使用单体制备的多孔聚合物配制物的制作方法
【专利说明】使用单体制备的多孔聚合物配制物
[0001] 对相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年6月28日提交的美国专利申请号13/930,858的优先权，其特 此通过参考全部纳入。
【背景技术】
[0003] 除非在这里另有说明，否则本节中描述的材料对于本申请中的权利要求而言不是 现有技术，并且不通过纳入本节中而被承认为现有技术。
[0004] 生理学参数的连续或半连续监控在现代医学的许多领域中具有应用。据信基于电 化学的传感器特别适合用于体液样品（例如，血液、泪膜、尿液或间质液样品）中的分析物 (例如，葡萄糖）的监控和定量。采用分析物感测组分（例如，酶）连带着电极的基于电化 学的传感器的使用容许通过检测由所述分析物感测组分和所述分析物的反应产生的产物 而对液体样品中的分析物进行定量。
【发明内容】
[0005] 在一个方面，公开分析物传感器。所述分析物传感器包括与电极的表面接触的交 联的、亲水性共聚物、和嵌入所述交联的、亲水性共聚物内的分析物感测组分。所述交联的、 亲水性共聚物具有第一得自甲基丙烯酸酯的单元、第二得自甲基丙烯酸酯的单元和第三得 自甲基丙烯酸酯的单元的得自甲基丙烯酸酯的主链。所述第一和第二得自甲基丙烯酸酯的 单元具有侧链，其可以相同或不同，且不同主链中的第三得自甲基丙烯酸酯的单元通过亲 水性交联体（crosslink)连接。
[0006] 在另一个方面，公开用于形成分析物传感器的方法。所述方法涉及（包括）：形成 包括所述传感器的前体组分的混合物，将所述混合物沉积到电极的表面上，以及使沉积的 混合物固化。所述混合物包括分析物感测组分、具有第一亲水性侧链的第一甲基丙烯酸酯 单体、二甲基丙烯酸酯单体、引发剂、以及具有第二亲水性侧链的第二甲基丙烯酸酯单体。
[0007] 通过阅读以下详细描述，在适当时参照附图，这些以及其它方面、优点和替代方案 对于本领域普通技术人员将变得明晰。
【附图说明】
[0008] 图1是由两个实例葡萄糖传感器在于磷酸盐缓冲盐水（PBS)中的20μΜ至 1，〇〇〇μΜ的葡萄糖浓度下产生的电流的图。观察到电流和葡萄糖浓度之间的线性关系（见 插图）。
【具体实施方式】
[0009] 下面的详细说明参考附图描述公开的系统和方法的多种特征和功能。在附图中， 相似的符号典型地表示相似的组分，除非上下文另有说明。本文所描述的方法和系统实施 方案不意图为限制性的。将容易地理解，公开的方法和系统的一些方面可以各种各样的不 同的配置进行排列和组合，其中的所有都在本文中被考虑。
[0010] 在一个方面，公开分析物传感器。所述分析物传感器包括：与电极的表面接触的交 联的、亲水性共聚物；和
[0011] 分析物感测组分，其嵌入所述交联的、亲水性共聚物内，
[0012] 其中所述交联的、亲水性共聚物包括：
[0013] 主链，其具有
[0014] 第一得自甲基丙烯酸酯的单元，其各自具有第一亲水性侧链；
[0015] 第二得自甲基丙烯酸酯的单元，其各自具有第二亲水性侧链，其中所述第一和第 二侧链相同或不同；
[0016] 第三得自甲基丙烯酸酯的单元；和
[0017] 在不同主链中的第三得自甲基丙烯酸酯的单元之间的亲水性交联体。
[0018] 在一些实施方案中，所述分析物传感器是基于酶的生物传感器。这些装置能够将 依赖于分析物浓度的生物化学反应信号转换为可测量的物理信号，例如光或电信号。所述 生物传感器可以在临床、环境、农业和生物技术应用中用于分析物的检测中。在人体的体液 的临床试验中可以测量的分析物包括，例如，葡萄糖、乳酸、胆固醇、胆红素、蛋白质、脂质和 电解质。生物液体例如血液、泪膜、或肠液中的分析物的检测在许多疾病的诊断和监控中可 为重要的。
[0019] 在一些实施方案中，所述传感器可以是身体能安装的装置例如眼能安装的、牙能 安装的、或皮肤能安装的装置的部件。所述眼能安装的装置可以配置为基于在配戴所述眼 能安装的装置的使用者的泪膜（术语"泪膜"在本文中与"泪"和"泪液"可替换地使用）中 检测的一种或多种分析物监控与健康有关的信息。例如，所述眼能安装的装置可以为包括 配置为检测一种或多种分析物（例如，葡萄糖）的传感器的隐形眼镜的形式。所述眼能安 装的装置也可以配置为监控多种其它类型的与健康有关的信息。
[0020] 在一些实施方案中，所述身体能安装的装置可以包括牙能安装的装置。所述牙能 安装的装置可以采取所述眼能安装的装置的形式，或在形式上与所述眼能安装的装置相 似，并配置为检测配戴所述牙能安装的装置的使用者的液体（例如，唾液）中的至少一种分 析物。
