眼科电化学传感器中的微电极的制作方法
【专利说明】眼科电化学传感器中的微电极
[000。相关申请秦的香叉参考
[0002] 本申请案主张2012年10月12日提出申请的第13/650, 418号美国申请案的优先 权，所述美国申请案特此W全文引用方式并入。
【背景技术】
[0003] 除非本文中另有指示，否则本章节中所描述的材料并非本申请案中的权利要求书 的现有技术且并不因包含于本章节中而承认为现有技术。
[0004] 电化学安培传感器通过在传感器的工作电极处测量通过分析物的电化学氧化或 还原反应产生的电流而测量所述分析物的浓度。当电子从电极转移到分析物时发生还原反 应，而当电子从分析物转移到电极时发生氧化反应。电子转移的方向取决于恒电位仪向工 作电极施加的电位。反电极及/或参考电极用于与工作电极一起完成电路且允许所产生电 流流动。当工作电极被适当地偏置时，输出电流与反应速率成比例，此提供对工作电极周围 的分析物的浓度的测量。
[0005] 在一些实例中，试剂被局部化于接近工作电极处W选择性地与所要分析物反应。 举例来说，葡萄糖氧化酶可被固定于工作电极附近W与葡萄糖反应且释放过氧化氨，所述 过氧化氨接着由工作电极W电化学方式检测W指示葡萄糖的存在。可使用其它酶及/或试 剂来检测其它分析物。
【发明内容】
[0006] 本发明的一些实施例提供一种包含透明聚合物材料、衬底、天线、双电极电化学传 感器及控制器的眼睛安装式装置。所述透明聚合物材料可具有凹表面及凸表面。所述凹表 面可经配置W可移除地安装于角膜表面上且所述凸表面可经配置W在如此安装所述凹表 面时与眼脸运动相适应。所述衬底可至少部分地嵌入于所述聚合物材料内。所述天线可安 置于所述衬底上。所述双电极电化学传感器可安置于所述衬底上。所述双电极电化学传感 器可包含具有小于25微米的至少一个尺寸的工作电极及具有为所述工作电极的面积的至 少五倍大的面积的参考电极。所述控制器可电连接到所述电化学传感器及所述天线。所述 控制器可经配置W;(i)在所述工作电极与所述参考电极之间施加电压，所述电压足W产 生与所述眼睛安装式装置所暴露到的流体中的分析物的浓度相关的安培电流；（ii)测量 所述安培电流；及（iii)使用所述天线来指示所述所测量安培电流。所述透明聚合物材料 的一部分可环绕所述工作电极及所述参考电极，使得在所述工作电极与所述参考电极之间 输送的电流通过所述透明聚合物材料的所述至少部分环绕部分。
[0007] 本发明的一些实施例提供一种包含眼睛安装式装置及读取器的系统。所述眼睛安 装式装置可包含透明聚合物材料、衬底、天线、双电极电化学传感器及控制器。所述透明聚 合物材料可具有凹表面及凸表面。所述凹表面可经配置W可移除地安装于角膜表面上且所 述凸表面可经配置W在如此安装所述凹表面时与眼脸运动相适应。所述衬底可至少部分地 嵌入于所述聚合物材料内。所述天线可安置于所述衬底上。所述双电极电化学传感器可安 置于所述衬底上。所述双电极电化学传感器可包含具有小于25微米的至少一个尺寸的工 作电极及具有为所述工作电极的面积的至少五倍大的面积的参考电极。所述控制器可电连 接到所述电化学传感器及所述天线。所述控制器可经配置W;(i)在所述工作电极与所述 参考电极之间施加电压，所述电压足W产生与所述眼睛安装式装置所暴露到的流体中的分 析物的浓度相关的安培电流；（ii)测量所述安培电流；及（iii)使用所述天线来指示所述 所测量安培电流。所述透明聚合物材料的一部分可环绕所述工作电极及所述参考电极，使 得在所述工作电极与所述参考电极之间输送的电流通过所述透明聚合物材料的所述至少 部分环绕部分。所述读取器可包含一或多个天线，及处理系统。所述一或多个天线可经配 置W;发射射频福射W给所述眼睛安装式装置供电，及经由在所述一或多个天线处接收的 反向散射福射接收对所述所测量安培电流的指示。所述处理系统可经配置W基于所述反向 散射福射确定泪膜分析物浓度值。
[000引本发明的一些实施例提供一种方法，其包含在工作电极与参考电极之间施加电 压，通过所述工作电极测量安培电流及无线地指示所述所测量安培电流。在工作电极与参 考电极之间施加的所述电压可足W在所述工作电极处引起电化学反应。所述工作电极及所 述参考电极可嵌入于具有凹表面及凸表面的眼睛安装式装置内。所述凹表面可经配置W可 移除地安装于角膜表面上且所述凸表面可经配置W在如此安装所述凹表面时与眼脸运动 相适应。所述工作电极可具有小于25微米的至少一个尺寸且所述参考电极可具有为所述 工作电极的面积的至少五倍大的面积。所述工作电极及所述参考电极可布置于所述眼睛安 装式装置中，使得所述电化学反应与所述眼睛安装式装置所暴露到的流体中的分析物的浓 度相关。可在于所述电极之间施加所述电压时通过所述工作电极测量所述安培电流。所述 眼睛安装式装置可包含聚合物材料，所述聚合物材料具有至少部分地环绕所述工作电极及 所述参考电极的一部分，使得在所述工作电极与所述参考电极之间输送的电流通过所述至 少部分环绕部分。所述方法可包含经由嵌入于所述眼睛安装式装置内的天线无线地指示所 述所测量安培电流。
[0009] 所属领域的技术人员通过在适当情况下参考所附图式阅读W下实施方式将明了 该些W及其它方面、优点及替代形式。
【附图说明】
[0010] 图1是包含与外部读取器无线通信的眼睛安装式装置的实例性系统的框图。
[0011] 图2A是实例性眼睛安装式装置的仰视图。
[0012] 图2B是图2A中所展示的实例性眼睛安装式装置的形态图。
[0013] 图2C是图2A及2B中所展示的实例性眼睛安装式装置在安装到眼睛的角膜表面 时的侧视横截面图。
[0014] 图2D是经放大W展示实例性眼睛安装式装置在如图2C中所展示安装时环绕其表 面的泪膜层的侧视横截面图。
[0015] 图3是用于W电化学方式测量泪膜分析物浓度的实例性系统的功能框图。
[0016] 图4A是用于操作眼睛安装式装置中的电化学传感器W测量泪膜分析物浓度的实 例性过程的流程图。
[0017] 图4B是用于操作外部读取器W询问眼睛安装式装置中的电化学传感器W测量泪 膜分析物浓度的实例性过程的流程图。
[001引图5A展示其中电化学传感器检测穿过聚合物材料从泪膜扩散的分析物的实例性 配置。
[0019] 图5B展示其中电化学传感器检测泪膜中的经由聚合物材料中的通道接触传感器 的分析物的实例性配置。
[0020] 图5C展示其中电化学传感器检测穿过聚合物材料的经薄化区域从泪膜扩散的分 析物的实例性配置。
[0021] 图5D展示其中电化学传感器检测穿过聚合物材料从泪膜层扩散的分析物的另一 实例性配置。
[0022] 图祀展示其中电化学传感器检测泪膜层经由聚合物材料中的通道