基于光学的葡萄糖传感器的制作方法

本公开总体上涉及用于测量存在于生物系统中的分析物(诸如患者体内的葡萄糖水平)的方法和装置。

背景技术：

1、生理特性传感器可以用于多种专门的应用中。例如，可植入电化学传感器可以用于连续式血糖监测系统系统中以促进糖尿病的治疗，例如随时间推移监测血糖水平以调整包括对患者定期施用胰岛素的治疗方案。通常，用于连续式血糖监测的电化学传感器包括定位在皮下与患者的间质液直接接触的远段。利用基于电化学传感器的系统(包括晶片级系统)进行葡萄糖监测的挑战可能包括提供合适的参比电极、选择合适的传感器化学物质和工作电极寿命。

技术实现思路

1、在一些示例中，本文所述的医疗装置和技术被配置为使用光学传感器来测量生物系统中的一种或多种分析物的浓度。医疗装置可以包括光学传感器和处理电路系统。医疗装置可以是可植入的，诸如能够经皮插入到间质液中或能够在人类患者的体腔内插入。光学传感器可以被配置为检测由荧光团响应于暴露于分析物而发射的荧光，并且产生指示分析物的浓度的信号。处理电路系统可以检索、识别和处理来自光学传感器的信号以确定分析物的浓度。以此方式，医疗装置可以使得能够连续或接近连续监测生物系统中的分析物浓度。与其他传感器(包括例如电化学传感器)相比，所描述的光学传感器可以具有改善的精度、寿命和/或可靠性。

2、在一些示例中，本公开描述了一种医疗装置，该医疗装置包括光学传感器，该光学传感器包括被配置为发射辐射的光源；参考光学信标，该参考光学信标包括第一荧光团，该第一荧光团被配置为吸收由光源发射的辐射的至少一部分并且基于接近参考光学信标的物质的第一浓度发射第一荧光；测试光学信标，该测试光学信标包括试剂底物，该试剂底物被配置为与接近试剂底物的分析物反应以调节物质的浓度；以及第二荧光团，该第二荧光团被配置为吸收由光源发射的辐射的至少一部分并且基于接近第二荧光团的物质的第二浓度发射第二荧光；以及光电检测器，该光电检测器被配置为检测第一荧光和第二荧光；以及处理电路系统，该处理电路系统操作地耦合到光学传感器，其中该处理电路系统被配置为：从光学传感器接收指示第一荧光和第二荧光的一个或多个信号；以及基于一个或多个信号确定第一荧光与第二荧光之间的差异，其中该差异指示分析物的浓度。

3、在一些示例中，本公开描述了一种光学传感器，该光学传感器包括：光源，该光源被配置为发射辐射；参考光学信标，该参考光学信标包括第一荧光团，该第一荧光团被配置为吸收由光源发射的辐射的至少一部分并且基于接近参考光学信标的物质的第一浓度发射第一荧光；以及测试光学信标，该测试光学信标包括试剂底物，该试剂底物被配置为与接近试剂底物的分析物反应以调节物质的浓度；以及第二荧光团，该第二荧光团被配置为吸收由光源发射的辐射的至少一部分并且基于接近第二荧光团的物质的第二浓度发射第二荧光；以及光电检测器，该光电检测器被配置为检测第一荧光和第二荧光，其中分析物的浓度与第一荧光和第二荧光之间的差异相关。

4、在一些示例中，本公开描述了一种方法，该方法包括：由光学传感器的光源发射辐射；通过光学传感器的光电检测器检测由光学传感器的参考光学信标的第一荧光团响应于由光源发射的辐射的吸收而发射的第一荧光，其中第一荧光是基于接近参考光学信标的物质的第一浓度的；通过光电检测器检测由光学传感器的测试光学信标的第二荧光团响应于由光源发射的辐射的吸收而发射的第二荧光，其中第二荧光是基于接近测试光学信标的物质的第二浓度的，其中测试光学信标包括试剂底物，该试剂底物被配置为与接近试剂底物的分析物反应以调节物质的浓度；以及通过操作地耦合到光学传感器的处理电路系统，基于第一荧光和第二荧光确定分析物的浓度。

