(57)【要約】  本発明は、共重合体でコーティングされたバイオセンサーおよびそれらの使用に関する。バイオセンサーを調製する方法も提供される。  【選択図】  図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオセンサーであって、
基板と、
前記基板の頂部にある作用電極と、
前記検出層が、金属ナノ粒子、ポリドーパミン、およびペプチドプローブを含む前記作用電極の上の検出層と、
前記検出層の頂部の生体適合性膜を含み、前記生体適合性膜が、トリブロックポリマーＡ−ｂ−Ｂ−ｂ−Ｃを含み、ここで、
Ａは、親水性のソフトセグメント、
Ｂは、疎水性ハードセグメント、
Ｃは、可撓性ポリマーセグメント、
ｂは鎖延長剤であるバイオセンサー。
【請求項２】
前記作用電極が、炭素、グラフェン、金、または白金を含む、請求項１に記載のバイオセンサー。
【請求項３】
前記金属ナノ粒子が、白金ナノ粒子、金ナノ粒子、またはイリジウムナノ粒子である、請求項１または２に記載のバイオセンサー。
【請求項４】
前記金属ナノ粒子が、約１〜約１００ｎｍの粒径を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のバイオセンサー。
【請求項５】
前記ペプチドプローブが、酵素、抗体、またはペプチドを含むポリマーを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のバイオセンサー。
【請求項６】
前記ペプチドプローブが、オキシドレダクターゼを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のバイオセンサー。
【請求項７】
前記ペプチドプローブが、グルコースオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、またはホースラディッシュペルオキシダーゼを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のバイオセンサー。
【請求項８】
前記金属ナノ粒子が、ポリドーパミンおよびペプチドプローブでコーティングされている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のバイオセンサー。
【請求項９】
前記金属ナノ粒子が、ポリドーパミンおよび前記ペプチドプローブと混合される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のバイオセンサー。
【請求項１０】
前記親水性ソフトセグメントが、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、およびポリエーテルアミン（ＰＥＡ）からなる群より選ばれるポリマーを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のバイオセンサー。
【請求項１１】
前記疎水性ハードセグメントが、ポリカーボネート（ＰＣ）およびポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）からなる群より選ばれるポリマーを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のバイオセンサー。
【請求項１２】
前記可撓性ポリマーセグメントが、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）およびポリ（メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル）（ＰＨＥＭＡ）からなる群より選ばれるポリマーを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のバイオセンサー。
【請求項１３】
前記生体適合性膜の鎖延長剤が、イソシアネートを含む化合物から誘導される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のバイオセンサー。
【請求項１４】
前記各鎖延長剤が、独立して、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、またはビス（４−イソシアナトシクロヘキシル）メタンから誘導される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のバイオセンサー。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載のバイオセンサーであって、
Ａの数平均分子量は、約２００〜約１００００であり、
Ｂの数平均分子量は、約１０００〜約２００００であり、および
Ｃの数平均分子量が、約１０００〜約２００００であるバイオセンサー。
【請求項１６】
請求項１〜１５に記載のバイオセンサーがあって、前記生体適合性膜が
約１〜約１０重量部のＡと、
約１〜約５重量部のＢと、
約１〜約５重量部のＣと、および
約１〜約３重量部のｂを含むバイオセンサー。
【請求項１７】
前記Ａ−ｂ、Ｂ−ｂ、およびＣ−ｂの各々の結合が、独立して、尿素結合またはカルバメート結合である、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のバイオセンサー。
【請求項１８】
前記バイオセンサーが、検出層と生体適合性膜の間の接着層をさらに含み、前記接着層が、少なくとも２つのアミン部分を含む第１モノマーユニットと少なくとも２種のホルミル部分を含む第２モノマーユニットの架橋を含むポリマーを含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のバイオセンサー。
【請求項１９】
前記第１モノマーユニットが１，６−ジアミノヘキサンであり、前記第２モノマーユニットがグルタルアルデヒドである、請求項１８に記載のバイオセンサー。
【請求項２０】
前記作用電極と実質的に同じであるブランク電極、対向電極、および基準電極をさらに含み、前記ブランク電極が、生体適合性膜によって直接覆われる、請求項１〜１７に記載のバイオセンサー。
【請求項２１】
前記作用電極と実質的に同一のブランク電極、対電極、および基準電極をさらに含み、前記ブランク電極が、前記接着層によって覆われ、前記接着層が、前記生体適合性膜によって覆われている、請求項１８または１９に記載のバイオセンサー。
【請求項２２】
前記作用電極と前記ブランク電極との最小距離が、約５ｍｍ以下である、請求項２０または２１に記載のバイオセンサー。
【請求項２３】
バイオセンサーを調製する方法であって、
（１）前記基板上に作用電極を形成する工程と、
（２）前記検出層が、金属ナノ粒子、ポリドーパミン、およびペプチドプローブを含み、前記作用電極の上に検出層を形成する工程と、
（３）前記検出層の上にトリブロックポリマーＡ−ｂ−Ｂ−ｂ−Ｃを形成する工程を含み、ここで、
Ａは、親水性のソフトセグメント、
Ｂは、疎水性ハードセグメント、
Ｃは、可撓性ポリマーセグメント、
ｂは鎖延長剤であるバイオセンサー。
【請求項２４】
前記作用電極が、炭素、グラフェン、金、または白金を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記工程（１）が、エッチングまたはスクリーン印刷法によって基板の頂部に作用電極を形成することを含む、請求項２３または２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記金属ナノ粒子が、白金ナノ粒子、金ナノ粒子、またはイリジウムナノ粒子であり、請求項２３〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記金属ナノ粒子が、約１〜約１００ｎｍの粒径を有し、請求項２３〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記ペプチドプローブが、酵素、抗体、またはペプチドを含むポリマーを含む、請求項２３〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記ペプチドプローブが、オキシドレダクターゼを含む、請求項２３〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記ペプチドプローブが、グルコースオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、またはホースラディッシュペルオキシダーゼを含む、請求項２３〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記親水性ソフトセグメントが、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、およびポリエーテルアミン（ＰＥＡ）からなる群より選ばれるポリマーを含む、請求項２３〜３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
前記疎水性ハードセグメントが、ポリカーボネート（ＰＣ）およびポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）からなる群より選ばれるポリマーを含む、請求項２３〜３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記可撓性ポリマーセグメントが、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）およびポリ（メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル）（ＰＨＥＭＡ）からなる群より選ばれるポリマーを含む、請求項２３〜３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記生体適合性膜の前記鎖延長剤が、イソシアネートを含む化合物から誘導される、請求項２３〜３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記各鎖延長剤が、独立して、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、またはビス（４−イソシアナトシクロヘキシル）メタンから誘導される、請求項２３〜３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
請求項２３〜３５のいずれか一項に記載の方法であって、
Ａの数平均分子量は、約２００〜約１００００であり、
Ｂの数平均分子量は、約１０００〜約２００００であり、および
Ｃの数平均分子量が、約１０００〜約２００００である方法。
【請求項３７】
請求項２３〜３６のいずれか一項に記載の方法があって、前記生体適合性膜が
約１〜約１０重量部のＡと、
約１〜約５重量部のＢと、
約１〜約５重量部のＣと、および
約１〜約３重量部のｂを含む方法。
【請求項３８】
前記Ａ−ｂ、Ｂ−ｂ、およびＣ−ｂの各々の結合が、独立して、尿素結合またはカルバメート結合である、請求項２３〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
請求項２３  −  ３８の方法であって、工程（２）が
