(57)【要約】酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物の少なくとも１つの塩を含む分析物検出膜を備えた分析物測定用電気化学的センサー。酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物の少なくとも１つの塩を含む水溶液に電気化学的センサーを接触させるステップと、電気化学的センサーを１つ以上の濃度の分析物に接触させるステップであって、この１つ以上の濃度の分析物が、この分析物の臨床濃度範囲にある、ステップとを含む、センサー検査方法。
2012521010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気化学的分析物センサーであって、
電気活性表面を有する少なくとも１つの電極と、
分析物検出膜の少なくとも一部が前記電気活性表面を覆う分析物検出膜と、を備え、前記膜が、
任意選択の障害層と、
酵素層と、
（ｉ）前記電気活性表面と前記障害層との間、および／または（ｉｉ）前記障害層と前記酵素層との間に配置された任意選択の親水性ポリマー層と、
前記分析物検出膜に結合された少なくとも１つの緩衝剤と、を含み、
前記緩衝剤が、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの組み合わせの少なくとも１つの塩を含む、センサー。
【請求項２】
前記緩衝剤が、炭酸イオン、重炭酸イオン、または炭酸イオンと重炭酸イオンとの混合物を含む、請求項１に記載のセンサー。
【請求項３】
前記緩衝剤が、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物を含む少なくとも１つの塩であり、前記少なくとも１つの塩が、（ｉ）前記電気活性表面と前記障害層との間に乾燥層として堆積される、（ｉｉ）前記障害層と前記酵素層との間に乾燥層として堆積される、（ｉｉｉ）（ａ）前記電気活性表面と前記障害層との間、および／または（ｂ）前記障害層と前記酵素層との間に配置された前記任意選択の親水性ポリマー層に結合される、（ｉｖ）前記酵素層に結合される、または（ｖ）（ｉ）〜（ｉｖ）のいずれかまたは全ての組み合わせである、請求項１に記載のセンサー。
【請求項４】
前記緩衝剤がポリカチオンを含む、請求項１に記載のセンサー。
【請求項５】
前記緩衝剤が、４００ｍｇ／ｄＬ以上のグルコースでの信号ドリフトを最大８時間以上の期間に亘って１０％以下にする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセンサー。
【請求項６】
前記少なくとも１つの緩衝剤が、分析物の臨床濃度範囲に対して、前記酵素層の電気化学的に生成される少なくとも１つの酸性の副産物を中和するのに十分な量存在する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセンサー。
【請求項７】
前記酵素層が、酵素と、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−３−エチル−２−ピロリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−４，５−ジメチル−２−ピロリドン、ポリビニルイミダゾール、ポリ−Ｎ−Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、およびこれらのコポリマーからなる群から選択される材料とを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセンサー。
【請求項８】
前記任意選択の親水性ポリマーが、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドンであり、前記任意選択の親水性ポリマーが、酵素を排除する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセンサー。
【請求項９】
流れ制限層をさらに備え、前記流れ制限層が、前記分析物検出膜の封止剤または封入剤である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセンサー。
【請求項１０】
前記流れ制限膜が、ビニルポリマー、ポリシリコーン、ポリウレタン、およびこれらのコポリマーまたは配合物からなる群から選択される、請求項９に記載のセンサー。
【請求項１１】
