[发明专利]用于分析物传感器的电极组合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及美国专利申请第11/633,254号、美国专利申请第12/184,046号、美国专利申请第12/345,354号、美国专利申请第12/572,087号和美国专利申请第12/643,790号，上述每个专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

分析物传感器（例如，用于糖尿病监控的葡萄糖传感器）以及制造和使用所述传感器的方法和材料。

背景技术

诸如生物传感器之类的分析物传感器包括使用生物元件将基质中的化学分析物转化为可检测信号的设备。已有很多类型的用于多种分析物的生物传感器。研究最多的生物传感器类型为电流型葡萄糖传感器，其对于成功地控制糖尿病患者的葡萄糖水平来说是非常重要的。

典型的葡萄糖传感器根据以下化学反应进行工作：

H₂O₂—————→O₂+2H⁺+2e^- 方程式2

葡萄糖氧化酶用于催化葡萄糖和氧之间的反应以生成葡萄糖酸和过氧化氢（方程式1）。如方程式2所示，H₂O₂进行电化学反应，并且电流可以由稳压器测量。这些在本领域已知的多种氧化还原酶中发生的反应被用于许多传感器设计中。

与电化学传感器有关的问题包括灵敏度低于理想灵敏度、信噪比低于理想信噪比（尤其是在分析物浓度较低的条件下）以及传感器功能随时间发生退化。因此，为解决该技术中的这些难题而设计的方法和材料是理想的。

发明内容

包括许多用于监控糖尿病个体中的生理状况的葡萄糖传感器在内的电流型传感器通常包括多个由不同组合物形成的层状元件。这些层状电流型传感器可包括例如，一个或一个以上电极层、一个或一个以上干扰抑制层、一个或一个以上分析物检测层、一个或一个以上分析物调节层和一个或一个以上覆盖层，等等。可理解的是，用于形成这些传感器的各种不同的层的组合物可对这些传感器的性能和功能参数产生深远影响。

如本文所公开的，溅射铂（Pt）材料已被制造为向分析物传感器（例如葡萄糖传感器）中的工作电极提供优良的组合物且适于向分析物传感器（例如葡萄糖传感器）中的工作电极提供优良的组合物。该溅射铂材料与所选择的优化这种Pt电极组合物的特性的材料的组合提供具有一系列优化传感器在多种情况下的体内和体外性能的元件的传感器实施方式。观察到具有这一系列元件的传感器实施方式具有低背景电流和相对高的灵敏度。此外，本发明的实施方式表现出相对低的干扰响应和系统噪音水平。本发明的实施方式可用于例如有利于准确测量低血糖患者中的低葡萄糖浓度。

本文公开的本发明具有多种实施方式。本发明的一种示例性的实施方式为电流型分析物传感器，所述电流型分析物传感器包括基底层，设置在所述基底层上的导电层并且所述导电层包括工作电极，其中，所述工作电极由溅射铂组合物形成，与所述导电层可操作地接触的电解液保持层。任选地，在这些实施方式中，溅射铂组合物表现出低于3纳米的均方根粗糙度值。典型地，电解液保持层由所选择的吸水率为10重量%至50重量%的组合物形成。在本发明的一些实施方式中，控制电解液保持层的厚度，例如使电解液保持层的厚度不超过3μm、4μm、5μm、6μm或7μm。本发明的典型实施方式还包括设置在所述导电层上的分析物检测层和设置在所述分析物检测层上的分析物调节层。在本发明的一些实施方式中，所述电解液保持层包括包埋于交联的聚(乙烯醇)-苯乙烯基吡啶基质中的多肽（例如，葡萄糖氧化酶），所述电解液保持层还充当分析物检测层。在本发明的一些实施方式中，控制该层的厚度，例如使该层的厚度为至少5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm。一些传感器实施方式包括附加层，所述附加层包括诸如人血清白蛋白或牛血清白蛋白之类的多肽。