（ａ）前記ペプチドプローブ、ドーパミンまたはその誘導体、およびメタレートを水中で混合し、それにより、ポリドーパミンおよびペプチドプローブを含むコーティングを有する金属ナノ粒子を含む溶液を形成する工程、メタレートが酸化剤であり、および
（ｂ）前記電気化学酸化反応によって、金属ナノ粒子を、作用電極の頂部上のポリドーパミンおよびペプチドプローブを含むコーティングで堆積する工程を含む方法。
【請求項４０】
請求項３９に記載の方法であって、
（ｉ）前記溶液中のペプチドプローブの濃度が、約０．１〜約１０ｍｇ／ｍＬであり、
（ｉｉ）前記溶液中のドーパミンまたはその誘導体の濃度が、約１ｇ／Ｌ〜約１０ｇ／Ｌであり、
（ｉｉｉ）前記メタレートが、塩化白金酸、塩化金酸、またはクロロイジン酸を含み、前記メタレートの濃度が、約０．１ｍｇ／Ｌ〜約１ｍｇ／Ｌであり、
（ｉｖ）前記溶液のｐＨが、約７〜約９であり、
（ｖ）前記溶液中の溶存酸素濃度飽和度が、約１％未満であり、
（ｖｉ）前記温度が約２０℃〜約４０℃であり、および／または
（ｖｉｉ）前記銀／塩化銀基準溶液電極に対して作用電極に印加される電位が、約０〜約０．８Ｖである方法。
【請求項４１】
請求項２３〜３８のいずれか一項に記載の方法であって、工程（２）が
（ａ）前記金属ナノ粒子、ペプチドプローブ、およびドーパミンまたはその誘導体を水中で混合する工程と、
（ｂ）前記作用電極を工程（ａ）で形成された溶液と接触させる工程、および
（ｃ）前記電気化学酸化反応によって作用電極の上に検出層を形成する工程を含む方法。
【請求項４２】
請求項４１に記載の方法であって、
（ｉ）前記金属ナノ粒子が、約１〜約１００ｎｍの粒径を有し、
（ｉｉ）前記金属ナノ粒子の濃度が、約１０００ｐｐｍ〜約５０００ｐｐｍであり、
（ｉｉｉ）前記溶液中のペプチドプローブの濃度が、０．１〜約１０ｍｇ／ｍＬであり、
（ｉｖ）前記溶液中のドーパミンまたはその誘導体の濃度が、約１ｇ／Ｌ〜約１０ｇ／Ｌであり、
（ｖ）前記溶液のｐＨが、約７〜約９であり、
（ｖｉ）前記溶液中の溶存酸素濃度飽和度が約１％未満であり、
（ｖｉｉ）前記温度が、約２０℃〜約４０℃であり、および／または
（ｖｉｉｉ）前記銀／塩化銀基準溶液電極に対して作用電極に印加される電位が、約−０．５Ｖ〜約０．８Ｖである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記工程（２）において、ドーパミンが使用される、請求項２３〜４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４４】
前記ドーパミンの誘導体は、工程（２）に使用され、該ドーパミンの誘導体は、ドーパミンを酸化させるか、またはドーパミンを還元することによって形成される、請求項２３〜４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４５】
前記ドーパミンの誘導体が、レボドパまたはジヒドロキシインドールである、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
請求項２３〜４５のいずれか一項に記載の方法であって、工程（３）が
（ａ）前記約３０〜約４５℃の温度で、有機溶媒中でＡ、Ｂ、およびＣを混合する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）で形成された溶液に触媒を添加し、イソシアネートを含む化合物を滴下添加し、溶液の温度を約５５〜約７０℃に上昇させ、溶液を約１２〜約２０時間で反応させる工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）で形成された溶液に脱イオン水を添加し、得られた混合物を約１２時間〜約１８時間反応させる工程を含む方法。
【請求項４７】
．  請求項４６に記載の方法であって、
（ｉ）前記有機溶媒がテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、シクロヘキサノン、イソブタノールまたはこれらの混合物であり、および
（ｉｉ）前記有機溶媒の体積とＡ、ＢおよびＣの総質量の比が、約２〜約１０ｍＬ：  １ｇである方法。
【請求項４８】
前記触媒が、トリエチレンジアミンまたはジブチル錫ビス（２−エチルヘキサノアート）を含む、請求項４６または４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記工程（ｃ）で添加される脱イオン水の体積の、Ａ、Ｂ、およびＣの総質量に対する比が、約１〜約１０ｍＬ：  １ｇである、請求項４６〜４８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５０】
前記工程（３）は、検出層の上に接着層を形成することと、接着層の上にトリブロックポリマーを形成することとを含み、該接着層は、少なくとも２つのアミン部分を含む第１モノマーユニットと少なくとも２つのホルミル部分を含む第２モノマーユニットの架橋を含むポリマーを含む、請求項２３〜４９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５１】
前記第１モノマーユニットは、１，６−ジアミノヘキサンであり、前記第２モノマーユニットは、グルタルアルデヒドである、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
請求項５０または５１に記載の方法であって
（ｉ）前記第１モノマーユニットをエタノール中で前記基板に適用する工程と、
（２）前記第２モノマーユニットを、約４０〜約５５℃の温度での気相中で前記基板に適用する工程を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共重合体でコーティングされたバイオセンサーおよびそれらの使用に関する。バイオセンサーを調製する方法も提供される。
【背景技術】
【０００２】
生体認証システムおよび電気化学的漏出を利用する電気化学的バイオセンサーは、迅速かつリアルタイムの分析の可能性を提供し、これは、ポイントオブケア産業の迅速な測定に特に適している。バイオセンサーの外膜は、センサと被分析媒体との間の境界面を表すので、非常に重要である。この界面膜の目的は、被分析媒体中に存在し得る潜在的な妨害種を排除しながら、被分析物質の検出層への拡散を可能にすることである。したがって、向上した界面膜を有するバイオセンサーの必要性が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的はバイオセンサーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様では、本発明は、バイオセンサーを提供し、該バイオセンサーは基材、前記基材の一方の上の作用電極、前記作用電極の一方の上の検出層、該検出層は金属ナノ粒子、ポリドーパミン、およびペプチドプローブを含み、前記検出層の一方の上の生体適合性膜、該生体適合性膜が、リブロックポリマーＡ−ｂ−Ｂ−ｂ−Ｃを含み、式中、Ａは親水性ソフトセグメント、Ｂが、疎水性ハードセグメントであり、Ｃが、可撓性ポリマーセグメント、ｂが、鎖延長剤である。
いくつかの実施形態では、上記態様の記載の作用電極は、炭素、グラフェン、金、または白金を含む。
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載の金属ナノ粒子は、白金ナノ粒子、金ナノ粒子、またはイリジウムナノ粒子である。
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載の金属ナノ粒子は、約１〜約１００ｎｍの粒径を有する。
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載のペプチドプローブは、酵素、抗体、またはペプチドを含むポリマーを含む。
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載のペプチドプローブは、オキシドレダクターゼを含む。
【０００５】
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載のペプチドプローブは、グルコースオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、またはホースラディッシュペルオキシダーゼを含む。
【０００６】
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載の金属ナノ粒子は、ポリドーパミンおよびペプチドプローブでコーティングされる。いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載の金属ナノ粒子は、ポリドーパミンおよびペプチドプローブと混合する。
【０００７】
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載の親水性ソフトセグメントは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、およびポリエーテルアミン（ＰＥＡ）からなる群より選ばれるポリマーを含む。
【０００８】
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載の疎水性ハードセグメントは、ポリカーボネート（ＰＣ）およびポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）からなる群より選ばれるポリマーを含む。
【０００９】
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載の可撓性ポリマーセグメントは、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）およびポリ（メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル）（ＰＨＥＭＡ）からなる群より選ばれるポリマーを含む。
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載の生体適合性膜の鎖延長剤は、イソシアネートを含む化合物から誘導される。
【００１０】
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載の各鎖延長剤は、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアナート（ＨＤＩ）、またはビス（４−イソシアナトシクロヘキシル）メタンに独立して由来する。
【００１１】
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載のＡの数平均分子量は、約２００〜約１００００であり、Ｂの数平均分子量は、約１０００〜約２００００であり、Ｃの数平均分子量は、約１０００〜約２００００である。
【００１２】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、生体適合性膜は、約１〜約１０重量部のＡ、約１〜約５重量部のＢ、約１〜約５重量部のＣ、および約１〜約３重量部のｂを含む。
【００１３】
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載の、Ａ−ｂ、Ｂ−ｂ、およびＣ−ｂそれ自体の結合は、独立して、尿素結合もしくはカルバメート結合である。