前記流れ制限膜が、ポリ（エチレン−酢酸ビニル）である、請求項９に記載のセンサー。
【請求項１２】
電気化学的分析物センサーであって、
電気活性表面を有する少なくとも１つの作用電極と、
分析物検出膜と、を備え、前記膜が、
親水性層と、
任意選択の障害層と、
酵素層と、
酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物を含む少なくとも１つの緩衝剤であって、（ｉ）前記電気活性表面と前記障害層との間に乾燥層として堆積される、（ｉｉ）前記障害層と前記酵素層との間に乾燥層として堆積される、（ｉｉｉ）（ａ）前記電極表面と前記障害層との間、および／または（ｂ）前記障害層と前記酵素層との間に配置された前記任意選択の親水性ポリマー層に結合される、（ｉｖ）前記酵素層に結合される、または（ｖ）（ｉ）〜（ｉｖ）のいずれかまたは全ての組み合わせである、少なくとも１つの緩衝剤と、
前記酵素層、前記障害層、前記親水性層、および前記少なくとも１つの電極を覆う流れ制限層と、を備え、
前記親水性層が、（ｉ）前記電気活性表面と前記任意選択の障害層または酵素層との間、および／または（ｉｉ）前記任意選択の障害層と酵素層との間に配置され、前記親水性層が、少なくとも１つの親水性ポリマーを含み、酵素を排除する、センサー。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの緩衝剤が、分析物の臨床濃度範囲に対して、前記酵素層の電気化学的に生成される少なくとも１つの酸性の副産物を中和するのに十分な量存在する、請求項１２に記載のセンサー。
【請求項１４】
前記酵素層が、酵素と、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−３−エチル−２−ピロリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−４，５−ジメチル−２−ピロリドン、ポリビニルイミダゾール、ポリ−Ｎ−Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、およびこれらのコポリマーからなる群から選択される材料とを含む、請求項１２または１３に記載のセンサー。
【請求項１５】
前記親水性ポリマーが、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドンである、請求項１２または１３に記載のセンサー。
【請求項１６】
前記流れ制限層が、前記分析物検出膜の封止剤または封入剤である、請求項１２または１３に記載のセンサー。
【請求項１７】
前記流れ制限膜が、ビニルポリマー、ポリシリコーン、ポリウレタン、およびこれらのコポリマーまたは配合物からなる群から選択される、請求項１２または１３に記載のセンサー。
【請求項１８】
前記流れ制限膜が、ポリ（エチレン−酢酸ビニル）である、請求項１２または１３に記載のセンサー。
【請求項１９】
前記センサーが、フレックス回路上に構築され、前記フレックス回路が、少なくとも１つの基準電極、少なくとも１つの作用電極、および少なくとも１つの対電極を含み、前記フレックス回路が、（ｉ）被験体の分析物濃度を静脈測定するカテーテルに構成可能であり、および／または（ｉｉ）被験体のグルコース濃度を連続的に測定する連続血液グルコースモニタに構成可能である、請求項１２または１３に記載のセンサー。
【請求項２０】
ｉｎ  ｖｉｔｒｏでの電気化学的分析物センサーの検査方法であって、
電気化学的センサーを用意するステップと、
前記電気化学的センサーを、緩衝剤を含む水溶液に接触させるステップであって、前記緩衝剤が、４００ｍｇ／ｄＬ以上のグルコースにおける信号ドリフトを少なくとも１時間の期間に亘って１０％以下にする、ステップと、
前記電気化学的センサーを１つ以上の濃度の分析物に接触させるステップであって、前記１つ以上の濃度の分析物が、前記分析物の臨床濃度範囲にある、ステップと、
前記電気化学的分析物センサーを検査するステップと、を含む、方法。
【請求項２１】
前記緩衝剤が、
（ｉ）ｉｎ  ｖｉｔｒｏでの前記分析物の前記臨床濃度範囲に対して、前記電気化学的分析物センサーの電気化学的に生成される酸性の副産物を中和し、および／または