[0021] 在一些实施方案中，所述身体能安装的装置可以包括皮肤能安装的装置。所述皮 肤能安装的装置可以采取所述眼能安装的装置的形式，或在形式上与所述眼能安装的装置 相似，并配置为检测配戴所述皮肤能安装的装置的使用者的液体（例如，汗液、血液等）中 的至少一种分析物。
[0022] 如本文所述的传感器可以包括一个或多个导电电极，电流可以流动通过所述导电 电极。取决于应用，所述电极可以配置用于不同目的。例如，传感器可以包括工作电极、参 比电极、以及对电极。还可能的是双电极系统，其中参比电极起到对电极的作用。所述工作 电极可以通过电路例如恒电位仪连接到所述参比电极。
[0023] 所述电极可以由任意类型的导电材料形成，并且可以通过用于将这样的材料图案 化的任意方法例如沉积或光刻法图案化。所述导电材料可以是例如金、钼、钯、钛、碳、铜、银 /氯化银、由贵重（贵金属）材料形成的导体、金属、或这些材料的任何组合。还可设计其它 材料。
[0024] 所述分析物传感器的交联的、亲水性共聚物包括得自甲基丙烯酸酯的单元的主 链、以及嵌入所述共聚物内的分析物感测组分例如酶。所述主链的第一和第二得自甲基丙 烯酸酯的单元各自分别独立地共价结合到第一和第二亲水性侧链。所述第三得自甲基丙烯 酸的单元各自通过连接体共价结合到不同主链中的另一第三得自甲基丙烯酸酯的单元。所 述第三得自甲基丙烯酸酯的单元通过其连接的交联体或基团在下文中更详细地讨论。可以 使用所述第一和第二得自甲基丙烯酸酯的单元的侧链、以及所述第三得自甲基丙烯酸酯的 单元的交联体的多种构造和组成来如所期望地调整所述交联的、亲水性共聚物的性质，包 括亲水性、通透性（渗透性）、以及将分析物感测组分固定的能力。
[0025] 所述第一和第二得自甲基丙烯酸酯的单元的侧链是亲水性的，并可以是水溶性的 或可溶于可与水混溶的溶剂例如醇中的。所述侧链可以具有一个或多个杂原子，例如，氮、 氧或硫原子。在一些实施方案中，所述侧链具有一个或多个羟基。
[0026] 在一些实施方案中，所述第一和第二得自甲基丙烯酸酯的单元的侧链包括一个或 多个环氧烷烃单元。所述环氧烷烃单元可以为聚合物例如聚（乙二醇）、聚（丙二醇）、聚 (环氧丁烷）或其混合物的形式，和可以是包括两种或三种不同的环氧烷烃单元的组合的 共聚物。在一些实施方案中，所述侧链的聚（环氧烷烃）是包括两种或三种不同的聚（环 氧烷烃）聚合物的嵌段的嵌段共聚物。在某些实施方案中，所述聚（环氧烷烃）是聚（乙 二醇）和聚（丙二醇）的嵌段共聚物。在其它实施方案中，所述第二侧链和所述交联体两 者都包括聚（乙二醇）（PEG)。
[0027] 在一些实施方案中，所述第一得自甲基丙烯酸酯的单元可以具有式（I)的结构：
[0028]
[0029] 其中R为亲水性基团。在某些实施方案中，所述亲水性基团包括一个或多个羟基， 例如醇。
[0030] 在一些实施方案中，所述第一得自甲基丙烯酸酯的单元可以具有式（la)的结构：
[0031]
[0032] 其中X为-〇-、-NR' -或-S-，y为 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10，且#为氢、-(：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' 为 _C「C12 烷基。
[0033] 在某些实施方案中，所述第一得自甲基丙烯酸酯的单元具有以下结构：
[0034]
[0035] 在某些实施方案中，所述第二得自甲基丙烯酸酯的单元可以具有式（II)的结构：
[0036]
[0037] 其中Y为-〇-、-NR' -或-S-，x为 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10，且妒为氢、-(：1-(：12 烷基、-SiR' 3、-C(0)-C「C12烷基、-C「C12烷基-C(0)0R'，其中R' 为氢或-C「C12烷基。
[0038] 在某些实施方案中，z为约2至约250的平均值。
[0039] 在一些实施方案中，所述第二得自甲基丙烯酸酯的单元可以具有式（Ila)的结 构：
[0040]
[0041] 其中Y和R2如上所述且X使得聚（乙二醇）具有约100至约10, 000的数均分子 量（Mn)。在某些实施方案中，选择X使得聚（乙二醇）的Mn落在表1中的范围内。
[0042] 表1.第二得自甲基丙烯酸酯的单元中的聚（乙二醇）的1范围（数值为近似 值）。
[0043]
[004