5、本
技术实现要素：
旨在提供对本公开中所描述的主题的概述。本发明内容并不旨在提供如在以下附图和描述中详细描述的技术的排他性或详尽的解释。在以下附图和描述中阐述了一个或多个示例的进一步的细节。其它特征、目的和优点将从描述和附图和从下文提供的陈述显而易见。

技术特征：

1.一种医疗装置，包括：

2.根据权利要求1所述的医疗装置，其中所述试剂底物包括至少一种酶，所述酶被配置为与所述分析物反应以调节所述物质的浓度。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的医疗装置，其中所述物质包括氧，其中所述分析物包括葡萄糖，并且其中所述试剂底物包括：

4.根据权利要求1至3中任一项所述的医疗装置，其中所述第一荧光与所述第二荧光之间的所述差异包括所述第一荧光的第一强度在持续时间内的第一积分与所述第二荧光的第二强度在所述持续时间内的第二积分之间的差。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的医疗装置，其中所述光学传感器还包含设置在所述参考光学信标和所述测试光学信标之间的不透明材料。

6.根据权利要求5所述的医疗装置，其中所述不透明材料包括氮化钛。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的医疗装置，其中所述光学传感器还包括膜，所述膜被配置为控制所述分析物向所述试剂底物的扩散。

8.根据权利要求7所述的医疗装置，其中所述膜包含光吸收材料。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的医疗装置，其中所述光源包括一个或多个发光二极管，所述一个或多个发光二极管被配置为发射在从约500nm至约680nm范围内的一个或多个波长的辐射。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的医疗装置，其中所述第一荧光团和所述第二荧光团包含相同的材料。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的医疗装置，其中所述第一荧光团和所述第二荧光团包含以下项中的一项或多项：三(4,7-二苯基-1,10-菲咯啉)二氯化钌(ru(dpp))、八乙基卟啉铂(ii)(ptoep)、八乙基卟啉钯(ii)(pdoep)、5,10,15,20-四-(2,3,4,5,6-五氟苯基)卟啉铂(ii)(pttfpp)、5,10,15,20-四-(2,3,4,5,6-五氟苯基)卟啉钯(ii)(pdtfpp)、八乙基卟啉酮铂(ii)(ptoepk)、八乙基卟啉酮钯(ii)(pdoepk)、四苯基四苯并卟啉铂(ii)(pttptbp)、四苯基四苯并卟啉钯(ii)(pttptbp)、四苯基四萘卟啉铂(ii)(ptptpnp)或四苯基四萘卟啉钯(ii)(pdptpnp)。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的医疗装置，还包括操作地耦合到所述处理电路系统的天线，其中所述天线被配置为将表示所述分析物的浓度的数据传输到外部装置。

13.一种光学传感器，所述光学传感器包括：

14.根据权利要求13所述的光学传感器，其中所述试剂底物包括至少一种酶，所述酶被配置为与所述分析物反应以调节所述物质的浓度。

15.根据权利要求13和14中任一项所述的光学传感器，其中所述物质包括氧，其中所述分析物包括葡萄糖，并且其中所述试剂底物包括：

16.根据权利要求13至15中任一项所述的光学传感器，还包括以下各项中的至少一项：

17.根据权利要求13至16中任一项所述的光学传感器，其中所述第一荧光团和所述第二荧光团包含相同的材料。

技术总结
一种示例性医疗装置包括光学传感器、处理电路系统、天线和电源。光学传感器包括光源；参考光学信标，该参考光学信标具有第一荧光团，该第一荧光团发射与接近该信标的物质的第一浓度成比例的第一荧光；测试光学信标，该测试光学信标具有与分析物反应以产生物质的试剂底物和发射与接近该测试信标的物质的第二浓度成比例的第二荧光的第二荧光团；以及光电检测器，该光电检测器用于检测第一荧光和第二荧光。处理电路系统确定第一荧光和第二荧光之间的差异，该差异指示分析物的浓度。天线和电源使得医疗装置能够完全在生物系统内操作，以用于连续的分析物监测。

技术研发人员：D·L·普罗布斯特,M·R·布恩
受保护的技术使用者：美敦力公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15