（ｉｉ）ｉｎ  ｖｉｔｒｏで検査されるときに、前記分析物の前記臨床濃度範囲の上限で本質的に一定の出力電流を少なくとも２時間に亘って供給するのに十分な量存在する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記緩衝剤が、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、少なくとも０．０３０重量モル濃度のＮａ２ＨＰＯ４および少なくとも０．００６重量モル濃度のＫＨ２ＰＯ４のリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）、または酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、およびリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）のあらゆる組み合わせを含む、請求項２０または２１に記載のセンサー。
【請求項２３】
前記緩衝剤がポリカチオンを含む、請求項２０または２１に記載のセンサー。
【請求項２４】
前記緩衝剤が、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）バッファーをさらに含み、炭酸イオン、重炭酸イオン、または炭酸イオンと重炭酸イオンとの混合物の全モル量が、少なくとも２０ｍＭである、請求項２０または２１に記載のセンサー。
【請求項２５】
前記緩衝剤が、４００ｍｇ／ｄＬ以上のグルコースでの信号ドリフトを８時間以上の期間に亘って１０％以下にする、請求項２０または２１に記載のセンサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全体として、被験体における分析物を測定するための電気化学装置に関する。より詳細には、本開示は、迅速かつ正確な分析物レベルを示す緩衝剤を含む分析物の測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在は、迅速かつ正確な分析物検出の必要性に加えて、「追加設定無し」で実施できる、または他の方法で使用前の検査および／または有効性確認をほとんどまたは全く必要としないセンサー技術の要望が存在する。使用前の検査をほとんどまたは全く必要としない電気化学的センサーを提供する試みが、例えば、ソフトウエアもしくはアルゴリズムを使用した有効性確認プロトコルを使用する、またはセンサー周囲に既知の分析物濃度を有する水レザバーまたは環境を含めるなどの多数の方法で取り組まれている。特定の場合、例えば、集中治療室（ＩＣＵ）環境または連続的なグルコースの監視（ＣＧＭ）の適用例では、使用の直前にセンサーを有効性確認する、または他の方法で検査する必要性をなくす、または排除することが望ましいであろう。したがって、市販されている現在の電流測定センサーは、特定の適用例、例えば、被験体における分析物レベルのＩＣＵでの監視などに必要な「追加設定無し」では実施できないであろう。
【０００３】
特定の医療用途では、ＩＣＵまたは他の緊急事態の患者は、生命維持に必要な流体または医薬品を静脈内投与できるようにカテーテルなどの侵襲性器具がしばしば取り付けられることがある。患者の静脈内に投与される流体の薬用量を決定する医師は、血液検査でしか決定できない症状を可能な限り速く知る必要があろう。その情報がどの程度迅速に必要かは、事態の重大さによって異なるであろう。場合によっては、生理学的パラメーターを決定できる速度が、生と死を分ける可能性もある。そのような状況では、使用の直前にセンサーを事前検査する、または他の方法で有効性確認しなければならないという要求は、血液サンプルを採取して分析のために検査室に送る慣行と全く同様に、到底許容されるものではなく、および／または患者に悪影響をもたらすであろう。
【０００４】
血液化学を測定して目的の生理学的パラメーターを確認するよりタイムリーな方法は、最終的には完成するであろう。したがって、静脈内の電流測定による検出を提供するという満たされていない要求が存在し、この検出では、患者の血流に存在する分析物の濃度を、ｉｎ  ｖｉｔｒｏで事前検査され、および／または有効性が確認された、実際の分析物濃度に比例した迅速かつ正確な電流を生成する電気化学的分析物センサーを含むセンサーを循環系内に配置することによって決定することができる。
【０００５】
