[发明专利]具有包括小型感测斑点的感测表面的分析物传感器

说明书

相关申请的交叉参考

根据35USC.§119(e)，该申请要求于2010年12月9日提交申请的美国临时专利申请No61/421,371的优先权，其全文以参考的方式包括在此。

发明背景

在许多情形中，定期监视流体中特定成分的浓度是理想的或必需的。许多系统可用于分析体液的成分，例如血液、尿液和唾液。这类系统的实例方便地监视医学上特别重要的流体成分的水平，如胆固醇、酮、维生素、蛋白质和各种代谢物或血糖，如葡萄糖。糖尿病患者的诊断和管理需要每天仔细监视血糖水平，其中糖尿病是胰脏紊乱的疾病，其产生的胰岛素不足，这会阻止血糖水平的正常调节。现在许多系统允许个人容易地监视自己的血糖。这类系统包括电化学生物传感器，包括具有葡萄糖传感器的电化学生物传感器，该葡萄糖传感器适于插入身体皮下部位，以便连续监视皮下部位体液中葡萄糖水平（参见授予Say等人的美国专利6,175,752）。

个人可以使用针头和注射器从他或她体内血源，例如静脉提取血以获得血液样本，或使用穿刺设备穿刺他或她的一部分皮肤，从而可以在皮肤外部获得血液，以获得体外测试所必需的样本量。个人然后将新鲜血液样本涂在试纸条上，因此可以使用合适的检测方法，例如测热法、电化学法、或光度法判断个人的实际血糖水平。前述程序提供特定时间点或离散时间点的血糖浓度，因此必须定期重复，以便在更长的时间段内监视血糖。

除了上述离散或定期体外血糖监视系统，还公开和开发了至少部分可植入或体内血糖监视系统，其被构造成提供个人血糖浓度的连续体内测试。

这种分析物监视设备被构造成提供血液或组织液中分析物的连续或自动监视，例如葡萄糖。这类设备包括电化学传感器，其至少部分可操作地设置在用户血管或皮下组织中。

当需要连续监视葡萄糖时，存在若干与优化制造协议关联从而提高体外使用的生物传感器感测元件的产量和一致性的挑战。因此需要进一步开发制造技术和方法以及使用这些技术和方法的分析物监视设备、系统或套件。

发明概要

本公开的实施方案涉及具有感测表面的分析物判断方法和设备（如，电化学分析物监视系统），该感测表面包括两个或更多彼此横向设置的感测元件，其中感测表面在体内和/或体外分析物传感器的工作电极上，如使用分析物传感器和/或试纸条的连续和/或自动体内监视。还提供了在分析物监视中使用电化学分析物传感器的系统和方法。

本公开多个方面所包括的分析物传感器包括：工作电极；和反电极，其中工作电极包括感测表面,其中感测表面具有两个或更多彼此横向设置的感测元件，且每个感测元件包括分析物反应酶。

在某些实施方案中，感测元件是不接触的。在某些情况下，感测元件设置为工作电极上的单个感测元件。例如，感测表面可以包括两个或更多单个感测元件的阵列。在某些情况下，感测表面可以包括100个或更多单个感测元件的阵列。在某些情形中，感测表面的感测元件密度在2-1000个感测元件/mm²范围内。

在某些实施方案中，感测表面进一步包括特征间（inter-feature）区域。特征间区域可以包围感测元件。在某些情形中，感测元件的特征间距离在1μm到500μm的范围内。在某些情况下，特征间区域没有分析物反应酶。在某些情况下，特征间区域没有氧化还原介体。

在某些实施方案中，工作电极进一步包括具有两个或更多设置在感测表面上的感测元件的第二层。在某些情形中，感测元件平均直径小于或等于200μm。

在某些实施方案中，至少一部分的分析物传感器适于设置在对象的皮下。

在某些情形中，分析物传感器进一步包括设置在感测元件上限制流向感测元件的分析物流量的膜。

在某些情况下，分析物反应酶包括葡萄糖反应酶。在某些情形中，感测元件包括氧化还原介体。例如，氧化还原介体可以包括含钌络合物或含锇络合物。

在某些实施方案中，分析物传感器是葡萄糖传感器。在某些情况下，分析物传感器是体内传感器。在其他情况下，分析物传感器是体外传感器。

本公开各个方面还包括用于监视对象体内分析物水平的方法。该方法包括设置至少一部分分析物传感器在对象的皮肤中，和根据该分析物传感器所发生的信号判断一段时间内分析物的水平，其中在一段时间内的判断用于监视对象体内分析物水平。如上所述，该分析物传感器包括：工作电极；和反电极，其中工作电极包括具有两个或更多彼此横向设置的感测元件的感测表面，其中每个感测元件包括分析物反应酶。