【００１４】
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載のバイオセンサーは、検出層と生体適合性膜とのあいだでの接着層をさらに含み、該接着層は、少なくとも２つの  ホルミル成分を含む第２モノマーユニットで架橋された少なくとも２つのアミン部分を含む第１モノマーユニットを含むポリマーを含む。
【００１５】
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載の第１モノマーユニットは、１，６−ジアミノヘキサンであり、第２モノマーユニット、グルタルアルデヒドである。
【００１６】
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載のバイオセンサーは、作用電極と実質的に同じであるブランク電極、対向電極、および基準電極をさらに含み、該ブランク電極は、生体適合性膜によって直接覆われる。いくつかの実施形態では、ブランク電極は、生体適合性膜によって覆われている接着層によって直接覆われている。
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載の作用電極とブランク電極との最小距離は、約５ｍｍ以下である。
【００１７】
他の態様において、本発明は、上記態様の何れかに記載のバイオセンサーを調製する方法を提供する。該方法は（１）基板上に作用電極を形成する工程（２）前記作用電極の一方の上に検出層を形成する工程、該検出層は、金属ナノ粒子、ポリドーパミン、ペプチドプローブを含み、（３）前記検出層の上一方の上にリブロックポリマーＡ−ｂ−Ｂ−ｂ−Ｃを形成する工程を含み、式中、Ａは親水性ソフトセグメント、Ｂが、疎水性ハードセグメントであり、Ｃが、可撓性ポリマーセグメント、ｂが、鎖延長剤である。
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、作用電極は、炭素、グラフェン、金、または白金を含む。
【００１８】
上記態様の何れかに記載のバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（１）は、エッチングまたはスクリーン印刷法によって基板の一方の上に作用電極を形成することを含む。
【００１９】
上記態様の何れかに記載のバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、金属ナノ粒子は、白金ナノ粒子、金ナノ粒子、またはイリジウムナノ粒子である。
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、金属ナノ粒子は、約１〜約１００ｎｍの粒径を有する。
【００２０】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、ペプチドプローブは、酵素、抗体、またはペプチドを含むポリマーを含む。
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、ペプチドプローブは、オキシドレダクターゼを含む。
【００２１】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、ペプチドプローブは、グルコースオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、またはホースラディッシュペルオキシダーゼを含む。
【００２２】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、親水性ソフトセグメントは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、およびポリエーテルアミン（ＰＥＡ）からなる群より選ばれるポリマーを含む。
【００２３】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、疎水性ハードセグメントは、ポリカーボネート（ＰＣ）およびポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）からなる群より選ばれるポリマーを含む。
【００２４】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、可撓性ポリマーセグメントは、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）およびポリ（メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル）（ＰＨＥＭＡ）からなる群より選ばれるポリマーを含む。
【００２５】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、生体適合性膜における鎖延長剤は、イソシアネートを含む化合物から誘導される。
【００２６】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、各鎖延長剤は、独立して、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、またはビス（４−イソシアナトシクロヘキシル）メタンから誘導される。
【００２７】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、Ａの数平均分子量は、約２００〜約１００００、Ｂの数平均分子量は、約１０００〜約２００００、Ｃの数平均分子量は、約１０００〜約２００００である。
【００２８】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、生体適合性膜は、約１〜約１０重量部のＡ、約１〜約５重量部のＢ、約１〜約５重量部のＣ、および約１〜約３重量部のｂを含む。
【００２９】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、Ａ−ｂ、Ｂ−ｂ、およびＣ−ｂの各々の結合は、独立して、尿素結合またはカルバメート結合である。
【００３０】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（２）は、（ａ）ペプチドプローブ、ドーパミンまたはその誘導体、およびメタレートを水中で混合し、それにより、ポリドーパミンおよびペプチドプローブを含むコーティングを有する金属ナノ粒子を含む溶液を形成する工程、メタレートが酸化剤であり、かつ（ｂ）電気化学酸化反応によって、金属ナノ粒子を、作用電極の一方の上のポリドーパミンおよびペプチドプローブを含むコーティングで堆積する工程を含む。
【００３１】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態において、  （ｉ）  溶液中のペプチドプローブの濃度は、約０．１〜約１０ｍｇ／ｍＬ、（ｉｉ）溶液中のドーパミンまたはその誘導体の濃度は、約１〜約１０ｇ／Ｌ、（ｉｉｉ）メタレートは、塩化白金酸、塩化金酸、またはヘキサクロロイリジウム酸を含み、該メタレートの濃度は、約０．１〜約１ｍｇ／Ｌであり、（ｉｖ）溶液のｐＨは、約７〜約９であり、（ｖ）  溶液中の溶存酸素濃度飽和度が約１％未満、（ｖｉ）温度は約２０°Ｃ〜約４０°Ｃで、および／または、（ｖｉｉ）  銀／塩化銀基準溶液電極に対して作用電極に印加される電位は、約０〜約０．８Ｖである。
【００３２】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（２）は、（ａ）ペプチドプローブ、ドーパミンまたはその誘導体、およびメタレートを水中で混合し、それにより、ポリドーパミンおよびペプチドプローブを含むコーティングを有する金属ナノ粒子を含む溶液を形成する工程、メタレートが酸化剤であり、かつ（ｂ）電気化学酸化反応によって、金属ナノ粒子を、作用電極の一方の上のポリドーパミンおよびペプチドプローブを含むコーティングで堆積する工程を含む。
【００３３】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、（ｉ）  金属ナノ粒子が、約１〜約１００ｎｍの粒径を有し、（ｉｉ）金属ナノ粒子の濃度が、約１０００ｐｐｍ〜約５０００ｐｐｍ、（ｉｉｉ）溶液中のペプチドプローブの濃度が、０．１〜約１０ｍｇ／ｍＬ、（ｉｖ）溶液中のドーパミンまたはその誘導体の濃度が約１〜約１０ｇ／Ｌ、（ｖ）溶液のｐＨが約７〜約９まで、（ｖｉ）溶液中の溶存酸素濃度飽和度が約１％未満、（ｖｉｉ）温度は約２０℃〜約４０℃、および／または（ｖｉｉｉ）銀／塩化銀基準溶液電極に対して作用電極に印加される電位は、約−０．５〜約０．８Ｖである。
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（２）においてドーパミンが使用される。
【００３４】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、ドーパミンの誘導体は、工程（２）に使用され、該ドーパミンの誘導体は、ドーパミンを酸化させるか、またはドーパミンを還元することによって形成される。
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、ドーパミンの誘導体は、レボドパまたはジヒドロキシインドールである。
【００３５】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（３）は、（ａ）約３０〜約４５℃の温度の有機溶媒中でＡ、Ｂ、およびＣを混合する工程、（ｂ）工程（ａ）で形成された溶液に触媒を添加し、イソシアネートを含む化合物を滴下で添加する工程、溶液の温度を約５５〜７０℃に上昇させ、およびその温度で溶液を約１２〜約２０時間反応させる工程、および（ｃ）工程（ｂ）で形成された溶液に脱イオン水を添加し、得られる混合物を約１２〜約１８時間反応させる工程を含む。
【００３６】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態において、（ｉ）有機溶媒はテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、シクロヘキサノン、イソブタノールまたはその混合物であり、（ｉｉ）Ａ、Ｂ、およびＣの総質量に対する有機溶媒の比率は、約２〜約１０ｍＬ：１ｇである。１ｇ．
【００３７】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、触媒は、トリエチレンジアミンまたはジブチルスズビス（２  −  エチルヘキサノアート）を含む。
【００３８】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（ｃ）で添加される脱イオン水の体積の、Ａ、Ｂ、およびＣの総質量に対する比は、約１〜約１０ｍＬ：１ｇである。１ｇ．
【００３９】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（３）は、検出層の上に接着層を形成することと、接着層の上にトリブロックポリマーを形成することとを含み、該接着層は、少なくとも２つのアミン部分を含む第１モノマーユニットと少なくとも２つのホルミル部分を含む第２モノマーユニットの架橋を含むポリマーを含む。