さらに、電気化学装置の事前検査により、その性能が実際の最終的な使用に適していないと分かることがあり、結果として、潜在的に使用可能なセンサー構造が誤って廃棄される可能性がある。電気化学的分析物センサーをｉｎ  ｖｉｔｒｏでいつ検査するかは一般に知られており、検査溶液は、センサーの実際の最終的な使用環境のｐＨに近づけるために緩衝される。典型的には、緩衝液は、ＰＢＳであり、そのｐＨは、検査する被験体に見られる生理液（例えば、血液、間質液、尿など）のｐＨに調整する。また、出力信号が所定の（比較的一定の）分析物濃度範囲で一定期間に亘ってドリフトし得ることがセンサーの開発および／または電気化学的分析物センサーの品質保証（ＱＣ）検査でも一般に観察される。このようなドリフトが観察されると、典型的には、センサー構造およびその構成要素のいずれかが最適ではない、ならびに／または他の理由で十分でなく、このセンサー、および場合によってはこのセンサーと一緒に製造された全てのセンサーの再設計またはＱＣ不合格となり得る示唆と見なされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、通常であれば実際の最終的な使用に適した性能を示し、および／または多層分析物検出膜内の酵素の微小環境を十分に緩衝する電気化学的分析物センサーの検査方法が望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
要約
第１の実施形態では、電気活性表面を有する少なくとも１つの電極と、少なくとも一部が電気活性表面を覆う分析物検出膜と、を備え、この膜が、任意選択の障害層と、酵素層と、任意選択の親水性ポリマー層と、分析物検出膜に結合された少なくとも１つの緩衝剤と、を含む、電気化学的分析物センサーを提供する。任意選択の親水性ポリマー層は、（ｉ）電気活性表面と障害層との間、および／または（ｉｉ）障害層と酵素層との間に配置されている。緩衝剤は、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの組み合わせの少なくとも１つの塩を含む。
【０００８】
第１の実施形態の一態様では、緩衝剤は、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの組み合わせを含む。
【０００９】
第１の実施形態の別の態様では、緩衝剤は、高分子電解質を含み、高分子電解質のアニオンは、酢酸アニオン、重炭酸アニオン、炭酸アニオン、またはこれらのアニオンの組み合わせである。
【００１０】
第１の実施形態の別の態様では、緩衝剤は、ｉｎ  ｖｉｖｏで検査されるときに、分析物の薬理学的濃度範囲に対して、分析物検出膜の電気化学的に生成される酸性の副産物を中和するのに十分な量存在する。
【００１１】
第１の実施形態の別の態様では、センサーは、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物を含む少なくとも１つの塩を含み、この少なくとも１つの塩は、（ｉ）電気活性表面と障害層との間に乾燥層として堆積される、（ｉｉ）障害層と酵素層との間に乾燥層として堆積される、（ｉｉｉ）（ａ）電極表面と障害層との間、および／または（ｂ）障害層と酵素層との間に配置された親水性ポリマー層に結合される、（ｉｖ）酵素層に結合される、または（ｖ）（ｉ）〜（ｉｖ）のいずれかまたは全ての組み合わせである。分析物検出膜は、流れ制限層をさらに含み、この流れ制限層は、膜を封入して、使用中の分析物検出膜からの緩衝剤の拡散を防止し、および／または低減する。
【００１２】
第２の実施形態では、電気化学的分析物センサーを提供する。このセンサーは、電気活性表面を有する少なくとも１つの作用電極と、分析物検出膜と、任意選択の障害層と、酵素層と、少なくとも１つの塩と、流れ制限層とを備えている。分析物検出層は、（ｉ）電気活性表面と任意選択の障害層との間、および／または（ｉｉ）任意選択の障害層と酵素層との間に配置された任意選択の親水性層を含むことができ、この親水性層は、少なくとも１つの親水性ポリマーを含み、酵素を排除する。任意選択の障害層は、セルロース誘導体を含む。少なくとも１つの塩は、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物を含む。少なくとも１つの塩は、（ｉ）電気活性表面と障害層との間に乾燥層として堆積される、（ｉｉ）任意選択の障害層と酵素層との間に乾燥層として堆積される、（ｉｉｉ）（ａ）電極表面と任意選択の障害層との間、および／または（ｂ）任意選択の障害層と酵素層との間に配置された親水性ポリマー層に結合される、（ｉｖ）酵素層に結合される、または（ｖ）（ｉ）〜（ｉｖ）のいずれかまたは全ての組み合わせである。流れ制限層が、酵素層、障害層、任意選択の親水性層、および少なくとも１つの電極を覆っている。
【００１３】
