具有環(huán)氧乙烷免蝕態(tài)的分析物傳感器的制造方法
【專利摘要】提供了能夠經(jīng)受用環(huán)氧乙烷滅菌的分析物傳感器。分析物傳感器可以包含一個或多個具有親核基團的聚合物膜。
【專利說明】具有環(huán)氧乙烷免蝕態(tài)的分析物傳感器
[0001] 對相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2013年12月23日提交的美國專利申請No. 14/138,379的優(yōu)先權(quán)，其在 此通過提及完整并入。
[0003] 發(fā)明背景
[0004] 除非本文中另有指示，本部分中描述的材料不是本申請中的權(quán)利要求書的現(xiàn)有技 術，并且不承認通過納入本部分中而成為現(xiàn)有技術。
[0005] 生理學參數(shù)的連續(xù)或半連續(xù)監(jiān)測在現(xiàn)代醫(yī)學的許多領域中具有應用。與集成電子 組分結(jié)合采用酶的基于電化學的分析物傳感器的使用可以容許量化液體樣品中的分析物。 對醫(yī)學裝置滅菌以防止患者在使用該裝置期間暴露于傳染病和其它有害生物體。典型的滅 菌技術不能與一些分析物傳感器一起使用，因為它們會損害電學組分或酶。
[0006] 發(fā)明概述
[0007] 在一個方面中，公開了能夠經(jīng)受用環(huán)氧乙烷滅菌的分析物傳感器。分析物傳感器 可以包含一個或多個具有親核基團的聚合物膜。親核基團可以是一種足夠親核以與環(huán)氧乙 烷起化學反應的基團。這可以是雜原子，如氧、硫、或氮，其可以是官能團，如醇、硫醇、或胺 的一部分。在一些方面中，親核基團是從乙烯吡啶衍生的聚合亞單位中的氮原子。在其它方 面中，親核基團是從（甲基）丙烯酸酯，如2-羥基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸2-羥基乙酯衍生 的聚合亞單位中的氧原子。在一些方面中，親核基團是聚合亞單位，如羧酸鹽或磺酸鹽中的 帶負電荷的基團。還提供了用于本文中描述的分析物傳感器的環(huán)氧乙烷滅菌的方法。
[0008] 通過閱讀以下詳細描述，在適當?shù)那闆r下參考附圖，這些以及其它方面、優(yōu)點和備 選對于本領域普通技術人員會變得明顯的。
[0009] 附圖簡述
[0010] 圖1是與沒有滅菌的葡萄糖傳感器(組2)比較由以75〇!1^/1濃度在37°c用環(huán)氧乙烷 (EtO)滅菌6小時的葡萄糖傳感器(組1)產(chǎn)生的電流的圖。
[0011] 發(fā)明詳述
[0012] 以下發(fā)明詳述參考附圖描述了公開的系統(tǒng)和方法的各個特征和功能。在圖中，相 似的符號通常標識相似的組分，除非上下文另有規(guī)定。本文中描述的例示性的方法和系統(tǒng) 實施方案不意圖為限制性的。應當容易理解，公開的方法和系統(tǒng)的某些方面可以以極其多 種不同構(gòu)造安排和組合，它們都是本文中設想的。
[0013] 在一個方面中，提供了能夠在用環(huán)氧乙烷(EtO)滅菌后保持功能的分析物傳感器。 分析物傳感器可以包含：
[0014] 具有親核基團的聚合物膜;和
[0015] 包埋于聚合物膜中的分析物感測組分，
[0016] 其中親核基團能夠與環(huán)氧乙烷起化學反應。
[0017] 在一些實施方案中，分析物傳感器包含兩個或更多個具有親核基團的聚合物膜。
[0018] 還提供了用環(huán)氧乙烷滅菌分析物傳感器的方法。在一個方面中，用于滅菌分析物 傳感器的方法包括：
[0019]使分析物傳感器與環(huán)氧乙烷接觸，
[0020]其中分析物傳感器包含：
[0021] 具有親核基團的聚合物膜;和
[0022] 包埋于聚合物膜中的分析物感測組分。