【００４０】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、第１モノマーユニットは、１，６−ジアミノヘキサンであり、第２モノマーユニットは、グルタルアルデヒドである。
【００４１】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、第１モノマーユニットおよび第２モノマーユニットを架橋する方法は、（ｉ）第１モノマーユニットを、エタノール中の検出層に適用すること、および（２）第２モノマーユニットを、約４０〜約５５℃の温度で、気相で検出層に適用することを含む。
【００４２】
他の態様においては、本明細書に記載のバイオセンサーを使用する方法が提供される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のバイオセンサーは、試料の流れ中の被分析物質を評価するためのシステムでの使用に適している。いくつかの実施形態では、前記システムは、標的被分析物質の試料流体を評価するための方法を提供することがある。評価は、分析物の存在を検出し、分析物の濃度を決定することからの範囲であってもよい。分析物および試料流体は、試験システムが適切である任意のものであってよい。いくつかの実施形態では、被分析物質は、グルコースであり、試料流体は、血液または間質液である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】作用電極の頂部に検出層を形成する例示的な方法を示す。
【図２】作用電極の頂部に検出層を形成するもう一つの例示的な方法を示す。
【図３】異なるバイオセンサーの異なるグルコース濃度での経時的な電流出力を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
定義
【００４５】
別段の定義のない限り、本明細書で用いる技術用語および科学的用語はすべて、本発明が関係する当業者によって通常理解される意味を有するものとする。本明細書において言及した特許、特許出願公開、特許出願、および非特許刊行物はすべて、引用によりその全体が本明細書に組み込まれる。この項で述べる定義が、参照により本明細書に組み込まれた出願、公開出願、及び他の公開文書に述べられる定義に反する、又はそうでなければ、整合が取れない場合は、この項で述べる定義が、参照により本明細書に組み込まれた定義より優先する。
【００４６】
本明細書で用いる場合、また特に指定のない限り、「約」及び「およそ」という用語は、組成物または剤形の成分の投与量、量または重量パーセントに関して使用される場合、明記された投与量、量または重量パーセントから得られるものと同等の薬理作用を与えることが当業者によって認識される投与量、量または重量パーセントを意味する。具体的には、用語「約」および「およそ」は、この文脈で使用される場合、明記された投与量の１５％以内、１０％以内、５％以内、４％以内、３％以内、２％以内、１％以内、または０．５％以内の投与量、量、または重量パーセントが企図される。
本明細書で用いる場合、「ａ」又は「ａｎ」は、「少なくとも一つ」又は「１以上」を意味する。
【００４７】
本明細書で用いる場合、「含んで（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、および「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、排他的でない非限定的な意味で用いられる。
限定のためでなく、本開示の明確性のために、本発明の詳細な説明は、以下のサブセクションに分ける。
バイオセンサー
【００４８】
一態様では、本発明は、バイオセンサーを提供し、該バイオセンサーは基材、前記基材の頂部の作用電極、前記作用電極の頂部の検出層、該検出層は金属ナノ粒子、ポリドーパミン、およびペプチドプローブを含み、前記検出層の頂部の生体適合性膜、該生体適合性膜が、リブロックポリマーＡ−ｂ−Ｂ−ｂ−Ｃを含み、式中Ａは親水性ソフトセグメント、Ｂが、疎水性ハードセグメントであり、Ｃが、可撓性ポリマーセグメント、ｂが、鎖延長剤である。
ｉ．  基板
【００４９】
これらの基体材料の例としては、ガラスおよびシリコンウエハーなどの無機材料、ならびにポリイミドおよびポリジメチルシロキサンなどの有機材料などが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、基体はガラスを含む。いくつかの実施形態では、基板はシリコンウェハを含む。いくつかの実施形態では、基板はポリイミドを含む。いくつかの実施形態では、基材はポリジメチルシロキサンを含む。
ｉｉ．作用電極
【００５０】
いくつかの実施形態では、作用電極は、任意の適した導電性材料を使用することにより調製し得る。いくつかの実施形態では、作用電極は、炭素、グラフェン、金、または白金を含む。いくつかの実施形態では、作用電極は、炭素を含む。いくつかの実施形態では、作用電極はグラフェンを含む。いくつかの実施形態では、作用電極は金を含む。いくつかの実施形態では、作用電極は白金を含む。
ｉｉｉ．検出層
【００５１】
いくつかの実施形態において、検出層は、金属ナノ粒子、ポリドーパミン、およびペプチドプローブを含む。いくつかの実施形態では、「ナノ粒子」という用語は、ナノメートルで測定されるサイズを有するナノスケールの粒子を指す。いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子は、白金ナノ粒子、金ナノ粒子、またはイリジウムナノ粒子である。いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子は、白金ナノ粒子である。いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子は、金ナノ粒子である。いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子は、イリジウムナノ粒子である。
【００５２】
いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子の粒径は約１〜約９００、約１〜約８００、約１〜約７００、約１〜約６００、約１〜約５００、約１〜約４００、約１〜約３００、約１〜約２００、約１〜約１００、約１〜約５０、約５０〜約９００、約５０〜約８００、約５０〜約７００、約５０〜約６００、約５０〜約５００、約５０〜約４００、約５０〜約３００、約５０〜約２００、約５０〜約１００、約１００〜約９００、約２００〜約８００、約２００〜約７００、約２００〜約６００、約２００〜約５００、約２００〜約４００、約２００〜約３００、３００〜約９００、約３００〜約８００、約３００〜約７００、約３００〜約６００、約３００〜約５００、約３００〜約４００、４００〜約９００、約４００〜約８００、約４００〜約７００、約４００〜約６００、約４００〜約５００、約５００〜約９００、約５００〜約８００、約５００〜約７００、約５００〜約６００、約６００〜約９００、約６００〜約８００、約６００〜約７００、約７００〜約９００、約７００〜約８００、約８００〜約９００、約１〜約９０、約１〜約８０、約１〜約７０、約１〜約６０、約１〜約５０、約１〜約４０、約１〜約３０、約１〜約２０、または約１〜約１０  ｎｍである。いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子の粒径は、約９００、約８００、約７００、約６００、約５００、約４００、約３００、約２００、約１００、約９０、約８０、約７０、約６０、約５０、約４０、約３０、約２０、または約１０ｎｍ未満である。いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子の粒径は、少なくとも約９００、約８００、約７００、約６００、約５００、約４００、約３００、約２００、約１００、約９０、約８０、約７０、約６０、約５０、約４０、約３０、約２０、約１０、または約１ｎｍである。いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子の粒径は約９００、約８００、約７００、約６００、約５００、約４００、約３００、約２００、約１００、約９０、約８０、約７０、約６０、約５０、約４０、約３０、約２０、約１０、または約１ｎｍである。いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子の粒径は約１〜約１００ｎｍである。
【００５３】
いくつかの実施形態では、ペプチドプローブは、酵素、抗体、またはペプチドを含むポリマーを含む。いくつかの実施形態では、ペプチドプローブは、酵素を含む。いくつかの実施形態では、ペプチドプローブは、オキシドレダクターゼを含む。いくつかの実施形態において、ペプチドプローブは、グルコースオキシダーゼ、グルタミン酸オキシダーゼ、アルコールオキシダーゼ、乳酸オキシダーゼ、アスコルビン酸オキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ、またはコリンオキシダーゼなどのオキシダーゼを含む。いくつかの実施形態では、ペプチドプローブは、アルコールデヒドロゲナーゼ、グルタミン酸デヒドロゲナーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、または乳酸デヒドロゲナーゼなどのデヒドロゲナーゼを含む。いくつかの実施形態では、ペプチドプローブは、ホースラディッシュペルオキシダーゼなどのペルオキシダーゼを含む。いくつかの実施形態では、ペプチドプローブは、グルコースオキシダーゼ、グルタミン酸オキシダーゼ、アルコールオキシダーゼ、乳酸オキシダーゼ、アスコルビン酸オキシダーゼ、コレステロールオキシダーゼ、コリンオキシダーゼ、アルコールデヒドロゲナーゼ、グルタミン酸デヒドロゲナーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、またはホースラディッシュペルオキシダーゼを含む。いくつかの実施形態では、ペプチドプローブは、グルコースオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ、またはホースラディッシュペルオキシダーゼを含む。いくつかの実施形態では、ペプチドプローブは、Ｂ型肝炎抗体などの抗体を含む。いくつかの実施形態では、ペプチドプローブは、ペプチドを含むポリマーを含む。
【００５４】
いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子は、ポリドーパミンおよびペプチドプローブでコーティングされる。いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子は、ポリドーパミンおよびペプチドプローブと混合される。
ｉｖ．生体適合性膜
【００５５】
いくつかの実施形態では、生体適合性膜は、トリブロックポリマーＡ−ｂ−Ｂ−ｂ−Ｃを含み、式中、Ａは親水性ソフトセグメントである。いくつかの実施形態では、親水性ソフトセグメントは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、およびポリエーテルアミン（ＰＥＡ）からなる群より選ばれるポリマーを含む。いくつかの実施形態では、親水性ソフトセグメントは、ＰＥＧを含む。いくつかの実施形態では、親水性ソフトセグメントは、ＰＰＧを含む。いくつかの実施形態では、親水性ソフトセグメントはＰＥＡを含む。いくつかの実施形態では、親水性ソフトセグメントは、ＰＥＧ、ＰＰＧ、およびＰＥＡからなる群より選ばれる少なくとも２種のポリマーを含む。いくつかの実施形態では、親水性ソフトセグメントは、ＰＥＧ、ＰＰＧ、およびＰＥＡを含む。
