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      使用單體制備的多孔聚合物配制物的制作方法

      文檔序號(hào):9583539閱讀:547來(lái)源:國(guó)知局
      使用單體制備的多孔聚合物配制物的制作方法
      【專利說(shuō)明】使用單體制備的多孔聚合物配制物
      [0001] 對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
      [0002] 本申請(qǐng)要求2013年6月28日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?3/930,858的優(yōu)先權(quán),其特 此通過(guò)參考全部納入。
      【背景技術(shù)】
      [0003] 除非在這里另有說(shuō)明,否則本節(jié)中描述的材料對(duì)于本申請(qǐng)中的權(quán)利要求而言不是 現(xiàn)有技術(shù),并且不通過(guò)納入本節(jié)中而被承認(rèn)為現(xiàn)有技術(shù)。
      [0004] 生理學(xué)參數(shù)的連續(xù)或半連續(xù)監(jiān)控在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的許多領(lǐng)域中具有應(yīng)用。據(jù)信基于電 化學(xué)的傳感器特別適合用于體液樣品(例如,血液、淚膜、尿液或間質(zhì)液樣品)中的分析物 (例如,葡萄糖)的監(jiān)控和定量。采用分析物感測(cè)組分(例如,酶)連帶著電極的基于電化 學(xué)的傳感器的使用容許通過(guò)檢測(cè)由所述分析物感測(cè)組分和所述分析物的反應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)物 而對(duì)液體樣品中的分析物進(jìn)行定量。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005] 在一個(gè)方面,公開(kāi)分析物傳感器。所述分析物傳感器包括與電極的表面接觸的交 聯(lián)的、親水性共聚物、和嵌入所述交聯(lián)的、親水性共聚物內(nèi)的分析物感測(cè)組分。所述交聯(lián)的、 親水性共聚物具有第一得自甲基丙烯酸酯的單元、第二得自甲基丙烯酸酯的單元和第三得 自甲基丙烯酸酯的單元的得自甲基丙烯酸酯的主鏈。所述第一和第二得自甲基丙烯酸酯的 單元具有側(cè)鏈,其可以相同或不同,且不同主鏈中的第三得自甲基丙烯酸酯的單元通過(guò)親 水性交聯(lián)體(crosslink)連接。
      [0006] 在另一個(gè)方面,公開(kāi)用于形成分析物傳感器的方法。所述方法涉及(包括):形成 包括所述傳感器的前體組分的混合物,將所述混合物沉積到電極的表面上,以及使沉積的 混合物固化。所述混合物包括分析物感測(cè)組分、具有第一親水性側(cè)鏈的第一甲基丙烯酸酯 單體、二甲基丙烯酸酯單體、引發(fā)劑、以及具有第二親水性側(cè)鏈的第二甲基丙烯酸酯單體。
      [0007] 通過(guò)閱讀以下詳細(xì)描述,在適當(dāng)時(shí)參照附圖,這些以及其它方面、優(yōu)點(diǎn)和替代方案 對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得明晰。
      【附圖說(shuō)明】
      [0008] 圖1是由兩個(gè)實(shí)例葡萄糖傳感器在于磷酸鹽緩沖鹽水(PBS)中的20μΜ至 1,〇〇〇μΜ的葡萄糖濃度下產(chǎn)生的電流的圖。觀察到電流和葡萄糖濃度之間的線性關(guān)系(見(jiàn) 插圖)。
      【具體實(shí)施方式】
      [0009] 下面的詳細(xì)說(shuō)明參考附圖描述公開(kāi)的系統(tǒng)和方法的多種特征和功能。在附圖中, 相似的符號(hào)典型地表示相似的組分,除非上下文另有說(shuō)明。本文所描述的方法和系統(tǒng)實(shí)施 方案不意圖為限制性的。將容易地理解,公開(kāi)的方法和系統(tǒng)的一些方面可以各種各樣的不 同的配置進(jìn)行排列和組合,其中的所有都在本文中被考慮。