[0023] 在一些實施方案中，親核基團是足夠親核以與環(huán)氧乙烷起化學反應的。合適的親 核試劑包括具有一個或多個雜原子的官能團。合適的雜原子包括氧、氮或硫原子，其可以分 別是官能團，如醇、胺或硫醇的一部分。
[0024] 在另一個方面中，公開了分析物傳感器。分析物傳感器可以包含：
[0025] 具有一個或多個親核基團的聚合物膜;和
[0026] 包埋于聚合物膜中的分析物感測組分，
[0027] 其中
[0028] 親核基團的至少一部分已經(jīng)與環(huán)氧乙烷起反應。
[0029] 經(jīng)常滅菌醫(yī)學裝置以降低使用期間暴露于傳染的和/或有害的生物體的可能性。 有許多可用于滅菌醫(yī)學裝置的標準滅菌方法，包括例如E-束放射、環(huán)氧乙烷(EtO)和高溫高 壓釜。但是，對于具有分析物感測組分和集成電子組分的裝置，不能使用大多數(shù)滅菌技術。 例如，E-束滅菌可以損害IC芯片組分，而高壓釜可以損害分析物感測組分和電子設備。EtO 滅菌不損害電子組分，但是與某些分析物感測組分(例如酶)不相容。然而，如本文中公開， 若可以在具有多個能夠被環(huán)氧乙烷烷基化的親核基團的聚合材料中包埋分析物感測組分。 貝IJ，這些親核基團可以充當環(huán)氧乙烷分子在滅菌過程期間進入裝置的攔截物 (interceptor)，如此保護分析物感測組分被環(huán)氧乙烷烷基化，并且保持其在裝置中的功 能。
[0030] 在一些實施方案中，分析物傳感器是基于酶的生物傳感器。這些裝置能夠?qū)⒎治?物濃度依賴性生物化學反應信號轉(zhuǎn)化成可測量的物理信號，如光學或電學信號?？梢栽谂R 床、環(huán)境、農(nóng)業(yè)和生物技術應用中的分析物檢測中使用分析物傳感器?？梢栽谌梭w的流體的 臨床測定法中測量的分析物包括例如葡萄糖、乳酸鹽、膽固醇、膽紅素、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和電解 質(zhì)。生物流體，如血液、淚膜或腸液中的分析物的檢測在許多疾病的診斷和監(jiān)測中可以是重 要的。
[0031] 在一些實施方案中，分析物傳感器可以是身體可安裝的裝置，如眼可安裝的、牙可 安裝的、或皮膚可安裝的裝置的組分。眼可安裝的裝置可以配置為基于攜帶眼可安裝的裝 置的使用者的淚膜(術語"淚膜"在本文中可與"淚"和"淚液"互換使用）中檢測的一種或多 種分析物監(jiān)測健康相關信息。例如，眼可安裝的裝置可以為接觸鏡的形式，所述接觸鏡包含 配置為檢測一種或多種分析物(例如葡萄糖）的傳感器。眼可安裝的裝置也可以配置為監(jiān)測 各種其它類型的健康相關信息。
[0032] 在一些實施方案中，身體可安裝的裝置可以包括牙可安裝的裝置。牙可安裝的裝 置可以采取眼可安裝的裝置的形式或形式上類似于眼可安裝的裝置，并且配置為檢測攜帶 牙可安裝的裝置的使用者的流體(例如唾液)中的至少一種分析物。
[0033] 在一些實施方案中，身體可安裝的裝置可以包括皮膚可安裝的裝置。皮膚可安裝 的裝置可以采取眼可安裝的裝置的形式或形式上類似于眼可安裝的裝置，并且配置為檢測 攜帶皮膚可安裝的裝置的使用者的流體(例如出汗、血液等）中的至少一種分析物。
[0034] 分析物傳感器可以具有以本文中描述的聚合物膜中的一種或多種包埋，即圍繞的 分析物感測組分?？梢赃x擇分析物傳感器的分析物感測組分以監(jiān)測特定的分析物的生理學 水平。例如，葡萄糖、乳酸鹽、膽固醇和各種蛋白質(zhì)和脂質(zhì)可以在體液，包括例如淚膜中找 到，并且可以指示可以受益于連續(xù)或半連續(xù)監(jiān)測的醫(yī)學狀況。
[0035] 分析物感測組分可以是選擇為監(jiān)測一種或多種分析物的酶。例如，可以用膽固醇 氧化酶監(jiān)測生理學膽固醇水平，用乳酸氧化酶監(jiān)測乳酸鹽水平，并且用葡萄糖氧化酶或葡 萄糖脫氫酶(GDH)監(jiān)測葡萄糖水平。
