[发明专利]电功能化的传感器

说明书

本发明涉及用于测定被分析物的生物传感器，该生物传感器包括基底，含有与介体层导电接触的导电垫的工作电极，和与所述介体层可扩散接触的酶层，其中所述介体层是电沉积的介体层，并且其中所述介体层包含电催化剂，在一个实施方案中所述介体层由电催化剂构成。本发明还涉及制造生物传感器的方法，该方法包括提供具有至少一个导电垫的基底，将介体层电沉积到所述导电垫的至少一部分上，其中所述介体层包含电催化剂，在一个实施方案中所述介体层由电催化剂构成，和将酶层沉积到所述介体层的至少一部分上。此外，本发明涉及关于本发明的生物传感器的用途和方法。

本发明涉及用于测定被分析物的生物传感器，该生物传感器包括基底，含有与介体层导电接触的导电垫的工作电极，和与所述介体层可扩散接触的酶层，其中所述介体层是电沉积的介体层，并且其中所述介体层包含电催化剂，在一个实施方案中所述介体层由电催化剂构成。本发明还涉及制造生物传感器的方法，该方法包括提供具有至少一个导电垫的基底，将介体层电沉积到所述导电垫的至少一部分上，其中所述介体层包含电催化剂，在一个实施方案中所述介体层由电催化剂构成，和将酶层沉积到所述介体层的至少一部分上。此外，本发明涉及关于本发明的生物传感器的用途和方法。

测定一种或多种体液例如组织液和/或血液中的一种或多种被分析物例如葡萄糖的浓度是许多疾病治疗和/或预防的必要组成部分。具体地，测定血糖浓度以及相应的药物治疗是许多糖尿病患者的日常事务的必要部分。为了提高便利性和为了避免超过可容忍程度限制日常事务，便携式设备是本领域中已知的，例如用于在工作、休闲或离开家的其它活动期间测量血糖浓度。具体地，已知电化学测量技术使用可完全或部分植入使用者的身体组织中并且能够提供被分析物浓度的连续或不连续测量的传感器。这些类型的可植入传感器元件的实例公开在WO 2007/071562 A1、US 2011/0021889 A1、US 2010/0230285 A1、WO2005/078424 A1中或由国际专利申请PCT/EP2011/072732公开。

用于电化学检测体液中的至少一种被分析物的浓度，例如用于测定血液和/或组织液中的血糖浓度的测试元件通常包括至少一个工作电极以及至少一个对电极。此外，任选地，所述传感器元件可以包括至少一个参比电极。然而，在替代实施方案中，可以省略参比电极和/或可以将其与对电极组合。对于用于工作电极和对电极两者的可能电极材料以及对于用于通过使用相应电流分析装置测定被分析物浓度的可能电化学测量装置，可以参考WO 2007/071562 A1。然而，为了从电极电位的比较得到被分析物浓度，其它类型的测量装置也是可以的。

在典型的电化学传感器装置中，提供对电极以与工作电极一起闭合电路。为此，通常使用氧化还原电流和/或在较低程度上使用电容充电电流。通常，工作电极包含至少一种检测器物质，该检测器物质适于与被分析物进行氧化反应或还原反应。在许多情况中，检测器物质包含至少一种酶，例如葡萄糖氧化酶(GOD)。在检测反应包含工作电极处的氧化反应的情况下，对电极通常提供还原反应以闭合电路。被分析物的有效氧化或还原可能需要高的过电位，其带来引起不合意的副反应的风险。因此，在工作电极的构造中通常包含催化剂(介体)，其原则上可以是生物催化剂(酶)或无机催化剂。例如已使用MnO₂作为用于过氧化物特别是过氧化氢(H₂O₂)的氧化的电催化剂。此外，为了提高信号强度，已尝试增加电极表面，例如如US 2007/227907 A1中建议的那样通过电镀几个金属层。

现有技术中已知各种电极装置。因此，在US 2009/0198117 A1中公开了用于植入哺乳动物内的被分析物传感器仪器。所述被分析物传感器仪器包括基层、设置在基层上的导电层、被分析物感测层和设置在被分析物感测层上的被分析物调制层。所述导电层包括工作电极，该工作电极包括多个导电纳米管。所述被分析物感测层包含设置在导电纳米管上的氧化还原酶。所述氧化还原酶在待感测的被分析物存在下生成过氧化氢。所述被分析物调制层调制被分析物通过该层的扩散。