[发明专利]用于调节干燥传感器的启动时间以及干燥传感器除气的方法和材料

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年11月1日提交的美国临时专利申请第61/554,057号和2012年1月18日提交的美国临时专利申请第61/587,819号的权益，并且，本申请还要求2012年5月23日提交的美国申请第13/478,356号的权益，上述美国申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及在水性环境中使用的传感器，例如用于监控糖尿病的葡萄糖传感器。

背景技术

传感器用于监测不同水性环境中的多种不同的化合物，所述化合物包括体内分析物。定量测定体液中的分析物在诊断和维持多种病理学病症方面非常重要。在许多个体中通常检测的示例性分析物包括葡萄糖、乳酸盐、胆固醇和胆红素。体液中的葡萄糖浓度的测定对于糖尿病患者而言尤为重要，所述糖尿病患者必须频繁地检查其体液中的葡萄糖水平以调节其饮食中的葡萄糖摄入。这些测试的结果可以是确定需要给药何种(若有的话)胰岛素和/或其它药物的关键。

分析物传感器一般包括将与分析物的相互作用转换成可检测的信号的组分，所述信号可与分析物的浓度相关联。例如，一些葡萄糖传感器使用竞争性结合测试物，所述传感器的读数为可检测的光学信号。这些测试物可包括诸如与在存在葡萄糖的条件下生成不同光学信号的成分(例如，荧光团)偶联的结合葡萄糖的分子之类的组分。其它葡萄糖传感器使用监测体内葡萄糖的电流型装置。这种电流型葡萄糖传感器通常合并了涂覆有葡萄糖氧化酶的电极，所述葡萄糖氧化酶是一种催化葡萄糖和氧之间的反应以生成葡糖酸和过氧化氢(H₂O₂)的酶。随后，该反应中生成的H₂O₂改变电极电流以形成可检测的信号。

例如，为了有利于传感器杀菌和/或传感器包装和/或传感器储存，许多设计成在水性环境中使用的传感器在制造之后以干燥形式放置。在这种情况下，有利于这种干燥传感器在水性环境中发生水合作用的方法和材料以及与这种环境中的传感器功能有关的其它特性是理想的。

发明内容

本发明的实施方式提供一种传感器系统，所述传感器系统包括设置在传感器结构的特定区域中的组合物以提供具有改善的功能性质和/或材料性质的传感器，所述改善的功能性质和/或材料性质例如更快的启动时间。本发明的实施方式还提供制造和使用这种传感器系统的方法。虽然本发明的典型实施方式属于葡萄糖传感器，但是本文公开的系统、方法和材料可适用于本领域已知的各种不同的传感器。

本文公开的本发明具有多种实施方式。本发明的典型实施方式为一种传感器系统，所述传感器系统包括具有外表面和内部基质的传感器，所述内部基质包括至少一种适于检测水性环境中的分析物的检测用复合物(sensing complex)。所述传感器在使用之前基本不含水，并且所述传感器包括设置在传感器的一个或一个以上部分上的吸湿性组合物，从而发挥一些功能特性。具体而言，所述吸湿性组合物与传感器的一个或一个以上区域偶联，从而在将传感器设置在水性环境中时，调节(例如提高)检测用复合物的水合速率。由此，本发明的实施方式表现出对使用这些系统的那些个体(例如，监测其生理葡萄糖浓度的糖尿病患者)而言高度理想的功能特性(例如，更快的启动时间)。例如，在本文公开的本发明的一些实施方式中，从传感器与水性环境接触(例如，植入体内)至生成可观测的分析物信号的时间少于4小时、3小时、2小时或1小时。

例如，为了有利于传感器杀菌和储存(例如，将传感器储存在密封、干燥且无菌的包装环境中的情况下)，许多水性分析物传感器以干燥形式放置。涉及制造、包装和储存这种传感器的工艺方法可导致传感器中存在空气，传感器中存在空气这一现象例如可增加在传感器能够生成可观测的分析物信号(例如，血糖浓度的一种指示)之前必须将传感器设置在水性环境中的时间。在这种情况下，本发明的一些实施方式包括设计为迫使空气排出传感器的组合物。在一种这样的传感器系统的示例性实施方式中，所述传感器包括产气组合物，所述产气组合物与传感器的一个或一个以上区域偶联，并且适于在暴露于水之后(例如，当传感器设置在水性环境中时)产生气体(典型地，二氧化碳)并由此取代空气，从而迫使空气从传感器中排出。在本文公开的本发明的一些实施方式中，在传感器暴露于水性环境后，90％的空气在不到4小时、3小时、2小时或1小时的时间内被排出传感器。