[0036] 在一些實施方案中，分析物感測組分可以是經(jīng)受與分析物的化學反應以產(chǎn)生可檢 測的反應產(chǎn)物的酶。例如，包含葡萄糖氧化酶（"GOx"）的共聚物可以位于工作電極周圍以催 化與葡萄糖的反應，從而產(chǎn)生過氧化氫(H 202)。如下文顯示，然后，可以在工作電極氧化過氧 化氫以釋放電子到工作電極，這產(chǎn)生電流。
[0037] 葡萄糖+〇2 H2O2+葡糖酸內(nèi)酯
[0038] H2〇2-2H++〇2+2e 一
[0039] 通過還原或氧化反應產(chǎn)生的電流可以與反應速率大致成比例。此外，反應速率可 以依賴于分析物分子達到電化學傳感器電極以對還原或氧化反應加燃料(直接或經(jīng)由試劑 催化)的速率。在穩(wěn)態(tài)中，其中分析物分子以其它分析物分子從周圍區(qū)域擴散到取樣區(qū)域的 大致相同速率從取樣區(qū)域擴散到電化學傳感器電極，反應速率可以與分析物分子的濃度大 致成比例。如此，電流可以提供分析物濃度的指標。
[0040] 在其它實施方案中，分析物感測組分是葡萄糖脫氫酶(GDH)。在某些情況中，GDH的 使用可以包括添加輔因子，諸如黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)、 黃素單核苷酸、吡咯并喹啉醌(PQQ)或輔酶。
[0041] 如本文中描述的傳感器可以包含一種或多個導電電極，電流可以經(jīng)由所述導電電 極流動。根據(jù)應用，可以出于不同目的配置電極。例如，傳感器可以包含工作電極、參照電 極、和對電極。還可能的是兩電極系統(tǒng)，其中參照電極充當對電極。工作電極可以經(jīng)由電路， 諸如恒電位儀與參照電極連接。
[0042] 電極可以由任何類型的導電材料形成，并且可以通過用于將此類材料形成圖案的 任何方法，諸如例如沉積或光刻術形成圖案。例如，導電材料可以是金、鉑、鈀、鈦、碳、銅、 銀/氯化銀、由貴重材料形成的導體、金屬、或這些材料的任何組合。也可以涵蓋其它材料。 [0043]環(huán)氧乙烷(EtO)是一種高張力的化學反應性環(huán)醚分子，其由兩碳乙烯單元和氧原 子組成。高張力的三原子環(huán)能與親核試劑起反應以經(jīng)受開環(huán)反應。它的滅菌效果經(jīng)由烷基 化微生物的蛋白質(zhì)和核酸上的親核基團實現(xiàn)。因此，環(huán)氧乙烷可以殺死病毒、細菌、真菌和 細菌孢子。
[0044] EtO滅菌可以以多種方式實施，并且可以在密閉的容器或室（8卩"滅菌器"）中實施。 如本領域中已知的一些方法包括例如氣體擴散滅菌、微劑量滅菌或柔性室滅菌。在一些方 法中，以氣體引入環(huán)氧乙烷，而在其它方法中，以液體或溶液引入環(huán)氧乙烷?？梢孕∫?guī)模（即 每次單一傳感器）、大規(guī)模（即每次面板(palette)或貨車裝載量的傳感器），或其間的任何 規(guī)模實施滅菌。
[0045] 可以在約20°C和約70°C之間實施滅菌。在一些實施方案中，溫度可以是約30°C和 約60°C之間，或約40°C至約50°C。在某些實施方案中，滅菌溫度是約37°C。
[0046] 滅菌器中的環(huán)氧乙烷的濃度可以是約200mg/L和約l，000mg/L之間。在一些實施方 案中，濃度可以是約200mg/L和約500mg/L之間，或約500mg/L和約I，000mg/L之間。在某些實 施方案中，環(huán)氧乙烷濃度是約750mg/L。