【００５６】
いくつかの実施形態では、生体適合性膜は、トリブロックポリマーＡ−ｂ−Ｂ−ｂ−Ｃを含み、式中、Ｂは疎水性ハードセグメントである。いくつかの実施形態では、疎水性ハードセグメントは、ポリカーボネート（ＰＣ）およびポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）からなる群より選ばれるポリマーを含む。いくつかの実施形態では、疎水性ハードセグメントは、ＰＣを含む。いくつかの実施形態では、疎水性ハードセグメントは、ＰＭＭＡを含む。いくつかの実施形態では、疎水性ハードセグメントは、ＰＣおよびＰＭＭＡを含む。
【００５７】
いくつかの実施形態では、生体適合性膜は、トリブロックポリマーＡ−ｂ−Ｂ−ｂ−Ｃを含み、式中、Ｃは可撓性ポリマーセグメントである。いくつかの実施形態では、可撓性ポリマーセグメントは、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）およびポリ（メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル）（ＰＨＥＭＡ）からなる群より選ばれるポリマーを含む。いくつかの実施形態では、可撓性ポリマーセグメントは、ＰＤＭＳを含む。いくつかの実施形態では、可撓性ポリマーセグメントは、ＰＨＥＭＡを含む。いくつかの実施形態では、可撓性ポリマーセグメントは、ＰＤＭＳおよびＰＨＥＭＡを含む。
【００５８】
いくつかの実施形態では、生体適合性膜は、トリブロックポリマーＡ−ｂ−Ｂ−ｂ−Ｃを含み、式中、ｂは鎖延長剤である。いくつかの実施形態では、生体適合性膜の鎖延長剤は、イソシアネート（すなわち、−ＮＣＯ基）を含む化合物から誘導される。いくつかの実施形態では、式中各鎖延長剤が、独立して、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、またはビス（４−イソシアナトシクロヘキシル）メタンから誘導される。いくつかの実施形態では、鎖延長剤はＭＤＩである。いくつかの実施形態では、鎖延長剤は、ＨＤＩである。いくつかの実施形態では、鎖延長剤は、ビス（４−イソシアナトシクロヘキシル）メタンである。
【００５９】
いくつかの実施形態では、Ａ、Ｂ、およびＣの各々の分子量は、ｎ個のポリマー分子の分子量を測定し、重量を合計し、合計質量をｎで除算することにより決定される（すなわち、数平均分子量）。いくつかの実施形態では、Ａの数平均分子量は、約１００〜約１００００、約２００〜約１００００、約５００〜約１００００、約１０００〜約１００００、約２０００〜約１００００、または約５０００〜約１００００である。いくつかの実施形態では、Ａの数平均分子量は、少なくとも約１００、約２００、約３００、約４００、約５００、約６００、約７００、約８００、約９００、約１０００、約２０００、約３０００、約４０００、約５０００、約６０００、約７０００、約８０００、約９０００、約１００００、約１５０００、または約２００００である。いくつかの実施形態では、Ａの数平均分子量は、約１００、約２００、約３００、約４００、約５００、約６００、約７００、約８００、約９００、約１０００、約２０００、約３０００、約４０００、約５０００、約６０００、約７０００、約８０００、約９０００、約１００００、約１５０００、または約２００００未満である。いくつかの実施形態では、Ａの数平均分子量は、約１００、約２００、約３００、約４００、約５００、約６００、約７００、約８００、約９００、約１０００、約２０００、約３０００、約４０００、約５０００、約６０００、約７０００、約８０００、約９０００、約１００００、約１５０００、または約２００００である。いくつかの実施形態では、Ａの数平均分子量は、約２００〜約１００００である。
【００６０】
いくつかの実施形態では、Ｂの数平均分子量は、約１００〜約２００００、約２００〜約２００００、約５００〜約２００００、約１０００〜約２００００、約２０００〜約２００００、または約５０００〜約２００００である。いくつかの実施形態では、Ｂの数平均分子量は、少なくとも約１００、約２００、約３００、約４００、約５００、約６００、約７００、約８００、約９００、約１０００、約２０００、約３０００、約４０００、約５０００、約６０００、約７０００、約８０００、約９０００、約１００００、約１５０００、または約２００００である。いくつかの実施形態では、Ｂの数平均分子量は、約１００未満、約２００、約３００、約４００、約５００、約６００、約７００、約８００、約９００、約１０００、約２０００、約３０００、約４０００、約５０００、約６０００、約７０００、約８０００、約９０００、約１００００、約１５０００、または約２００００未満である。いくつかの実施形態では、Ｂの数平均分子量は、約１００、約２００、約３００、約４００、約５００、約６００、約７００、約８００、約９００、約１０００、約２０００、約３０００、約４０００、約５０００、約６０００、約７０００、約８０００、約９０００、約１００００、約１１０００、約１２０００、約１３０００、約１４０００、約１５０００、約１６０００、約１７０００、約１８０００、約１９０００、または約２００００である。いくつかの実施形態では、Ｂの数平均分子量は、約１０００〜約２００００である。
【００６１】
いくつかの実施形態では、Ｃの数平均分子量は、約１００〜約２００００、約２００〜約２００００、約５００〜約２００００、約１０００〜約２００００、約２０００〜約２００００、または約５０００〜約２００００である。いくつかの実施形態では、Ｃの数平均分子量は、少なくとも約１００、約２００、約３００、約４００、約５００、約６００、約７００、約８００、約９００、約１０００、約２０００、約３０００、約４０００、約５０００、約６０００、約７０００、約８０００、約９０００、約１００００、約１５０００、または約２００００である。いくつかの実施形態では、Ｃの数平均分子量は、約１００未満、約２００、約３００、約４００、約５００、約６００、約７００、約８００、約９００、約１０００、約２０００、約３０００、約４０００、約５０００、約６０００、約７０００、約８０００、約９０００、約１００００、約１５０００、または約２００００未満である。いくつかの実施形態では、Ｃの数平均分子量は、約１００、約２００、約３００、約４００、約５００、約６００、約７００、約８００、約９００、約１０００、約２０００、約３０００、約４０００、約５０００、約６０００、約７０００、約８０００、約９０００、約１００００、約１１０００、約１２０００、約１３０００、約１４０００、約１５０００、約１６０００、約１７０００、約１８０００、約１９０００、または約２００００である。いくつかの実施形態では、Ｃの数平均分子量は、約１０００〜約２００００である。
【００６２】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、生体適合性膜は、約１〜約１０重量部のＡ、約１〜約５重量部のＢ、約１〜約５重量部のＣ、および約１〜約３重量部のｂを含む。
【００６３】
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載の、Ａ−ｂ、Ｂ−ｂ、およびＣ−ｂそれ自体の結合は、独立して、尿素結合もしくはカルバメート結合である。いくつかの実施形態では、Ａ−ｂ間の結合は尿素結合である。いくつかの実施形態では、Ａ−ｂ間の結合はカルバメート結合である。いくつかの実施形態では、Ｂ−ｂ間の結合は尿素結合である。いくつかの実施形態では、Ｂ−ｂ間の結合はカルバメート結合である。いくつかの実施形態では、Ｃ−ｂ間の結合は、尿素結合である。いくつかの実施形態では、Ｃ−ｂ間の結合はカルバメート結合である。
ｖ．接着層
【００６４】
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載のバイオセンサーは、検出層と生体適合性膜  とのあいだに位置する接着層をさらに含み、該接着層は、少なくとも２つの  ホルミル成分を含む第２モノマーユニットで架橋された少なくとも２つのアミン部分を含む第１モノマーユニットを含むポリマーを含む。
【００６５】
いくつかの実施形態では、第１モノマーユニットは、は、少なくとも２、３、４、または５個のアミン部分を含む。いくつかの実施形態では、第１モノマーユニットは、２個のアミン部分を含む。いくつかの実施形態において、第１モノマーユニットは、構造Ｈ２Ｎ−アルキレン−ＮＨ２．を有する。「アルキレン」は、直鎖状または分枝状のいずれかでありかつ、好ましくは１〜８個の炭素原子を有する二価の脂肪族ヒドロカルビル基を指す。アルキレンの例  としては、メチレン  （−ＣＨ２−），  エチレン  （−ＣＨ２ＣＨ２−），  ｎ−プロピレン  （−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−），  ｉｓｏ−プロピレン  （−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）−），  −Ｃ（ＣＨ３）２ＣＨ２ＣＨ２−，  −Ｃ（ＣＨ３）２ＣＨ２−  などが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、第１モノマーユニットは、１，６−ジアミノヘキサンである。
【００６６】
いくつかの実施形態では、第２モノマーユニットは、少なくとも２、３、４、または５個のホルミル部分を含む。いくつかの実施形態では、第２モノマーユニットは、２個のホルミル部分を含む。いくつかの実施形態では、第２モノマーユニットは、グリオキサール、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、グルタルアルデヒド、またはフタルアルデヒドである。いくつかの実施形態では、第２モノマーユニットはグルタルアルデヒドである。
【００６７】
いくつかの実施形態では、上記態様の何れかに記載のバイオセンサーは、作用電極と実質的に同じであるブランク電極、対向電極、および基準電極をさらに含み、該ブランク電極は、生体適合性膜によって直接覆われるか、または生体適合性膜によって覆われる接着層によって直接覆われる。いくつかの実施形態では、作用電極およびブランク電極は、実質的に同一の材料から構成され、すなわち、同一またはほぼ同一の材料が使用され、または両方の電極が同一またはほぼ同一の電子移動性を有するように、動作電極およびブランク電極の両方が実質的にあるサイズである。いくつかの実施形態では、２つの電極の電子移動性の差は、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、または０．５％未満である。いくつかの実施形態では、作用電極およびブランク電極は、同一の材料から作られ、両方の電子移動性に差がない。いくつかの実施形態では、作用電極および対電極は、実質的に同一の材料から構成され、即ち、同一またはほぼ同一の材料が、両方の電極が同一またはほぼ同一の電子移動特性を有するように、作動電極および対向電極の両方で使用される。いくつかの実施形態では、２つの電極の電子移動性の差は、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、または０．５％未満である。いくつかの実施形態では、作用電極および対電極は、同一の材料で作られ、両者の電子移動性に差がない。