第３の実施形態では、電気化学的分析物センサーの検査方法を提供する。この方法は、電気化学的センサーを用意するステップと、電気化学的センサーを緩衝剤の水溶液に接触させるステップであって、この緩衝剤が、４００ｍｇ／ｄＬ以上のグルコース濃度で信号ドリフトを１時間以上に亘って１０％以下にする、ステップと、電気化学的センサーを、分析物の臨床濃度範囲における１つ以上の濃度の分析物に接触させるステップと、電気化学的分析物センサーを検査するステップと、を含む。
【００１４】
第３の実施形態の一態様では、緩衝剤は、（ｉ）ｉｎ  ｖｉｔｒｏでの分析物の臨床濃度範囲に対して、電気化学的分析物センサーの電気化学的に生成される酸性の副産物を中和し、および／または（ｉｉ）ｉｎ  ｖｉｔｒｏで検査されるときに、少なくとも２時間に亘って分析物の臨床濃度範囲の上限で本質的に一定の出力電流を供給するのに十分な量存在する。
【００１５】
第３の実施形態の別の態様では、緩衝剤は、炭酸イオン、重炭酸イオン、または炭酸イオンと重炭酸イオンとの混合物を含む。
【００１６】
第３の実施形態の別の態様では、緩衝剤は、４００ｍｇ／ｄＬ以上のグルコース濃度で信号ドリフトを２時間以上に亘って１０％以下にする。
【００１７】
第３の実施形態の別の態様では、４００ｍｇ／ｄＬ以上のグルコース濃度で信号ドリフトが８時間以上に亘って１０％以下に維持される。
【００１８】
本発明は、グルコース検査溶液およびグルコース較正溶液にも適用可能である。具体的には、これらの溶液は、グルコースセンサーの酵素の微小環境周囲のグルコン酸などの酵素副産物の酸性蓄積物を緩衝する十分な能力を有するように調製される。したがって、本発明の開示の溶液に浸漬されたグルコースセンサーは、（１）溶液浸漬時間に応じて安定であり、および（２）グルコース濃度に応じて線形である出力信号を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による流れ制限膜で被覆された作用電極を有するフレックス回路（ｆｌｅｘ  ｃｉｒｃｕｉｔ）の形態の電流測定センサーを示している。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による流れ制限膜が設けられる前のセンサーの作用電極部分の側断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による流れ制限膜が設けられた後の図２に示されているセンサーの作用電極部分の側断面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態によるセンサーアセンブリを備えたマルチルーメンカテーテルの側面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態による図４のマルチルーメンカテーテルの遠位端部の詳細図である。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂはそれぞれ、１×ＰＢＳおよび１０×ＰＢＳコントロール緩衝系を用いた一群の試験センサーの電流出力−時間のグラフである。
【図７】図７は、本明細書に開示され記載されている１００ｍＭ  重炭酸塩の緩衝系を用いた一群の試験センサーの電流出力−時間のグラフである。
【図８】図８は、図７に示されている個々のセンサーの電流出力−時間データに一致する電流出力−グルコース濃度の較正曲線および計算した回帰線である。
【図９】図９は、図７に示されている個々のセンサーの電流出力−時間データに一致する電流出力−グルコース濃度の較正曲線および計算した回帰線である。
【図１０】図１０は、図７に示されている個々のセンサーの電流出力−時間データに一致する電流出力−グルコース濃度の較正曲線および計算した回帰線である。
【図１１】図１１は、ＰＢＳコントロール緩衝系を用いた一群の試験センサーの電流出力−時間のグラフである。
【図１２】図１２は、本明細書に開示され記載されている緩衝系を用いた高い分析物濃度に維持された一群の試験センサーの電流出力−時間のグラフである。
【図１３】図１３は、図１２に示されている個々のセンサーのそれぞれに一致する電流出力−グルコース濃度の較正曲線および関連する計算した回帰線である。
【図１４】図１４は、図１２に示されている個々のセンサーのそれぞれに一致する電流出力−グルコース濃度の較正曲線および関連する計算した回帰線である。
【図１５】図１５は、図１２に示されている個々のセンサーのそれぞれに一致する電流出力−グルコース濃度の較正曲線および関連する計算した回帰線である。
【図１６】図１６は、図１２に示されている個々のセンサーのそれぞれに一致する電流出力−グルコース濃度の較正曲線および関連する計算した回帰線である。