[0047] 由于環(huán)氧乙烷可以與水起化學反應，可以根據(jù)滅菌器中的濕度調(diào)節(jié)滅菌器中的環(huán) 氧乙烷的濃度。在一些實施方案中，在具有約20%濕度至約80%濕度的氣氛中實施滅菌。當 在具有高于約80%或低于約20%的濕度的氣氛中實施滅菌時，可能需要調(diào)節(jié)滅菌中使用的 環(huán)氧乙烷的濃度以解決環(huán)氧乙烷與水的反應性。例如，當在高于約80%濕度的濕度中實施 滅菌時，可以使用較大濃度的環(huán)氧乙烷，并且當在小于約20%濕度的濕度中實施滅菌時，可 以使用較小濃度的環(huán)氧乙烷。
[0048]在一些實施方案中，親核基團可以是自乙烯吡啶衍生的聚合亞單位，如聚（乙烯吡 啶）中的氮原子。親核基團可以存在于聚（乙二醇）（PEG)和聚（乙烯吡啶）（PVP)的經(jīng)交聯(lián)的 親水共聚物中。PEG和PVP的共聚物可以是具有PEG和PVP各自的一個或多個嵌段的嵌段共聚 物，如PEG和PVP的二嵌段共聚物。
[0049] 在一些實施方案中，具有親核基團的聚合物膜可以是式(I)的交聯(lián)的、親水的二嵌 段共聚物：
[0050]
[00511其中η和m獨立選擇為提供各自具有約500至約10,000的數(shù)量平均分子量(Mn)的聚 (乙烯吡啶）和聚（乙二醇)嵌段。在其它實施方案中，η是約5至約100的平均值，并且m是約5 至約250的平均值。為了易于例示，感測膜的聚（乙烯吡啶）的吡啶氮被畫為與本文中描述的 交聯(lián)共價結(jié)合（即經(jīng)交聯(lián)）。本領域技術人員會認可實際上，不是每個吡啶氮可以被交聯(lián)，并 且可以起與環(huán)氧乙烷的化學反應中的親核試劑作用的正是未交聯(lián)的吡啶氮原子。以相似的 方式，PEG嵌段的末端羥基基團可以是親核試劑。分子量測定中不包括交聯(lián)。
[0052]在某些實施方案中，η選擇為使得聚（乙烯吡啶）嵌段的Mn落入表1中的范圍內(nèi)，并 且m選擇為使得聚（乙二醇)嵌段的Mn落入表2中的范圍內(nèi)。例如，感測膜的交聯(lián)的親水性二 嵌段共聚物可以具有有約5，000_約6，000的1的聚合聚（乙烯吡啶)嵌段，和具有約8,000-約9，000的M n的聚（乙二醇)嵌段。
[0053] 表1:聚（乙烯吡啶)嵌段的Mn [0054](數(shù)值是近似的）。
[0060]在一些實施方案中，乙烯吡啶單元的平均數(shù)目（對應于η)與乙二醇單元的平均數(shù) 目（對應于m)的比率可以選自表3。例如，當乙烯吡啶單元的平均數(shù)目是約2,000,并且乙二 醇單元的平均數(shù)目可以是約4,000時，所得的乙烯吡啶單元至乙二醇單元的比率是約1:2。 [0061 ] 表3:乙烯吡啶單元與乙二醇單元的比率 [0062](數(shù)值是近似的）。
[0065]在一些實施方案中，具有親核基團的聚合物膜可以是式（Ia)的經(jīng)交聯(lián)、親水性二 嵌段共聚物：
[0067]其中17^和8選擇為使得聚（乙二醇)嵌段和乙烯吡啶/苯乙烯共聚物嵌段各自具 有約1,000至約100,000的數(shù)量平均分子量(Μη)。在其它實施方案中，X是約25至約250的平 均值，并且y是約5至約50的平均值。與式（I) 一樣，為了易于顯示，保護膜的聚（乙烯吡啶）的 吡啶氮被畫為與交聯(lián)共價連接。但是，本領域技術人員會認可，實際上，不是保護膜的每個 吡啶氮會被交聯(lián)，并且可以起與環(huán)氧乙烷的化學反應中的親核試劑作用的正是未交聯(lián)的吡 啶氮原子。
