[发明专利]折叠传感器及其制备和使用方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据119(e)条款的规定要求2012年5月25日提交的美国临时申请第61/651,889号的优先权并且根据120条款的规定要求2013年2月27日提交的美国专利申请第13/779,271号的优先权，上述美国申请的全部内容均通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及在糖尿病监控方面有用的诸如葡萄糖传感器之类的分析物传感器。

背景技术

电化学传感器通常用于检测或测量诸如葡萄糖之类的体内分析物的浓度。通常，在这种分析物检测系统中，分析物(或者由其衍生的物质)是电活性的并且在传感器的电极处产生可检测的信号。该信号随后与生物样本中分析物的存在或浓度相关联。在一些常规传感器中，提供与待检测的分析物发生反应的酶，反应的副产物在电极处被定性或定量。在一种常规的葡萄糖传感器中，固定的葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化形成过氧化氢，该过氧化氢随后由通过一个或多于一个电极的电流测量值(例如，电流的改变)定量。

为了减小传感器的尺寸和/或增加传感器的灵敏度和效率，可在电化学传感器的两侧形成有多个电极。多种电化学传感器也已被发展成多层(例如，双侧)的电化学传感器，其包括多层电极以及在多层介电材料之间插入的导体。多层传感器的电化学性质可通过改变一些设计参数(例如，内层的层数，层的厚度，电极下面积)进行调节。然而，制造这些传感器需要额外的步骤，例如，形成传感器元件的两侧/多侧。因此，制造这种多层传感器需要复杂且成本很高的工艺，包括，例如，反复层压多个元件。此外，多层传感器通常需要使用通孔(垂直拦截通道)以建立不同导体层之间的垂直电连接，这就增加了制造这种传感器的成本和复杂性。

本领域亟需一种成本合理的传感器，其提供双侧传感器和多层传感器在尺寸、灵敏度和效率方面的优势，并且提供制造这种传感器的简化的生产工艺。

发明内容

本文公开的本发明包括具有三维结构的传感器，所述三维结构使得该传感器在设置有该传感器的环境中进行广泛的“360°”检测(即，检测来自多个方向的分析物)。如下面详细讨论的，在检测环境中，提供这种广泛检测的传感器相对于获取来自单一位置的信息的传感器而言具有优势。本发明的实施方式包括由可折叠的基底形成的电流型分析物传感器和由粘合在一起的多层基底形成的电流型分析物传感器。这些传感器设计在一些环境下提供多种具有优势的特性，例如，有利于传感器生产过程以及分析物检测和/或表征。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种分析物传感器装置，其包括基底，该基底包括适于在所述基底被折叠形成固定弯折时从第一结构转变为第二结构的柔性材料平面片。多个电极被设置在所述基底的第一表面上，该基底随后被折叠以引入固定弯折，所述电极可以是例如，在典型的恒电位型/电流型葡萄糖传感器中使用的工作电极、对电极和参比电极，所述固定弯折产生特定的传感器电极结构，例如，至少一个电极设置于所述固定弯折的第一侧并且至少一个电极设置于所述固定弯折的第二侧的电极结构。通常，其他电子元件设置于所述基底的第一表面，例如，多个触片和/或多个适于传输电极和触片之间的电信号的电导管。

如下文详细讨论的，所述基底可由多种材料形成并且可成型为各种形状。在本文公开的本发明的示例性的实施方式中，所述基底材料可包括诸如聚酰亚胺之类的聚合组合物。在图1所示的本发明的一种实施方式中，所述基底成型为包括矩形主体、从所述矩形主体向外延伸的第一纵向臂以及从所述矩形主体向外延伸的第二纵向臂的形状。在该示例性的实施方式中，所述第一纵向臂和所述第二纵向臂彼此平行。在本发明的一些实施方式中，其他元件用于促进基底处理和/或稳定处理过的基底结构。任选地，例如，基底包括位于对所述基底进行折叠的区域的有利于折叠的标记或其他特征，例如，分界线、穿孔或半切线(kiss cut)。在本发明的一些实施方式中，所述传感器装置包括锁定元件，其适于抑制形成折叠的基底或连接至折叠的基底的一种或多于一种元件的移动(例如，抑制所述第一纵向臂或所述第二纵向臂的移动)。在本发明的一些实施方式中，所述传感器装置包括间隔元件，其适于维持折叠的基底中的一个或多于一个元件(例如，所述第一纵向臂和所述第二纵向臂)之间的最小距离。