      [0010] 在一個(gè)方面,公開(kāi)分析物傳感器。所述分析物傳感器包括:與電極的表面接觸的交 聯(lián)的、親水性共聚物;和
      [0011] 分析物感測(cè)組分,其嵌入所述交聯(lián)的、親水性共聚物內(nèi),
      [0012] 其中所述交聯(lián)的、親水性共聚物包括:
      [0013] 主鏈,其具有
      [0014] 第一得自甲基丙烯酸酯的單元,其各自具有第一親水性側(cè)鏈;
      [0015] 第二得自甲基丙烯酸酯的單元,其各自具有第二親水性側(cè)鏈,其中所述第一和第 二側(cè)鏈相同或不同;
      [0016] 第三得自甲基丙烯酸酯的單元;和
      [0017] 在不同主鏈中的第三得自甲基丙烯酸酯的單元之間的親水性交聯(lián)體。
      [0018] 在一些實(shí)施方案中,所述分析物傳感器是基于酶的生物傳感器。這些裝置能夠?qū)?依賴于分析物濃度的生物化學(xué)反應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為可測(cè)量的物理信號(hào),例如光或電信號(hào)。所述 生物傳感器可以在臨床、環(huán)境、農(nóng)業(yè)和生物技術(shù)應(yīng)用中用于分析物的檢測(cè)中。在人體的體液 的臨床試驗(yàn)中可以測(cè)量的分析物包括,例如,葡萄糖、乳酸、膽固醇、膽紅素、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和 電解質(zhì)。生物液體例如血液、淚膜、或腸液中的分析物的檢測(cè)在許多疾病的診斷和監(jiān)控中可 為重要的。
      [0019] 在一些實(shí)施方案中,所述傳感器可以是身體能安裝的裝置例如眼能安裝的、牙能 安裝的、或皮膚能安裝的裝置的部件。所述眼能安裝的裝置可以配置為基于在配戴所述眼 能安裝的裝置的使用者的淚膜(術(shù)語(yǔ)"淚膜"在本文中與"淚"和"淚液"可替換地使用)中 檢測(cè)的一種或多種分析物監(jiān)控與健康有關(guān)的信息。例如,所述眼能安裝的裝置可以為包括 配置為檢測(cè)一種或多種分析物(例如,葡萄糖)的傳感器的隱形眼鏡的形式。所述眼能安 裝的裝置也可以配置為監(jiān)控多種其它類型的與健康有關(guān)的信息。
      [0020] 在一些實(shí)施方案中,所述身體能安裝的裝置可以包括牙能安裝的裝置。所述牙能 安裝的裝置可以采取所述眼能安裝的裝置的形式,或在形式上與所述眼能安裝的裝置相 似,并配置為檢測(cè)配戴所述牙能安裝的裝置的使用者的液體(例如,唾液)中的至少一種分 析物。
      [0021] 在一些實(shí)施方案中,所述身體能安裝的裝置可以包括皮膚能安裝的裝置。所述皮 膚能安裝的裝置可以采取所述眼能安裝的裝置的形式,或在形式上與所述眼能安裝的裝置 相似,并配置為檢測(cè)配戴所述皮膚能安裝的裝置的使用者的液體(例如,汗液、血液等)中 的至少一種分析物。
      [0022] 如本文所述的傳感器可以包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電電極,電流可以流動(dòng)通過(guò)所述導(dǎo)電 電極。取決于應(yīng)用,所述電極可以配置用于不同目的。例如,傳感器可以包括工作電極、參 比電極、以及對(duì)電極。還可能的是雙電極系統(tǒng),其中參比電極起到對(duì)電極的作用。所述工作 電極可以通過(guò)電路例如恒電位儀連接到所述參比電極。
      [0023] 所述電極可以由任意類型的導(dǎo)電材料形成,并且可以通過(guò)用于將這樣的材料圖案 化的任意方法例如沉積或光刻法圖案化。所述導(dǎo)電材料可以是例如金、鉬、鈀、鈦、碳、銅、銀 /氯化銀、由貴重(貴金屬)材料形成的導(dǎo)體、金屬、或這些材料的任何組合。還可設(shè)計(jì)其它 材料。