【図１７】図１７は、図１２に示されている個々のセンサーのそれぞれに一致する電流出力−グルコース濃度の較正曲線および関連する計算した回帰線である。
【図１８】図１８は、１０×ＰＢＳコントロール緩衝系を用いた図６Ｂに示されているデータに基づいた個々の制御センサーに一致する電流出力−グルコース濃度の較正曲線および計算した回帰線である。
【図１９】図１９は、１０×ＰＢＳコントロール緩衝系を用いた図６Ｂに示されているデータに基づいた個々の制御センサーに一致する電流出力−グルコース濃度の較正曲線および計算した回帰線である。
【図２０】図２０は、１０×ＰＢＳコントロール緩衝系を用いた図６Ｂに示されているデータに基づいた個々の制御センサーに一致する電流出力−グルコース濃度の較正曲線および計算した回帰線である。
【図２１】図２１は、１０×ＰＢＳコントロール緩衝系を用いた図６Ｂに示されているデータに基づいた個々の制御センサーに一致する電流出力−グルコース濃度の較正曲線および計算した回帰線である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
詳細な説明
全体として、環境と迅速に化学的、電気的、および物理的に平衡となるようにし、結果として高速かつ正確な分析物レベルを示す電気化学的分析物センサーおよびｉｎ  ｖｉｔｒｏ検査方法を開示する。より詳細には、本開示は、迅速かつ正確な分析物レベルを示す緩衝剤を含む分析物の測定装置、および／またはこの装置を事前検査して有効性確認するｉｎ  ｖｉｔｒｏ検査方法に関する。このようなセンサーおよびｉｎ  ｖｉｔｒｏ検査方法は、特に、ＩＣＵでの監視などのより厳しい検出の適用例で使用される。出願者は、驚くべきことに、電気化学的センサーの分析物検出膜構造に結合される、またはこのセンサーの検査液に含められる特定の種類の緩衝剤が、分析物の濃度に一致するセンサーの信号出力を実質的に維持することを観察した。この信号出力は、実質的に特定の緩衝剤がなくても、比較的緩衝された溶液または比較センサー構造よりも維持される。加えて、出願者は、驚くべきことに、特定の緩衝剤、例えば、酢酸イオン、重炭酸イオン、炭酸イオン、およびこれらの混合物を含む緩衝剤の使用が、電気化学的センサーの商業化に必要な開発時間、有効性確認、およびＱＣ関連検査を実質的に排除または低減することを観察した。
【００２１】
どの特定の理論にも拘泥するものではないが、出願者は、酢酸イオン、重炭酸イオン、炭酸イオン、またはこれらの混合物の少なくとも１つの塩から選択される緩衝剤が、分析物検出膜の微小環境内の局所ｐＨの変動を減少または排除するとほぼ考えている。例えば、分析物検出膜の微小環境内の局所ｐＨの変動は、グルコースとグルコースオキシダーゼとの反応から生じるグルコン酸によってもたらされる。したがって、本明細書に開示される緩衝剤は、分析物検出膜の微小環境内の酵素の感受性を維持し、これが、比較的一定の分析物の濃度、特に比較的高い分析物の濃度、とりわけ長時間に亘って維持される比較的高い分析物の濃度の期間中に改善された、または他で安定な信号出力をもたらす。一定の分析物濃度の状態は、センサーの開発の最中、センサーの有効性確認またはＱＣ関連検査の最中、またはセンサーのｉｎ  ｖｉｖｏでの使用中に存在する、またはもたらされ得る。
【００２２】
以下の説明および例は、開示される本発明の一部の例示的な実施形態を詳細に例示する。当業者であれば、本発明の範囲に包含され得る本発明の様々な変更形態および改良形態が存在し得ることを理解できよう。したがって、特定の例示的な実施形態の説明は、本発明の範囲を限定するものではない。
【００２３】
定義
本発明の様々な態様を理解しやすくするために、以下の通り定義する。
【００２４】
本明細書で使用される場合、用語「分析物」は、分析することができる生体液（例えば、血液）中の目的の物質または化学成分を指すが、これに限定されるものではない。分析物は、生体液中に天然に存在することができ、分析物は、体内に導入することができ、あるいは分析物は、目的の物質の代謝産物、または目的の物質の酵素的に生成された化学反応物もしくは化学産物とすることができる。好ましくは、分析物は、少なくとも１つの酵素と反応でき、および電流測定または電圧測定で検出可能な電気化学反応生成物を定量的に生成する化学物質を含む。
【００２５】