【００６８】
いくつかの実施形態では、作用電極とブランク電極との最小距離は、約１ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、約４ｍｍ以下、約５ｍｍ以下、約６ｍｍ以下、約７ｍｍ以下、約８ｍｍ以下、約９ｍｍ以下、または約１０ｍｍ以下である。いくつかの実施形態では、作用電極とブランク電極との最小距離は、約１ｍｍ、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約４ｍｍ、約５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、または約１０ｍｍ未満である。いくつかの実施形態では、作用電極とブランク電極との最小距離は、約１ｍｍ、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約４ｍｍ、約５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、または約１０ｍｍである。
調製方法
【００６９】
他の態様において、本発明は、上記態様の何れかに記載のバイオセンサーを調製する方法を提供する。該方法は（１）基板上に作用電極を形成する工程（２）前記作用電極の頂部に検出層を形成する工程、該検出層は、金属ナノ粒子、ポリドーパミン、ペプチドプローブを含み、（３）前記検出層の頂部にリブロックポリマーＡ−ｂ−Ｂ−ｂ−Ｃを形成する工程を含み、式中、Ａは、親水性ソフトセグメント、Ｂは、疎水性のハードセグメント、Ｃは、柔軟性ポリマーセグメント、ｂは、鎖延長剤であり、前記作用電極、検出層、リブロックポリマーＡ−ｂ−Ｂ−ｂ−Ｃはここに詳述する。
いくつかの実施形態では、工程（１）は、エッチングまたはスクリーン印刷法によって基板の頂部に作用電極を形成することを含む。
【００７０】
いくつかの実施形態では、工程（２）は、（ａ）ペプチドプローブ、ドーパミンまたはその誘導体、およびメタレートを水中で混合し、それにより、ポリドーパミンおよびペプチドプローブを含むコーティングを有する金属ナノ粒子を含む溶液を形成する工程、メタレートが酸化剤であり、かつ（ｂ）電気化学酸化反応によって、金属ナノ粒子を、作用電極の一方の上のポリドーパミンおよびペプチドプローブを含むコーティングで堆積する工程を含む。
【００７１】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、（ｉ）  金属ナノ粒子が、約１〜約１００ｎｍの粒径を有し、（ｉｉ）金属ナノ粒子の濃度が、約１０００ｐｐｍ〜約５０００ｐｐｍ、（ｉｉｉ）溶液中のペプチドプローブの濃度が、０．１〜約１０ｍｇ／ｍＬ、（ｉｖ）溶液中のドーパミンまたはその誘導体の濃度が約１〜約１０ｇ／Ｌ、（ｖ）溶液のｐＨが約７〜約９まで、（ｖｉ）溶液中の溶存酸素濃度飽和度が約１％未満、（ｖｉｉ）温度は約２０℃〜約４０℃、および／または（ｖｉｉｉ）銀／塩化銀基準溶液電極に対して作用電極に印加される電位は、約−０．５〜約０．８Ｖである。
【００７２】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中のペプチドプローブの濃度は約０．１〜約５０、約０．１〜約４０、約０．１〜約３０、約０．１〜約２０、約０．１〜約１０、約０．１〜約９、約０．１〜約８、約０．１〜約７、約０．１〜約６、約０．１〜約５、約０．１〜約４、約０．１〜約３、約０．１〜約２、約０．１〜約１、約０．１〜約０．５、約０．５〜約５０、約０．５〜約４０、約０．５〜約３０、約０．５〜約２０、約０．５〜約１０、約０．５〜約９、約０．５〜約８、約０．５〜約７、約０．５〜約６、約０．５〜約５、約０．５〜約４、約０．５〜約３、約０．５〜約２、約０．５〜約１、約１〜約５０、約１〜約４０、約１〜約３０、約１〜約２０、約１〜約１０、約１〜約９、約１〜約８、約１〜約７、約１〜約６、約１〜約５、約１〜約４、約１〜約３、約１〜約２、約５〜約５０、約５〜約４０、約５〜約３０、約５〜約２０、または約５〜約１０  ｍｇ／ｍＬである。いくつかの実施形態において、工程（２）の溶液中のペプチドプローブの濃度は、少なくとも約０．０１、約０．０５、約０．１、約０．５、約１、約２、約３、約４、約５、約６、約７、約８、約９、または約１０ｍｇ／ｍＬである。いくつかの実施形態において、工程（２）の溶液中のペプチドプローブの濃度は、約０．０１、約０．０５、約０．１、約０．５、約１、約２、約３、約４、約５、約６、約７、約８、約９、または約１０ｍｇ／ｍＬ未満である。いくつかの実施形態において、工程（２）の溶液中のペプチドプローブの濃度は、約０．０１、約０．０５、約０．１、約０．５、約１、約２、約３、約４、約５、約６、約７、約８、約９、または約１０ｍｇ／ｍＬである。いくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中のペプチドプローブの濃度は、約０．１〜約１０ｍｇ／ｍＬである。
【００７３】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中のドーパミンまたはその誘導体の濃度は約０．５〜約５０、約０．５〜約４０、約０．５〜約３０、約０．５〜約２０、約０．５〜約１０、約０．５〜約９、約０．５〜約８、約０．５〜約７、約０．５〜約６、約０．５〜約５、約０．５〜約４、約０．５〜約３、約０．５〜約２、約０．５〜約１、約１〜約５０、約１〜約４０、約１〜約３０、約１〜約２０、約１〜約１０、約１〜約９、約１〜約８、約１〜約７、約１〜約６、約１〜約５、約１〜約４、約１〜約３、約１〜約２、約５〜約５０、約５〜約４０、約５〜約３０、約５〜約２０、または約５〜約１０  ｇ／Ｌである。いくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中のドーパミンまたはその誘導体の濃度は、少なくとも約０．０１、約０．０５、約０．１、約０．５、約１、約２、約３、約４、約５、約６、約７、約８、約９、または約１０ｇ／Ｌである。いくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中のドーパミンまたはその誘導体の濃度は、約０．０１、約０．０５、約０．１、約０．５、約１、約２、約３、約４、約５、約６、約７、約８、約９、または約１０ｇ／Ｌ未満である。いくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中のドーパミンまたはその誘導体の濃度は、約０．０１、約０．０５、約０．１、約０．５、約１、約２、約３、約４、約５、約６、約７、約８、約９、または約１０ｇ／Ｌである。いくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中のドーパミンまたはその誘導体の濃度は、約１〜約１０ｇ／Ｌである。
【００７４】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、メタレートは、塩化白金酸、塩化金酸、またはクロロフェニリン酸を含む。いくつかの実施形態では、メタレートは、塩化白金酸を含む。いくつかの実施形態では、メタレートは、塩化金酸を含む。いくつかの実施形態では、メタレートは、クロロイリジウム酸を含む。
【００７５】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中メタレートの濃度は約０．０１〜約１０、約０．０１〜約５、約０．０１〜約１、約０．０１〜約０．５、約０．０１〜約０．１、約０．０５〜約１０、約０．０５〜約５、約０．０５〜約１、約０．０５〜約０．５、約０．０５〜約０．１、約０．１〜約１０、約０．１〜約９、約０．１〜約８、約０．１〜約７、約０．１〜約６、約０．１〜約５、約０．１〜約４、約０．１〜約３、約０．１〜約２、約０．１〜約１、約０．１〜約０．５、約０．５〜約１０、約０．５〜約９、約０．５〜約８、約０．５〜約７、約０．５〜約６、約０．５〜約５、約０．５〜約４、約０．５〜約３、約０．５〜約２、または約０．５〜約１  ｍｇ／ｍＬである。いくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中のメタレートの濃度は、少なくとも約０．０１、約０．０５、約０．１、約０．２、約０．３、約０．４、約０．５、約０．６、約０．７、約０．８、約０．９、約１、約２、約３、約４、約５、約６、約７、約８、約９、または約１０ｍｇ／ｍＬである。いくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中のメタレートの濃度は、約０．０１、約０．０５、約０．１、約０．２、約０．３、約０．４、約０．５、約０．６、約０．７、約０．８、約０．９、約１、約２、約３、約４、約５、約６、約７、約８、約９、または約１０ｍｇ／ｍＬ未満である。いくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中のメタレートの濃度は、約０．０１、約０．０５、約０．１、約０．２、約０．３、約０．４、約０．５、約０．６、約０．７、約０．８、約０．９、約１、約２、約３、約４、約５、約６、約７、約８、約９、または約１０ｍｇ／ｍＬである。いくつかの実施形態では、メタレートの濃度は、約０．１〜約１ｍｇ／Ｌである。
【００７６】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（２）の溶液のｐＨは約６〜約１０、約６〜約９．５、約６〜約９、約６〜約８．５、約６〜約８、約６〜約７．５、約６〜約７、約６〜約６．５、約６．５〜約１０、約６．５〜約９．５、約６．５〜約９、約６．５〜約８．５、約６．５〜約８、約６．５〜約７．５、約６．５〜約７、約７〜約１０、約７〜約９．５、約７〜約９、約７〜約８．５、約７〜約８、約７〜約７．５、約７．５〜約１０、約７．５〜約９．５、約７．５〜約９、約７．５〜約８．５、約７．５〜約８、約８〜約１０、約８〜約９．５、約８〜約９、約８〜約８．５、約８．５〜約１０、約８．５〜約９．５、または約８．５〜約９である。いくつかの実施形態では、工程（２）の溶液のｐＨは、少なくとも約６、約６．５、約７、約７．５、約８、約８．５、約９、約９．５、または約１０である。いくつかの実施形態では、工程（２）の溶液のｐＨは、約６．５、約７、約７．５、約８、約８．５、約９、約９．５、または約１０未満である。いくつかの実施形態では、工程（２）の溶液のｐＨは、約６、約６．５、約７、約７．５、約８、約８．５、約９、約９．５、または約１０である。いくつかの実施形態では、工程（２）の溶液のｐＨは、約７〜約９である。
【００７７】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中の溶存酸素濃度飽和度は、約１０％、約９％、約８％、約７％、約６％、約５％、約４％、約３％、約２％、約１％、約０．５％、約０．１％、約０．０５％、または約０．０１％未満である。いくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中の溶存酸素濃度飽和度は、約１％未満である。
