[发明专利]带有非工作电极层的分析物传感器

说明书

交叉引用相关申请

本申请要求于2008年10月31日提交的、名称为“Analyte Sensor with Non-Working Electrode Layer(带有非工作电极层的分析物传感器)”的美国临时申请号61/110,219的权益，据此通过引用以其整体并入。

技术领域

本公开一般地涉及用于测量受试者中分析物的设备。更具体地，本公开涉及用于测量分析物的电化学检测设备，其将层引入非工作电极上，所述层减小或消除由于暴露于其环境而造成的电极性能改变或变化。

背景

与体液内分析物浓度的体内测量相关，电化学传感器的非工作电极用于提供精确恒定的参比电位(比较电位，comparative potential)是非常关键的。尽管目前的非工作电极具有非常增强的结构和设计特性，但是由于设计和结构缺陷，仍可能出现不准确和作为结果的测量错误。

例如，阻碍实际快速且精确的电流传感器的发展的是由于暴露于其环境而造成的电极结垢等诸多问题。这类事件导致信号的衰减和损失，可影响获得精确的代表性真实分析物水平。对于连续的体内监测设备，这尤其有问题。已经以各种方式努力尝试减少电流传感器中的结垢，例如通过在多膜基系统(multi-membrane-based system)中使用一种或多种专用层，或者通过引入不稳定的化学种类释放进传感器周围的环境中。但是，这些尝试仅获得有限的成功，因为这些系统的结垢日益增加通常已经影响了传感器的其它必要性能属性。例如，附加的层通常减小可检测的响应并增加传感器的试运转时间(break-in time)。引入不稳定的防结垢化合物可能使这类设备的行政审批复杂化和/或潜在地触发免疫反应。在一些情况下，如重症监护病房(ICU)环境或连续的葡萄糖监控(CGM)应用，减少或消除非工作电极——包括参比电极和/或反电极——的结垢理想地持续数天或是永久的。因此，目前市场上可得到的电流传感器可能不能获得一些具体应用如ICU监控受试者中分析物水平所需要的持续的电极抗结垢性能。

一般而言，大部分商业化配置的电化学传感器拥有这样的结构：其在工作电极上具有层以及其它层，并且仅速率限制扩散层覆盖非工作电极。因此，在实际的体内应用中，包括干扰素(内源的或外源的)的血液成分环绕并接触典型的传感器及其电极。

概述

本文公开的实施方式提供包括非工作电极的传感器，其适于在电化学传感器系统内使用，用于体内分析物浓度测量和监控，如在患者的血流中进行的，其防止或基本消除非工作电极的结垢同时提供精确恒定的参比电位。非工作电极包括沉积在电极的电活性表面上的层。

因此本公开的一方面提供包括非工作电极的传感器，其减少在分析物浓度测量尤其是体液内分析物浓度的体内测量期间发生错误的可能性。

一般地，公开了电化学分析物传感器和传感器组件，其提供至少部分地覆盖非工作电极的层。这样的传感器提供增强的性能并特别用于更高要求的感测应用如ICU监控。

一般已知，在一些情况下，层可以改变或减小一些葡萄糖氧化酶基传感器组件对竞争性电活性物质的敏感度。因此，一般认为层只需要或应当用在发生分析物电化学氧化还原反应的工作电极的电活性表面(一个或多个)上。但是，申请人意外地想到层既可以在工作电极的电活性表面(一个或多个)上使用，也可以在至少一个非工作电极上使用。因此，本文公开的传感器被配置为防止或基本消除内源或外源组分接触或以其他方式污染非工作电极表面(例如，参比电极表面和/或反电极表面)。

一方面，提供电化学传感器，其包括覆盖其非工作电极的至少一部分的层，其中非工作电极的内源或外源结垢被减少。

一方面，提供电化学传感器，其包括覆盖其参比电极的至少一部分和/或覆盖其反电极的至少一部分的第一层。

一方面，提供电化学传感器，其包括与至少一个非工作电极的至少一部分接触的第一层和放置在其至少一个工作电极的至少一部分上的第二层。一方面，所述第一层和第二层是不同的。

一方面，提供电化学分析物传感器。所述传感器包括工作电活性表面、参比电极电活性表面以及覆盖工作电极电活性表面的至少一部分和覆盖参比电极的至少一部分的层。

另一方面，提供电化学分析物传感器。所述传感器包括工作电活性表面、参比电活性表面、覆盖工作电活性表面的至少一部分和覆盖参比电极的至少一部分的层，和覆盖所述层和所述电活性表面的至少一部分的膜。