本明細書で使用される場合、用語「分析物測定装置」、「センサー」、および「センサーアセンブリ」は、少なくとも１つの分析物の検出を可能にする分析物監視装置の領域を指すが、これに限定されるものではない。例えば、センサーは、非導電部分、少なくとも１つの作用電極、基準電極、および対電極（任意選択）を含むことができ、非導電部分の１つの位置における電気化学的に反応性の表面、非導電部分の別の位置における電子接続部、および電気化学的に反応性の表面上の１つ以上の層を形成している。
【００２６】
本明細書で使用される場合、用語「ブレークイン」は、センサー配置後に、センサーからの電気出力がセンサーと溶液の接触後に実質的に一定の値を達成するまでの時間を指すが、これに限定されるものではない。ブレークインは、異なる電圧設定値を適用すること、高い電圧設定値で開始してから電圧設定値を下げること、および／または一定の電流密度で負の電流で作用電極を前処理することによってセンサーの電子機器を設定することを含む。ブレークインは、膜、層、酵素、および電子機器などのセンサーの構成要素の１つ以上の化学的／電気的平衡を含み、センサー出力の較正の前に起こり得る。例えば、センサーに対する電位入力後の即時ブレークインは、センサーからの実質的に一定の電流出力であり得る。例として、溶液と接触後のグルコース電気化学的センサーの即時ブレークインは、配置から約３０分以内の±５ｍｇ／ｄＬの較正グルコース濃度を表す電流出力であり得る。用語「ブレークイン」は、十分に文書化されており、電気化学的グルコースセンサーの分野の技術者には理解されているが、ブレークインは、基準グルコースデータ（例えば、ＳＭＢＧ計から）が測定グルコースセンサーデータの範囲内の±５ｍｇ／ｄＬであるとき、グルコースセンサーで例示することができる。
【００２７】
本明細書で使用される場合、用語「緩衝剤」は、一般に緩衝液の主成分である物質または主成分となる物質を指す。例えば、「緩衝剤」は、分析物を含む水溶液に接触すると、水溶液のｐＨを変更し、および／または維持し、水溶液のｐＨが、緩衝剤に接触する前のｐＨと同じまたは異なるようにすることができる。特定の一例では、緩衝剤は、分析物を含むまたは分析物が添加される水性媒体に接触したときに、分析物検出膜に結合する緩衝液の活性剤を生成する。好ましい態様では、緩衝剤は、分析物を含むまたは分析物が添加される水性媒体に接触したときに、検出膜を含むグルコースオキシダーゼに結合する緩衝液の活性剤を生成する。別の特定の例では、緩衝剤は、分析物に応答する電気化学的センサーの検査に使用される分析物を含む水溶性媒体に結合する緩衝液の活性剤を生成する。好ましい態様では、緩衝剤は、電気化学的グルコースセンサーの検査に使用されるグルコースを含む水溶性媒体に結合する緩衝液の活性剤を生成する。より好ましい態様では、緩衝剤は、酢酸イオン、重炭酸イオン、炭酸イオン、もしくはこれらの混合物の少なくとも１つを含む、または約１０×リン酸緩衝生理食塩水（１０×ＰＢＳ）を含む、または酢酸イオン、重炭酸イオン、炭酸イオンの１つと組み合わせられたリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）を含む。さらに好ましい態様では、緩衝剤は、分析物検出膜の酵素の（微小）環境内で酢酸イオン、重炭酸イオン、炭酸イオン、またはこれらの混合物の少なくとも１つを含む。好ましい態様では、緩衝剤は、アンモニウム、アルキルアンモニウム、アルカリ、アルカリ土、またはポリカチオンの水溶性塩であり、この塩は、酢酸イオン、重炭酸イオン、炭酸イオン、またはこれらの混合物の少なくとも１つを含む。
【００２８】
本明細書で使用される場合、句「〜する能力がある」は、説明した構造に関連した機能の説明を指すときは、説明された構造が説明された機能を実際に果たすことができる全ての条件を含む。例えば、句「〜する能力がある」は、通常の動作条件、実験条件、または実験室条件、ならびに通常の動作中には起こる可能性が低い、または起こり得ない条件の下で機能を果たすことを含む。
【００２９】
本明細書で使用される場合、用語「酢酸酪酸セルロース」は、セルロースを無水酢酸および無水酪酸と接触させることによって得られる化合物を指すが、これに限定されるものではない。
【００３０】
本明細書で使用される場合、用語「含む」およびその文法的等価物は、「備える」、「有する」、または「〜によって特徴付けられる」と同義であり、説明をしていないさらなる要素または方法のステップを含むまたは制限せず、かつ排除しない。
【００３１】
本明細書で使用される場合、句「連続的な分析物の検出」および「継続的な分析物の検出」（および文法的等価物「連続的に」および「継続的に」）は、連続的に、継続的に、および／または断続的に（しかし定期的に）行われる分析物の濃度の監視の期間を指すが、これに限定されるものではない。