【００７８】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（２）が実施される温度は約１０〜約５０、約１５〜約５０、約２０〜約５０、約２５〜約５０、約３０〜約５０、約３５〜約５０、約４０〜約５０、約４５〜約５０、約１０〜約４５、約１５〜約４５、約２０〜約４５、約２５〜約４５、約３０〜約４５、約３５〜約４５、約４０〜約４５、約１０〜約４０、約１５〜約４０、約２０〜約４０、約２５〜約４０、約３０〜約４０、約３５〜約４０、約１０〜約３５、約１５〜約３５、約２０〜約３５、約２５〜約３５、約３０〜約３５、約１０〜約３０、約１５〜約３０、約２０〜約３０、約２５〜約３０、約１０〜約２５、約１５〜約２５、約２０〜約２５、約１０〜約２０、または約１５〜約２０℃である。いくつかの実施形態では、温度は、少なくとも約１０、約１５、約２０、約２５、約３０、約３５、約４０、または約４５℃である。いくつかの実施形態では、温度は、約１５、約２０、約２５、約３０、約３５、約４０、約４５、または約５０℃未満である。いくつかの実施形態では、温度は、約１０、約１５、約２０、約２５、約３０、約３５、約４０、約４５、または約５０℃である。いくつかの実施形態では、温度は、約２０℃〜約４０℃である。
【００７９】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（２）の銀／塩化銀基準溶液電極に対して作用電極に印加される電位は約−０．５〜約１．２、約−０．５〜約１、約−０．５〜約０．８、約−０．５〜約０．６、約−０．５〜約０．４、約−０．５〜約０．２、約−０．５〜約０、約０〜約１．２、約０〜約１、約０〜約０．８、約０〜約０．６、約０〜約０．４、約０〜約０．２、約０．２〜約１．２、約０．２〜約１、約０．２〜約０．８、約０．２〜約０．６、約０．２〜約０．４、約０．４〜約１、約０．４〜約０．８、約０．４〜約０．６、約０．６〜約１、約０．６〜約０．８、または約０．８〜約１Ｖである。いくつかの実施形態では、銀／塩化銀基準溶液電極に対して作用電極に印加される電位は少なくとも約−０．５、約０、約０．２、約０．４、約０．６、約０．８、または約１Ｖである。いくつかの実施形態では、銀／塩化銀基準溶液電極に対して作用電極に印加される電位は約０、約０．２、約０．４、約０．６、約０．８、約１、または約１．２Ｖ未満である。いくつかの実施形態では、銀／塩化銀基準溶液電極に対して作用電極に印加される電位は約−０．５、約−０．４、約−０．２、約０、約０．２、約０．４、約０．６、約０．８、約１、または約１．２Ｖである。いくつかの実施形態では、銀／塩化銀基準溶液電極に対して作用電極に印加される電位は約０〜約０．８Ｖである。
【００８０】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中の金属ナノ粒子の寸法はここに詳述する。いくつかの実施形態では、金属ナノ粒子の粒径は約１〜約１００ｎｍである。
【００８１】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中の金属ナノ粒子の濃度は、約５００  ｐｐｍ〜約８０００  ｐｐｍ、約１０００  ｐｐｍ〜約８０００  ｐｐｍ、約２０００ｐｐｍ〜約８０００  ｐｐｍ、約３０００  ｐｐｍ〜約８０００  ｐｐｍ、約４０００  ｐｐｍ〜約８０００  ｐｐｍ、約５０００  ｐｐｍ〜約８０００  ｐｐｍ、約６０００  ｐｐｍ〜約８０００  ｐｐｍ、約７０００  ｐｐｍ〜約８０００  ｐｐｍ、約５００  ｐｐｍ〜約７０００  ｐｐｍ、約１０００  ｐｐｍ〜約７０００  ｐｐｍ、約２０００  ｐｐｍ〜約７０００  ｐｐｍ、約３０００  ｐｐｍ〜約７０００  ｐｐｍ、約４０００  ｐｐｍ〜約７０００  ｐｐｍ、約５０００  ｐｐｍ〜約７０００  ｐｐｍ、約６０００  ｐｐｍ〜約７０００  ｐｐｍ、約５００  ｐｐｍ〜約６０００  ｐｐｍ、約１０００  ｐｐｍ〜約６０００  ｐｐｍ、約２０００年ｐｐｍ〜約６０００  ｐｐｍ、約３０００  ｐｐｍ〜約６０００  ｐｐｍ、約４０００  ｐｐｍ〜約６０００  ｐｐｍ、約５０００  ｐｐｍ〜約６０００  ｐｐｍ、約５００  ｐｐｍ〜約５０００  ｐｐｍ、約１０００  ｐｐｍ〜約５０００  ｐｐｍ、約２０００年ｐｐｍ〜約５０００  ｐｐｍ、約３０００  ｐｐｍ〜約５０００  ｐｐｍ、約４０００  ｐｐｍ〜約５０００  ｐｐｍ、約５００  ｐｐｍ〜約４０００  ｐｐｍ、約１０００  ｐｐｍ〜約４０００  ｐｐｍ、約２０００年ｐｐｍ〜約４０００  ｐｐｍ、約３０００  ｐｐｍ〜約４０００  ｐｐｍ、約５００  ｐｐｍ〜約３０００  ｐｐｍ、約１０００  ｐｐｍ〜約３０００  ｐｐｍ、約２０００年ｐｐｍ〜約３０００  ｐｐｍ、約５００  ｐｐｍ〜約２０００年ｐｐｍ、約１０００  ｐｐｍ〜約２０００年ｐｐｍ、または約５００  ｐｐｍ〜約１０００  ｐｐｍである。いくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中の金属ナノ粒子の濃度は、少なくとも約５００、約１０００、約２０００、約３０００、約４０００、約５０００、約６０００、または約７０００  ｐｐｍである。いくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中の金属ナノ粒子の濃度は、約１０００、約２０００、約３０００、約４０００、約５０００、約６０００、約７０００、または約８０００  ｐｐｍ未満である。いくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中の金属ナノ粒子の濃度は、約５００、約１０００、約２０００、約３０００、約４０００、約５０００、約６０００、約７０００、または約８０００  ｐｐｍである。いくつかの実施形態では、工程（２）の溶液中の金属ナノ粒子の濃度は、約１０００ｐｐｍ〜約５０００  ｐｐｍである。
【００８２】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（２）においてドーパミンが使用される。いくつかの実施形態では、ドーパミンの誘導体は、工程（２）において使用される。いくつかの実施形態では、ドーパミンの誘導体は、ドーパミンを酸化させるか、またはドーパミンを減少することによって形成される。いくつかの実施形態では、ドーパミンの誘導体は、ドーパミンを酸化させることによって形成される。いくつかの実施形態では、ドーパミンの誘導体は、ドーパミンを減少させることによって形成される。いくつかの実施形態では、ドーパミンの誘導体は、レボドパまたはジヒドロキシインドールである。いくつかの実施形態では、ドーパミンの誘導体は、レボドパである。いくつかの実施形態では、ドーパミンの誘導体は、ジヒドロキシインドールである。
【００８３】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（３）は、（ａ）約３０〜約４５℃の温度で、有機溶媒中でＡ、Ｂ、およびＣを混合する工程、（ｂ）工程（ａ）で形成された溶液に触媒を添加し、イソシアネートを含む化合物を滴下で添加する工程、溶液の温度を約５５〜７０℃に上昇させ、およびその温度で溶液を約１２〜約２０時間反応させる工程、および（ｃ）工程（ｂ）で形成された溶液に脱イオン水を添加し、得られる混合物を約１２〜約１８時間反応させる工程を含む。有機溶媒の例としては、限定されないが、ヘキサン、ペンタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、１，４−ジオキサン、ジクロロメタン（ＤＣＭ）、クロロホルム、酢酸エチル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、シクロヘキサノン、ジクロロメタン、アセトン、アセトニトリル（ＭｅＣＮ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、１、３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）、酢酸、イソブタノール、ｎ−ブタノール、イソプロパノール、ｎ−プロパノール、エタノール、およびメタノールなどが挙げられる。いくつかの実施形態では、有機溶媒は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、シクロヘキサノン、イソブタノール、またはこれらの混合物である。いくつかの実施形態では、有機溶媒はＴＨＦである。いくつかの実施形態では、有機溶媒は、シクロヘキサノンである。いくつかの実施形態では、有機溶媒は、イソブタノールである。いくつかの実施形態において、有機溶媒は、２種または３種のＴＨＦ、シクロヘキサノン、イソブタノール、イソブタノールの混合物である。
【００８４】
いくつかの実施形態では、有機溶媒の体積のＡ、Ｂ、およびＣの総重量に対する比率は約０．１〜約２０、約０．１〜約１５、約０．１〜約１０、約０．１〜約９、約０．１〜約８、約０．１〜約７、約０．１〜約６、約０．１〜約５、約０．１〜約４、約０．１〜約３、約０．１〜約２、約０．１〜約１、約０．１〜約０．５、約１〜約２０、約１〜約１５、約１〜約１０、約１〜約９、約１〜約８、約１〜約７、約１〜約６、約１〜約５、約１〜約４、約１〜約３、約１〜約２、約２〜約２０、約２〜約１５、約１〜約１０、約２〜約９、約２〜約８、約２〜約７、約２〜約６、約２〜約５、約２〜約４、約２〜約３、約４〜約２０、約４〜約１５、約４〜約１０、約４〜約９、約４〜約８、約４〜約７、約４〜約６、約４〜約５、約６〜約２０、約６〜約１５、約６〜約１０、約６〜約９、約６〜約８、約６〜約７、約８〜約２０、約８〜約１５、約８〜約１０、約８〜約９、約１０〜約２０、または約１０〜約１５ｍＬ：  １ｇである。いくつかの実施形態では、有機溶媒の体積に対するＡ、  Ｂ、およびＣの総質量の割合は、少なくとも約０．１、約０．５、約１、約２、約３、約４、約５、約６、約７、約８、約９、約１０、または約１５ｍＬ：  １ｇである。いくつかの実施形態では、有機溶媒の体積のＡ、Ｂ、およびＣの総重量に対する比率は、約０．１、約０．５、約１、約２、約３、約４、約５、約６、約７、約８、約９、約１０、または約１５ｍＬ：  １ｇ未満である。いくつかの実施形態では、有機溶媒の体積のＡ、Ｂ、およびＣの総重量に対する比率は、約０．１、約０．５、約１、約２、約３、約４、約５、約６、約７、約８、約９、約１０、または約１５ｍＬ：  １ｇである。いくつかの実施形態では、有機溶媒の体積のＡ、Ｂ、およびＣの総重量に対する比率は、約２〜約１０ｍＬ：  １ｇである。
【００８５】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（ｂ）で使用される触媒は、トリエチレンジアミンまたはジブチル錫ビス（２−エチルヘキサノアート）を含む。いくつかの実施形態では、触媒は、トリエチレンジアミンを含む。いくつかの実施形態では、触媒は、ジブチルスズビス（２−エチルヘキサノアート）を含む。いくつかの実施形態では、触媒は、トリエチレンジアミンおよびジブチルスズビス（２−エチルヘキサノアート）の混合物を含む。
