[发明专利]金属支柱装置结构以及在电化学和/或电催化应用中制造和使用它们的方法

说明书

本发明公开了一种装置，该装置包括由以产生支柱架构的方式溅射金属的方法形成的电极组合物。本发明的实施方案可用于具有此类电极架构的分析物传感器以及制备和使用这些传感器电极的方法。本发明的多个工作实施方案被证明可用于糖尿病个体佩戴的安培型葡萄糖传感器中。然而，金属支柱结构具有广泛的适用性，并且应当增大表面积，并降低用于体外和/或体内或者在身体外部的感测、发电、记录和刺激的催化剂层或电极的电荷密度。

相关申请的交叉引用

本申请依据35U.S.C.119(e)条要求2017年3月17日由Akhil Srinivasan、MelissaTsang、Robert C.Mucic、Tyler R.Wong、Rui Kong和Barry P.Pham提交的标题为“METALPILLAR DEVICE STRUCTURES AND METHODS FOR MAKING AND USING THEM INELECTROCHEMICAL AND/OR ELECTROCATALYTIC APPLICATIONS”的共同未决美国临时申请序列号62/472,712的权益；并且

本申请依据美国专利法第120条要求2018年3月15日由Akhil Srinivasan、Melissa Tsang、Robert C.Mucic、Tyler R.Wong、Rui Kong和Barry P.Pham提交的标题为“METAL PILLAR DEVICE STRUCTURES AND METHODS FOR MAKING AND USING THEM INELECTROCHEMICAL AND/OR ELECTROCATALYTIC APPLICATIONS”的美国专利申请序列号15/922,718的优先权；

这两个专利申请文献均以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及可在用于管理糖尿病的装置诸如葡萄糖传感器中使用的电极组合物。

背景技术

电化学传感器通常用于检测或测量体内分析物(诸如，葡萄糖)的浓度。在此类分析物感测系统中，分析物(或源自其的物质)通常是电活性的，并在传感器中的电极处生成可检测的信号。该信号然后与生物样本内的分析物的存在或浓度相关联。在一些常规的传感器中，提供与待测量的分析物反应的酶，在电极处对该反应的副产物进行定性或定量。在一种常规的葡萄糖传感器中，固定化葡萄糖氧化酶催化葡萄糖的氧化以形成过氧化氢，然后通过用一个或多个电极进行的安培测量(例如，电流变化)对过氧化氢进行定量。

多种电化学葡萄糖传感器是多层的，包括在各种材料层的顶部上和/或由各种材料层涂覆的电极。多层传感器具有多种期望特性，这包括可通过改变某些设计参数(例如，内层的数量、层厚度、电极面积和架构等)来定制此类传感器的功能特性这一事实。此类多层传感器的制造可能需要复杂的过程步骤，例如来确保各种材料层呈现出适当的功能特性，具有均匀的黏稠度，并且适于粘附到构成稳定传感器叠堆的材料组上。在这种情况下，某些电镀过程可能导致形成具有不均匀表面的电镀电极，例如在电极边缘处呈现出过度生长的电极。这种边缘生长然后可能导致随后的涂覆在此类电极上的材料层不均匀，这种现象似乎会导致某些非期望葡萄糖传感器现象，包括层分离、传感器信号可变性和高氧响应。

需要可为多层安培型传感器提供许多期望特性(诸如，稳定性和优化的氧响应，以及用于制造此类传感器的改进的制造方法)的方法和材料。

发明内容