[0068]在一些實施方案中，親核基團可以包含在自（甲基）丙烯酸酯衍生的聚合亞單位 中。如本文中使用的，"（甲基)丙烯酸酯"指丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或其混合物。（甲基)丙 烯酸酯衍生的單元可以是經(jīng)交聯(lián)的親水共聚物的（甲基)丙烯酸酯衍生的主鏈的部分，其中 每個（甲基)丙烯酸酯衍生的單元具有親水側(cè)鏈。親水側(cè)鏈可以是水溶性的或者水易混合的 溶劑，諸如醇中可溶的，并且可以具有一個或多個雜原子(例如氮、氧或硫）。在一些實施方 案中，親水側(cè)鏈具有一個或多個羥基基團。（甲基)丙烯酸酯衍生的單元的親水側(cè)鏈也可以 包含一個或多個氧化烯單元。氧化烯單元可以為聚合物形式，如聚（乙二醇）、聚(丙二醇）、 聚（環(huán)氧丁烷)或其混合物，并且可以是包含兩種或三種不同氧化烯單元的組合的共聚物。 在一些實施方案中，親水側(cè)鏈的聚(氧化烯)是包含兩種或三種不同聚(氧化烯)聚合物的嵌 段的嵌段共聚物。在某些實施方案中，聚(氧化烯)是聚（乙二醇)和聚（丙二醇）的嵌段共聚 物。在其它實施方案中，親水側(cè)鏈和交聯(lián)都包含聚（乙二醇）。
[0069] 在一些實施方案中，（甲基)丙烯酸酯衍生的單元可以具有式(II)的結(jié)構(gòu)：
[0070]
[0071] 其中R是具有一個或多個親核基團的親水基團。在某些實施方案中，親水基團包含 一個或多個羥基基團，如醇。
[0072] 在一些實施方案中，（甲基)丙烯酸酯衍生的單元可以具有式(IIa)的結(jié)構(gòu)：
[0073]
[0074] 其中 X是或-S-，并且y 是0,0、l、2、3、4、5、6、7、8、9或10，其中R'是氫或- Cl-Cl2經(jīng)基。
[0075]在一些實施方案中，（甲基)丙烯酸酯衍生的單元可以從2-羥基丙烯酸乙酯或甲基 丙烯酸釋甚，釀析生-亦I?走施方案中，（甲基)丙烯酸酯衍生的單元具有結(jié)構(gòu)：
[0076]
[0077] 在一些實施方案中，（甲基)丙烯酸酯衍生的單元可以具有式（IIa)的結(jié)構(gòu)，其中z 是約2至約250的平均值。
[0078] 在一些實施方案中，（甲基)丙烯酸酯衍生的單元可以具有式（IIa)的結(jié)構(gòu)，其中Y 和R2如上文描述，并且X使得聚（乙二醇)具有約100至約10,000的數(shù)量平均分子量(Mn)。在某 些實施方案中，X選擇為使得聚（乙二醇）的1落入表4中的范圍內(nèi)。
[0079] 表4:(甲基)丙烯酸酯衍生的單元中的聚（乙二醇)的1范圍
[0080] (數(shù)值是近似的）。
L〇〇82」在果些買施萬案中，分析物傳感器具W(甲基）內(nèi)烯酸酯佑生的早兀，其具有式 (IIa)的結(jié)構(gòu)，其中Y是-0_，R2是甲基，并且X使得聚（乙二醇）具有約500的數(shù)量平均分子量 (Mn)〇
[0083] 在一些實施方案中，親核基團可以是帶負電荷的。帶負電荷的基團可以是具有負 電荷的雜原子，或含有雜原子的基團。帶負電荷的基團也可以具有超過一個負電荷，如丙二 酸鹽。帶負電荷的基團可以是鹽，并且包含一個或多個陽離子，其可以包含I和II組金屬以 及有機陽離子，如季胺。
[0084] 在一些實施方案中，帶負電荷的親核基團可以包含在聚合膜中的一種或多種的 (甲基)丙烯酸酯衍生的單元中，并且可以具有式(III)的結(jié)構(gòu)：
[0085]
[0086] 其中L是鍵、C1-C6經(jīng)基、-Y-C1-C6經(jīng)基或親水基團，并且R n是帶負電荷的基團，其中Y 是_〇_、_NR'-或-S -，并且R'是氛或-Ci-Ci2經(jīng)基。
[0087] 親水基團可以是水或水易混合的溶劑(如醇）中可溶的。它可以具有一個或多個雜 原子，例如氮、氧或硫原子。在一些實施方案中，L具有一個或多個羥基基團。
[0088] 在一些實施方案中，1^是&_〇5烴基或-O-C1-C6烴基，其中C1-C 6烴基是亞甲基、乙烯、 丙稀、丁稀、戊稀或己稀。
[0089]在一些實施方案中，帶負電荷的基團可以包含在具有式(IIIa)的結(jié)構(gòu)的（甲基)丙 烯酸酯衍生的單元中：