【００８６】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（ｃ）で添加される脱イオン水の体積のＡ、Ｂ、およびＣの総重量に対する比率は約０．１〜約２０、約０．１〜約１５、約０．１〜約１０、約０．１〜約９、約０．１〜約８、約０．１〜約７、約０．１〜約６、約０．１〜約５、約０．１〜約４、約０．１〜約３、約０．１〜約２、約０．１〜約１、約０．１〜約０．５、約１〜約２０、約１〜約１５、約１〜約１０、約１〜約９、約１〜約８、約１〜約７、約１〜約６、約１〜約５、約１〜約４、約１〜約３、約１〜約２、約２〜約２０、約２〜約１５、約１〜約１０、約２〜約９、約２〜約８、約２〜約７、約２〜約６、約２〜約５、約２〜約４、約２〜約３、約４〜約２０、約４〜約１５、約４〜約１０、約４〜約９、約４〜約８、約４〜約７、約４〜約６、約４〜約５、約６〜約２０、約６〜約１５、約６〜約１０、約６〜約９、約６〜約８、約６〜約７、約８〜約２０、約８〜約１５、約８〜約１０、約８〜約９、約１０〜約２０、または約１０〜約１５  ｍＬ：  １ｇである。いくつかの実施形態では、脱イオン水の体積のＡ、Ｂ、およびＣの総重量に対する比率は、少なくとも約０．１、約０．５、約１、約２、約３、約４、約５、約６、約７、約８、約９、約１０、または約１５ｍＬ：  １ｇである。いくつかの実施形態では、脱イオン水の体積のＡ、Ｂ、およびＣの総質量に対する比は、約０．１、約０．５、約１、約２、約３、約４、約５、約６、約７、約８、約９、約１０、または約１５ｍＬ：  １ｇである。いくつかの実施形態では、脱イオン水の体積のＡ、Ｂ、およびＣの総重量に対する比率は、約０．１、約０．５、約１、約２、約３、約４、約５、約６、約７、約８、約９、約１０、または約１５ｍＬ：  １ｇである。いくつかの実施形態では、脱イオン水の体積とＡ、Ｂ、およびＣの総質量との比は、約１〜約１０ｍＬ：  １ｇである。
【００８７】
上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、工程（３）は、検出層の上に接着層を形成し、および接着層の上にトリブロックポリマーを形成することを含み、接着層は、ここに詳述する。いくつかの実施形態では、第１モノマーユニットは、１，６−ジアミノヘキサンであり、第２モノマーユニットは、グルタルアルデヒドである。上記の実施形態のいずれかによるバイオセンサーを調製するいくつかの実施形態では、第１モノマーユニットおよび第２モノマーユニットを架橋する方法は、（ｉ）第１モノマーユニットを、エタノール中の検出層に適用すること、および（２）第２モノマーユニットを、約４０〜約５５℃の温度で、気相で検出層に適用することを含む。いくつかの実施形態では、温度は約２０〜約６０、約２５〜約６０、約３０〜約６０、約３５〜約６０、約４０〜約６０、約４５〜約６０、約５０〜約６０、約５５〜約６０、約２０〜約５５、約２５〜約５５、約３０〜約５５、約３５〜約５５、約４０〜約５５、約４５〜約５５、約５０〜約５５、約２０〜約５０、約２５〜約５０、約３０〜約５０、約３５〜約５０、約４０〜約５０、約４５〜約５０、約２０〜約４５、約２５〜約４５、約３０〜約４５、約３５〜約４５、約４０〜約４５、約２０〜約４０、約２５〜約４０、約３０〜約４０、約３５〜約４０、約２０〜約３５、約２５〜約３５、約３０〜約３５、約２０〜約３０、約２５〜約３０、または約２０〜約２５℃である。いくつかの実施形態では、温度は、少なくとも約２０、約２５、約３０、約３５、約４０、約４５、約５０、または約５５℃である。いくつかの実施形態では、温度は、約２５、約３０、約３５、約４０、約４５、約５０、約５５、または約６０℃未満である。いくつかの実施形態では、温度は、約２０、約２５、約３０、約３５、約４０、約４５、約５０、約５５、または約６０℃である。いくつかの実施形態では、温度は、約４０℃〜約５５℃である。
（実施例）
以下の実施例は、本発明を例示するために提供されるが、バイオセンサーおよび本明細書に開示される上記の調製方法を限定するものではない。
実施例１．電極への検出層の形成
電極の上に検出層を形成する例示的な方法は、図１に示され、さらに先で詳述する。
工程１−エッチングによりガラス基板上に白金電極を形成した。
【００８８】
工程２−ペプチドプローブ分子（グルコースオキシダーゼ）、ドーパミン、及び塩化白金酸を、水に３０℃で添加した。グルコースオキシダーゼ、ドーパミンおよび塩化白金酸の濃度は、それぞれ５ｍｇ／ｍＬ、５ｇ／Ｌ、および５ｍｇ／Ｌであった。溶液のｐＨを８に調整し、溶液中の溶存酸素濃度の飽和度を１％未満にした。これにより、ポリドーパミンおよびペプチドプローブを含有するコーティングを有する金属ナノ粒子が溶液中に形成された。
【００８９】
工程３−工程１で調製した白金電極を工程２の溶液に入れ、工程２で形成した金属ナノ粒子を、電気化学酸化反応によって電極の頂部に堆積させた。銀／塩化銀基準溶液電極に対して電極に印加された電位は、０．４Ｖであった。
実施例２．電極への検出層の形成
電極の上に検出層を形成するもう一つの例示的な方法は、図２に示され、さらに先で詳述する。
工程１−金電極を、スクリーン印刷によりポリジメチルシロキサン基材の上に形成した。
【００９０】
工程２−金ナノ粒子、ペプチドプローブ分子（Ｂ型肝炎抗体）、およびドーパミンを、水に３５℃で添加した。金ナノ粒子のサイズは、約５０ｎｍであった。金ナノ粒子、ペプチドプローブ分子、およびドーパミンの濃度は、それぞれ、２５０００ｐｐｍ、４ｍｇ／ｍＬ、および６ｇ／Ｌであった。溶液のｐＨを７に調整し、溶液中の溶存酸素濃度の飽和度を１％未満にした。工程１で調製した金電極を溶液中に浸漬した。ポリドーパミン、金ナノ粒子、およびペプチドプローブを含む検出層を、電気化学的酸化反応によって電極の上に形成した。銀／塩化銀基準溶液電極に対して電極に印加された電位は、０．６  Ｖであった。
実施例３．生体適合性膜の形成
ｉｖ．  実施例３．１
【００９１】
工程１−ポリエーテルアミン（数平均分子量：  １０００、２５ｇ）、ポリカーボネートジオール（数平均分子量：  ５０００、１０ｇ）、ジアミノ末端ポリジメチルシロキサン（数平均分子量：  ５０００、１５ｇ）を１００ｍＬのテトラヒドロフランに４０℃で添加し、十分に混合した。
【００９２】
工程２−工程１の溶液にトリエチレンジアミンを添加した。次いで、１２ｇのメチレンジフェニルジイソシアネートを滴下した。混合物を６５℃で１２時間反応させた。
工程３−工程２の溶液に、５０ｍＬの脱イオン水を添加し、混合物を１２時間反応させた。
得られたトリブロックポリマーを適切な方法を用いて実施例１または２で形成された検出層に適用した。
ｉｉ．実施例３．２
【００９３】
工程１−  テトラヒドロフラン５００ｍＬに、アミノ末端ポリエチレングリコール（数平均分子量：２０００、２０ｇ）、ポリカーボネートジオール（数平均分子量：２０００、１５ｇ）、ポリ（メチルメタクリレート）（数平均分子量：２０００、１５ｇ）、および末端がジアミノ基を有するポリジメチルシロキサン（数平均分子量：８０００、１５ｇ）を３０℃で添加し、十分に混合した。
【００９４】
工程２−工程１の溶液にトリエチレンジアミンを加えた。次いで、メチレンジフェニルジイソシアネートおよびビス（４−イソシアナトシクロヘキシル）メタンの混合物を滴下した。混合物を５５℃で１４時間反応させた。
工程３−工程２の溶液に、５００ｍＬの脱イオン水を添加し、混合物を１８時間反応させた。
得られたトリブロックポリマーを適切な方法を用いて実施例１または２で形成された検出層に適用した。
ｉｉｉ．実施例３．３
【００９５】
工程１−アミノ末端ポリプロピレングリコール（分子量：  ５００、１５ｇ）、ポリエーテルアミン（分子量：  ６００、１０ｇ）、ポリ（ビスフェノールＡポリカーボネート）（分子量：  ５０００、２５ｇ）、ジアミノ末端ポリジメチルシロキサン（分子量：  ２００００、１０ｇ）、ポリ（メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル）（分子量：  ５０００、５ｇ）を１５０ｍＬのイソブタノールに３５℃で添加し、十分に混合した。
【００９６】
工程２−工程１の溶液に、ジブチル錫ビス（２−エチルヘキサノアート）を添加した。次いで、１５ｇのヘキサメチレンジイソシアネートを滴下した。混合物を６０℃で１６時間反応させた。
工程３−工程２の溶液に１５０ｍＬの脱イオン水を添加し、混合物を１４時間反応させた。
得られたトリブロックポリマーを適切な方法を用いて実施例１または２で形成された検出層に適用した。
ｉｖ．実施例３．４
【００９７】
工程１−アミノ末端ポリエチレングリコール（数平均分子量：  １００００、３０ｇ）、ポリカーボネートジオール（数平均分子量：  ２０００、５ｇ）、ポリ（メチルメタクリレート）（数平均分子量：  ２０００、５ｇ）、およびポリ（メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル）（分子量：  ２００００、１５ｇ）を６００ｍＬのイソブタノールに３５℃で添加し、十分に混合した。
【００９８】
工程２−工程１の溶液に、ジブチル錫ビス（２−エチルヘキサノアート）を添加した。次いで、２０ｇのビス（４−イソシアナトシクロヘキシル）メタンを滴下した。混合物を７０  °Ｃで１６時間反応させた。
得られたトリブロックポリマーを適切な方法を用いて実施例１または２で形成された検出層に適用した。
実施例４．接着層の形成
工程１  −  １０ｇの１，６−ジアミノヘキサンを１００ｍＬのエタノールに溶解させた。
【００９９】
工程２−実施例１または２で形成した検出層を有する基板を、工程１の溶液に１０分間浸漬し、エタノールで３回濯ぎ、エタノール中に１０分間浸漬し、乾燥させた。
工程３−工程２で調製した基板を、４０℃で１０分間、気相中でグルタルアルデヒドに接触させた。
工程４−実施例３．１〜３．４のいずれか１つで形成された溶液を、工程３で調製した基材に適用し、生体適合性膜をスピンコーティングによって形成した。
実施例５．
【０１００】
本明細書に記載の検出層のみを有するバイオセンサー、本明細書に記載の従来の方法によって堆積された生体適合性膜、および検出層のみを有するバイオセンサー、ならびに本明細書に記載の検出層、生体適合性膜、および接着層を有するバイオセンサーを、グルコース溶液に接触させた。各バイオセンサーについて、作用電極に定電位を印加し、作用電極上の電流出力を６つのグルコース濃度：０ｍｍｏｌ／Ｌ、５ｍｍｏｌ／Ｌ、１０ｍｍｏｌ／Ｌ、１５ｍｍｏｌ／Ｌ、２０ｍｍｏｌ／Ｌ、および２５ｍｍｏｌ／Ｌで測定した。図３は、各バイオセンサーの異なるグルコース濃度での経時的な電流出力を示す。図３に示すように、本明細書に記載の検出層、生体適合性膜、および接着層を有するバイオセンサーは、グルコース濃度の増加に応じて、経時的により安定した電流出力を示し、より良好な線形性を示した。
【０１０１】
本発明の前述された明細書は、当業者が、本明細書に記載のバイオセンサーおよび方法を作製および使用することを可能にし、当業者が、本明細書の特定の実施形態、方法および実施例の変形、組み合わせ、および等価物の存在を理解しかつ認識するであろう。したがって、本明細書で提供されるバイオセンサーおよび方法は、上述の実施形態、方法、および実施例によってではなく、本明細書で提供される化合物、使用、および方法の範囲および精神内のすべての実施形態および方法によって、限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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