯(PU)、Nafion膜、醋酸纖維素膜等。然而外敷膜在提高了傳感器的生物相容性的同時，也減少了分析物的濃度；附加的涂膜工序也增加了傳感器的生產周期和成本。

兩性離子材料因具備優異的抗非特異性蛋白質吸附能力、抗凝血能力、抗細菌附著能力等特性，而受到廣泛研究。兩性離子目前在生物傳感器方面也主要用于表面的膜修飾，如CN104684477A公開了兩性離子可用于制備感測膜的擴散阻力域，從而抵抗非特異性蛋白吸附和細胞粘附，減少宿主的發炎反應；CN104562126A公開了兩性離子單體聚合物制成的薄膜包覆在酶電極表面，可提高包被材料抗蛋白吸附的能力。

因此需要進一步改善或者改進植入式傳感器方面的傳統技術的一些弊端。

發明內容

本發明旨在針對現有技術的不足，提供了一種可用于制備植入式傳感器內層的兩性離子聚合物及其制備方法，采用所述兩性離子聚合物制備的植入式傳感器具有良好的生物相容性，并可傳遞酶電極間的電子，使測量結果可靠、穩定，解決了植入式傳感器需要在傳感器外表面增加涂層工藝的問題，可直接在體內或復雜溶液環境中使用。

現有技術制備的植入式傳感器，普遍需要兩步法進行制備，先用氧化還原介質和酶修飾電極，再在外面裹上一層兩性離子的膜，制成酶電極。目前還沒有兩性離子材料用于傳感器的內層(傳感層)的相關報道，也還沒有通過兩性離子材料和氧化還原配合物反應，獲得含氧化還原配體的兩性離子聚合物，從而能夠在傳感器內層(惰性電極表面)解決體內的生物相容性問題的相關報道。本發明提供的兩性離子聚合物，可直接用于傳感器內層，一步法制備酶電極，工藝簡單，并明顯提高檢測靈敏度，可大幅提升植入式傳感器的功效和性能。

一方面，本發明提供一種兩性離子聚合物，所述聚合物由兩性離子化合物和氧化還原配合物聚合而成。