[0090]
[0091] 其中Y和Rn如本文中描述，并且u是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。
[0092] 在一些實施方案中，甲基丙烯酸酯衍生的單元可以具有式(IIIa)的結(jié)構(gòu)，其中Y和 Rn如上文描述，并且u使得聚（乙二醇)具有約100至約10,000的數(shù)量平均分子量(Mn)。在某些 實施方案中，u選擇為使得聚（乙二醇）的^落入表5中的范圍內(nèi)。
[0093]表5:第四甲基丙烯酸酯衍生的單元中的聚（乙二醇)的1范圍 [0094](數(shù)值是近似的）。
[0097]在某些實施方案中，分析物傳感器具有甲基丙烯酸酯衍生的單元，其具有式 (IIIa)的結(jié)構(gòu)，其中Y是-0-，Rn是甲基，并且u使得聚（乙二醇)具有約500的數(shù)量平均分子量 (Mn)〇
[0098] 在一些實施方案中，Rn是具有負電荷的雜原子，或含有雜原子的基團。Rn可以是具 有超過一個負電荷的基團，如丙二酸鹽。R rr^以是鹽，并且包含一個或多個陽離子，其可以 包含I和II組金屬以及有機陽離子，如季胺。Rn可以選自-0_、-S'-N(R'r、-C(0)(T、-N(R'）C (0)0-、-S(0)(R'）-、-S(0)0-、-S(0)2〇-、_P(0)(0R'）0-、_P(0)(R'）0-、-P(0)(NR 2'）0-、_P(0) (NR2，）（NR，）-、-P(0)(R，）（NR，）-、-P(0)(0R，）（NR，）-、-0P(0)(0R，）0-、-0P(0)(R，）0-、-0P(0) (NR 2'）0-、-0P(0)(NR2'）（NR'）-、-0P(0)(R'）（NR'）-、-0P(0)(0R'）（NR'）-、-P(0)〇2 2-、_P(0) (NR'）22-、-0P(0)02 2-、-0P(0)(NR'）22-或其鹽，其中R'是氫或-C1-C 12烴基。在一些實施方案 中，-L-Rn是烴基磺酸鹽，如丙基磺酸鉀。在其它實施方案中，L是鍵，并且1^是0_或其鹽。
[0099] 在一些實施方案中，分析物傳感器可以包含經(jīng)交聯(lián)的蛋白質(zhì)的膜，并且親核基團 可以是一種或多種蛋白質(zhì)上的官能團。蛋白質(zhì)在生物化學反應中可以是基本上不起反應 的，這會限制對分析物感測組分的干擾，但是可以包含能夠與環(huán)氧乙烷起化學反應的親核 基團。蛋白質(zhì)可以經(jīng)由交聯(lián)共價結(jié)合，形成經(jīng)交聯(lián)的網(wǎng)絡。交聯(lián)可以具有蛋白質(zhì)間的共價 鍵，并且也可以包含分析物感測組分和一種或多種蛋白質(zhì)和/或另一種分析物感測組分之 間的共價鍵。聚合物膜的一種或多種可以具有一種或多種蛋白質(zhì)。在一些實施方案中，蛋白 質(zhì)是相同的，或基本上相同的，而在其它實施方案中，感測膜可以具有兩種或更多種不同類 型的蛋白質(zhì)。在一些實施方案中，蛋白質(zhì)是牛血清清蛋白。
[0100] 在一些實施方案中，親核基團可以是聚合物膜的一種或多種中的一個或多個交聯(lián) 上的官能團。交聯(lián)可以存在于式（I)和（Ia)的吡啶氮原子之間或者具有經(jīng)交聯(lián)的蛋白質(zhì)的 膜中的胺基團的氮原子之間。
[0101] 交聯(lián)可以從交聯(lián)劑衍生，所述交聯(lián)劑含有兩個或更多個環(huán)氧化物基團。可以經(jīng)由 親電子環(huán)氧化物碳原子處的可交聯(lián)官能性的親核攻擊進行環(huán)氧化物與感測膜的共聚物和/ 或保護膜的共聚物的可交聯(lián)官能性的化學反應，提供含有兩個或更多個仲醇模塊的交聯(lián)。 例如，具有氣官能性，如啦啶基團的共聚物可以與具有環(huán)氧化物基團的交聯(lián)劑起反應以提 供含有羥胺官能性的交聯(lián)。
