[发明专利]用于氧化稳定性和光学稳定性的分析物可渗透的膜片系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2012年12月28日提交的美国临时申请序列号No.61/746,790和在2013年7月18日提交的美国临时申请序列号No.61/847,881的优先权的权益，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明总体涉及用于植入或插入动物活体内且测量在动物活体内的媒介中的分析物浓度的传感器。具体地，本发明涉及一种传感器，所述传感器具有附着在传感器本体的表面上的指示器元件上的膜片。

背景技术

传感器可包括指示器元件，诸如，例如，嵌入或聚合在聚合物接枝物(即，层或基质)中或所述聚合物接枝物上的指示分子。例如，在可植入的基于荧光的葡萄糖传感器中，荧光指示分子可逆地结合葡萄糖，并且当以激发光(例如，具有大约378nm的波长的光)照明荧光指示分子时，所述荧光指示分子依据葡萄糖是否结合到指示分子发射一定量的光(例如，范围在400至500nm的光)。

如果传感器被植入动物活体的身体中，则动物免疫系统开始攻击传感器。例如，如果传感器被植入人中，则白血球细胞攻击作为外来物的传感器，并且在初始免疫系统攻击中，嗜中性白细胞是攻击传感器的主要白血球细胞。噬细胞和巨细胞可进一步攻击传感器。嗜中性白细胞和其他白血球细胞的防御机构包括释放已知为活性氧簇(ROS)的高氧化物质，诸如过氧化氢(H₂O₂)、羟基(OH^-)、次氯酸盐(OCl^-)、过氧亚硝基(OONO^-)、和过氧化物(O₂^-)。

诸如过氧化氢的ROS可使指示分子降解。例如，在具有硼酸基团(boronate group)的指示分子中，过氧化氢可通过氧化硼酸基团使指示分子降解，因此使指示分子失去结合葡萄糖的能力。

此外，如果传感器是光学传感器，则来自传感器的光(例如，激发光，由指示分子发射的荧光)可穿过指示器元件或传感器的其他透明部分。如果传感器已经被植入动物组织中，所述光可通过组织反射或可引起组织发出荧光且以不同波长使光返回。从组织反射且发出荧光的光可通过指示器元件或传感器的其他透明部分返回，并且可由传感器的一个或多个光检测器(例如，光电二极管)接收。这导致由光检测器接收的信号中的噪音。

而且，如果动物(例如，人类患者)在明亮照明的区域，则光可穿过患者皮肤且由传感器的光检测器接收。这也可能将噪音引入由光检测器接收的信号。因此，错误传感器读数可能发生，因为被植入传感器中的光检测器可能接收与分析物浓度无关的附加信号。

当前，在本领域中需要改进光学传感器隔绝性和减少指示器元件变质。

发明内容

本发明通过提供提高光学隔绝性和/或减少指示器元件变质同时仍允许关注的分析物到达指示器元件的优点等等，克服现有技术中的系统的缺点。

本发明的一个方面提供一种可用于体内检测在动物活体内的媒介中的分析物的存在、量、和/或浓度的传感器。传感器可包括传感器壳体、嵌入在传感器壳体的至少一部分内和/或覆盖传感器壳体的至少一部分的指示器元件、和附着在指示器元件的至少一部分上的膜片。指示器元件可包含指示分子。

在一些实施方式中，膜片可具有孔隙，所述孔隙配置成大体防止白血球细胞穿过膜片但是允许分析物穿过膜片。膜片可以是不透明的。在一些实施方式中，膜片可催化诸如过氧化氢的ROS的降解，并且减少指示器元件的变质。膜片可包含亲水或疏水膜片材料。

在一些实施方式中，膜片是覆盖壳体和接枝物的至少一部分的多孔、不透明扩散膜片，并且膜片可配置成大体防止白血球细胞穿过膜片且允许关注的分析物穿过膜片到指示器元件，并且大体防止至少特定波长或波长范围的光传输穿过膜片。扩散膜片可包含不透明的或吸光的着色剂。

以下本发明的详细说明将描述包含在系统和方法内的其他变型。

附图说明

在此结合且形成说明书的一部分的附图示出本发明的各种非限定性实施方式。在附图中，相同的附图标记指代相同或功能类似的元件。

图1是实施本发明的方面的包括可植入传感器和传感器阅读器的传感器系统的示意图。

图2示出实施本发明的方面的传感器的透视图。

图3示出实施本发明的方面的传感器的分解图。

图4和5示出在实施本发明的方面的传感器的传感器本体/外壳/囊体内的传感器构件的透视图。