      [0024] 所述分析物傳感器的交聯(lián)的、親水性共聚物包括得自甲基丙烯酸酯的單元的主 鏈、以及嵌入所述共聚物內(nèi)的分析物感測(cè)組分例如酶。所述主鏈的第一和第二得自甲基丙 烯酸酯的單元各自分別獨(dú)立地共價(jià)結(jié)合到第一和第二親水性側(cè)鏈。所述第三得自甲基丙烯 酸的單元各自通過(guò)連接體共價(jià)結(jié)合到不同主鏈中的另一第三得自甲基丙烯酸酯的單元。所 述第三得自甲基丙烯酸酯的單元通過(guò)其連接的交聯(lián)體或基團(tuán)在下文中更詳細(xì)地討論??梢?使用所述第一和第二得自甲基丙烯酸酯的單元的側(cè)鏈、以及所述第三得自甲基丙烯酸酯的 單元的交聯(lián)體的多種構(gòu)造和組成來(lái)如所期望地調(diào)整所述交聯(lián)的、親水性共聚物的性質(zhì),包 括親水性、通透性(滲透性)、以及將分析物感測(cè)組分固定的能力。
      [0025] 所述第一和第二得自甲基丙烯酸酯的單元的側(cè)鏈?zhǔn)怯H水性的,并可以是水溶性的 或可溶于可與水混溶的溶劑例如醇中的。所述側(cè)鏈可以具有一個(gè)或多個(gè)雜原子,例如,氮、 氧或硫原子。在一些實(shí)施方案中,所述側(cè)鏈具有一個(gè)或多個(gè)羥基。
      [0026] 在一些實(shí)施方案中,所述第一和第二得自甲基丙烯酸酯的單元的側(cè)鏈包括一個(gè)或 多個(gè)環(huán)氧烷烴單元。所述環(huán)氧烷烴單元可以為聚合物例如聚(乙二醇)、聚(丙二醇)、聚 (環(huán)氧丁烷)或其混合物的形式,和可以是包括兩種或三種不同的環(huán)氧烷烴單元的組合的 共聚物。在一些實(shí)施方案中,所述側(cè)鏈的聚(環(huán)氧烷烴)是包括兩種或三種不同的聚(環(huán) 氧烷烴)聚合物的嵌段的嵌段共聚物。在某些實(shí)施方案中,所述聚(環(huán)氧烷烴)是聚(乙 二醇)和聚(丙二醇)的嵌段共聚物。在其它實(shí)施方案中,所述第二側(cè)鏈和所述交聯(lián)體兩 者都包括聚(乙二醇)(PEG)。
      [0027] 在一些實(shí)施方案中,所述第一得自甲基丙烯酸酯的單元可以具有式(I)的結(jié)構(gòu):
      [0028]
      [0029] 其中R為親水性基團(tuán)。在某些實(shí)施方案中,所述親水性基團(tuán)包括一個(gè)或多個(gè)羥基, 例如醇。
      [0030] 在一些實(shí)施方案中,所述第一得自甲基丙烯酸酯的單元可以具有式(la)的結(jié)構(gòu):
      [0031]
      [0032] 其中X為-〇-、-NR' -或-S-,y為 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10,且#為氫、-(:1-(:12 烷基、_C「C12烷基-〇H、_SiR'3、_C(0) _C「C12烷基、_C「C12烷基-C(0) 0R',其中R' 為 _C「C12 烷基。
      [0033] 在某些實(shí)施方案中,所述第一得自甲基丙烯酸酯的單元具有以下結(jié)構(gòu):
      [0034]
      [0035] 在某些實(shí)施方案中,所述第二得自甲基丙烯酸酯的單元可以具有式(II)的結(jié)構(gòu):
      [0036]
      [0037] 其中Y為-〇-、-NR' -或-S-,x為 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10,且妒為氫、-(:1-(:12 烷基、-SiR' 3、-C(0)-C「C12烷基、-C「C12烷基-C(0)0R',其中R' 為氫或-C「C12烷基。
      [0038] 在某些實(shí)施方案中,z為約2至約250的平均值。
      [0039] 在一些實(shí)施方案中,所述第二得自甲基丙烯酸酯的單元可以具有式(Ila)的結(jié) 構(gòu):
      [0040]
      [0041] 其中Y和R2如上所述且X使得聚(乙二醇)具有約100至約10, 000的數(shù)均分子 量(Mn)。在某些實(shí)施方案中,選擇X使得聚(乙二醇)的Mn落在表1中的范圍內(nèi)。
      [0042] 表1.第二得自甲基丙烯酸酯的單元中的聚(乙二醇)的1范圍(數(shù)值為近似 值)。
      [0043]

      [004
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