[0102] 在一些實施方案中，交聯(lián)包含聚（乙二醇）（PEG)。例如，交聯(lián)可以具有式（IV)的結(jié) 構(gòu)：
[0103]
[0104] 其中z是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。
[0105] 在某些實施方案中，z是約5至約250的平均值。
[0106]在其它實施方案中，z使得交聯(lián)的PEG部分的數(shù)量平均分子量(Mn)是約200至約10， 000。例如，Z可以選擇為使得交聯(lián)的PEG部分的Mn落入表6中的范圍內(nèi)：
[0107] 表6:交聯(lián)的聚(苯乙烯）（PEG_Mn范圍
[0108](數(shù)值是近似的）。
[ΟΙ11 ]例如，合適的交聯(lián)自二縮水甘油醚(diglycidyl ether)、N，N-二縮水甘油基-4-縮 水甘油基氧基苯胺、二乙二醇二縮水甘油醚衍生。
[0112] 在一些實施方案中，交聯(lián)可以經(jīng)由蛋白質(zhì)和/或分析物感測組分上的胺基的氮原 子和交聯(lián)中的碳原子之間的碳-氮雙鍵形成。在一些實施方案中，交聯(lián)可以自二羰基化合物 衍生。例如，感測膜的交聯(lián)可以具有式(V)的結(jié)構(gòu)：
[0113]
[0114] 其中A獨立是蛋白質(zhì)或分析物感測組分，妒是0)-(：4烴基或親水基團，并且R"獨立是 氫或-C1-C 12烴基，其中Rb包括一個或多個親核基團。Rb可以是水或水易混合的溶劑(如醇）中 可溶的，并且可以具有一個或多個雜原子(例如氮、氧或硫）。在一些實施方案中，交聯(lián)具有 一個或多個羥基基團。例如，R b可以具有式(IV)的結(jié)構(gòu)。自式(V)理解，在Rb基團外，交聯(lián)具有 兩個碳。如此，本文中稱為具有某個數(shù)目的碳原子(例如C 4)的交聯(lián)會具有有少兩個的碳原 子的Rb基團（例如C2)。例如，"C 4烴基交聯(lián)"具有作為C2烴基的Rb基團。
[0115] 在一些實施方案中，交聯(lián)包含一個或多個氧化烯單元。氧化烯單元可以為聚合物 形式，如聚（乙二醇）、聚（丙二醇）、聚（環(huán)氧丁烷)或其混合物，并且可以是包含兩種或三種 不同氧化烯單元的組合的共聚物。在一些實施方案中，交聯(lián)的聚(氧化烯)是包含兩種或三 種不同聚(氧化烯)聚合物的嵌段的嵌段共聚物。在某些實施方案中，聚(氧化烯)是聚（乙二 醇)和聚(丙二醇)的嵌段共聚物。在其它實施方案中，交聯(lián)和（甲基)丙烯酸酯衍生的單元都 包含聚（乙二醇）。 實施例
[0116]實施例1:分析物傳感器的制備和滅菌。
[0117]混合PBS中的葡萄糖氧化酶（10mg，VII型，Sigma)溶液（400uL)與HEMA(225uL)、 PEGMA(175uL)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(4uL)和2,2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯(2mg)。將所 得的混合物沉積到鉑電極上，并且用365nm UV光硬化5分鐘以提供葡萄糖傳感器。以相同的 方式制備多個傳感器。一組傳感器(組1)經(jīng)受EtO滅菌（以750mg/L于37°C達6小時）。在不滅 菌的情況下在周圍條件下貯存另一組（組2)。在范圍為50μΜ至1500μπι的磷酸鹽緩沖鹽水 (PBS)中的葡萄糖濃度測試組1和2。在I 3BS中浸沒傳感器，并且每10-15分鐘增加葡萄糖濃 度。使用恒電勢器測量每個傳感器的電極處產(chǎn)生的電流(圖1)。
【主權(quán)項】
1. 一種分析物傳感器，其包含： 具有親核基團的聚合物膜;和 包埋于所述聚合物膜中的分析物感測組分， 其中 所述親核基團能夠與環(huán)氧乙烷起化學反應。2. 權(quán)利要求1的分析物傳感器，其中所述分析物感測組分是葡萄糖氧化酶。3. 權(quán)利要求1的分析物傳感器，其中所述聚合物膜與一個或多個電極接觸。4. 權(quán)利要求1的分析物傳感器，其中所述親核基團包含雜原子。5. 權(quán)利要求1的分析物傳感器，其中所述親核基團是醇。6. 權(quán)利要求1的分析物傳感器，其中所述親核基團是吡啶基基團。7. 權(quán)利要求1的分析物傳感器，其中所述親核基團帶負電荷。8. 權(quán)利要求7的分析物傳感器，其中所述親核基團是羧酸根。9. 權(quán)利要求7的分析物傳感器，其中所述親核基團是磺酸根。10. 權(quán)利要求1的分析物傳感器，其中所述聚合物膜包含乙烯吡啶衍生的單元。11. 權(quán)利要求1的分析物傳感器，其中所述聚合物膜包含具有親核基團的（甲基)丙烯酸 酯衍生的單元。12. 權(quán)利要求11的方法，其中所述（甲基)丙烯酸酯衍生的單元具有式(II)的結(jié)構(gòu)：其中 R是具有一個或多個親核基團的親水基團。13. 權(quán)利要求11的分析物傳感器，其中所述（甲基)丙烯酸酯衍生的單元具有式（Ila)的 結(jié)構(gòu)： 其中X是-〇-、-NR'-或-S-;并且 y是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10， 其中R '是氛或_Cl-Cl2經(jīng)基。14. 權(quán)利要求13的分析物傳感器，其中所述（甲基）丙烯酸酯衍生的單元從甲基丙烯酸 2-羥基乙酯衍生。15. 權(quán)利要求11的分析物傳感器，其中所述（甲基)丙烯酸酯衍生的單元具有式（III)的 結(jié)構(gòu)：其中 L是鍵、&-C6經(jīng)基、-Y-&-C6烴基或親水基團；并且 Rn是帶負電荷的基團， 其中Y是-0-、-NR ' -或-S-，并且R '是氫或-&-&2烴基。16. 權(quán)利要求15的分析物傳感器，其中所述（甲基)丙烯酸酯衍生的單元具有式（Ilia) 的結(jié)構(gòu)：其中 Y是或-S-; Rn是帶負電荷的基團;并且 u是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10， 其中R '是氛或_Cl-Cl2經(jīng)基。17. 權(quán)利要求1的分析物傳感器，其中所述聚合物膜具有式(IV)的交聯(lián)：其中 z是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。18. 權(quán)利要求1的分析物傳感器，其中所述聚合物膜具有式(IV)的交聯(lián)：其中 Z是約5至約250的平均值。19. 一種用于滅菌分析物傳感器的方法，其包括： 使所述分析物傳感器與環(huán)氧乙烷接觸， 其中所述分析物傳感器包含： 具有親核基團的聚合物膜;和 包埋于所述聚合物膜中的分析物感測組分。20. -種分析物傳感器，其包含： 具有一個或多個親核基團的聚合物膜;和 包埋于所述聚合物膜中的分析物感測組分， 其中 所述親核基團的至少一部分已經(jīng)與環(huán)氧乙烷起反應。
【文檔編號】G01N27/30GK105829546SQ201480070170
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月18日
【發(fā)明人】Z.劉
【申請人】威里利生命科學有限責任公司