【００３２】
本明細書で使用される場合、句「連続的なグルコースの検出」は、連続的に、継続的に、および／または断続的に（しかし定期的に）行われるグルコース濃度の監視の期間を指すが、これに限定されるものではない。この期間は、例えば、数分の１秒〜例えば、１分、２分、または５分以上の時間間隔とすることができる。
【００３３】
本明細書で使用される場合、用語「覆う」およびその文法的等価物は、通常の辞書の定義を指すが、これに限定されるものではなく、１つ以上の介在層を含む。例えば、電気活性表面の少なくとも一部を「覆っている」層は、この層と電気活性表面との間の１つ以上の介在層を含む。
【００３４】
本明細書で使用される場合、用語「架橋」および「架橋結合」は、共有結合またはイオン結合を形成することによる連結（例えば、ポリマーおよび／またはタンパク質の近接鎖）を指すが、これに限定されるものではない。架橋結合は、既知の技術、例えば、熱反応、化学反応、または電離放射（例えば、電子ビーム照射、ＵＶ照射、Ｘ線照射、またはγ線照射）によって達成することができる。例えば、グルタルアルデヒドなどのジアルデヒドと親水性ポリマー酵素組成物との反応は、酵素および／または親水性ポリマーの１つ以上の化学架橋結合となる。
【００３５】
本明細書で使用される場合、句「電気活性表面」は、電気化学反応が起こる電極の表面を指すが、これに限定されるものではない。例えば、所定の電位で、Ｈ２Ｏ２が、作用電極の電気活性表面と反応して、２つの陽子（２Ｈ＋）、２つの電子（２ｅ−）、および１つの酸素分子（Ｏ２）を生成し、これらの電子が検出可能な電子電流を生成する。電気活性表面は、その少なくとも一部にアミノアルキルシランなどの化学結合または共有結合接着促進剤を備えることができる。
【００３６】
本明細書で使用される場合、句「酵素層」は、目的の分析物の決定に利用される反応物および／または共反応物が通過することができる１つ以上のドメインを含む透過性または半透過性膜を指すが、これに限定されるものではない。一例として、酵素層は、グルコースオキシダーゼ酵素および親水性ポリマーを含み、この酵素が、グルコースおよび酸素との電気化学反応を触媒して、グルコース濃度の測定を可能にする。酵素層は、少なくとも１つのタンパク質、または天然もしくは合成材料をさらに含み得る。好ましい態様では、酵素層は、宿主の不用意な感染の可能性を回避するために、ヒトに対する既知または疑われる病理学的作用、ウイルス作用、または免疫学的作用を有する動物起源のタンパク質、例えば、あらゆるウシタンパク質、特に牛海綿状脳症（ＢＳＥ）に関連したウシタンパク質を意図的に排除する。別の態様では、酵素層は、既知の毒性を考慮して、酸化還元メディエータ、特に、遷移金属が結合した酸化還元メディエータを意図的に排除する。酸化還元メディエータの排除は、少なくとも一因として、使用中の宿主への毒性金属の放出の可能性によるものである。
【００３７】
本明細書で使用される場合、用語「流れ制限膜」は、酸素および他の分析物の下側の酵素層への流れを制御する半透過性膜を指す。例として、グルコースセンサーの場合、流れ制限膜は、速度制限しないで過剰に酸素を供与するのが好ましい。結果として、グルコース測定の線形性の上限が、流れ制限膜を使用しないで達成される値よりも大幅に高い値まで拡大される。
【００３８】
本明細書で使用される場合、用語「インターフェラント（ｉｎｔｅｒｆｅｒａｎｔ）」、「妨害物質（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｔ）」、および「妨害種（ｉｎｔｅｒｆｅｒｉｎｇ  ｓｐｅｃｉｅｓ）」は、通常なら目的の分析物のセンサーでの測定を妨害して分析物の測定を正確に表さない信号を生成する作用および／または化学種を指すが、これに限定されるものではない。例えば、電気化学的センサーでは、妨害種は、測定すべき分析物の酸化電位と実質的に重複する酸化電位を有する化合物とすることができる。
【００３９】
本明細書で使用される場合、用語「高分子電解質」は、懸垂イオン性基を有する高分子量物質を指す。高分子電解質の分子量は、少なくとも約１０００〜約１，０００，０００ダルトンの範囲とすることができる。一態様では、高分子電解質は、末端イオン性基および本質的に懸垂型でないイオン性基を有するポリマー、例えば、ナフィオンを含まない。
【００４０】
本明細書で使用される場合、用語「被験体」は、哺乳動物、特にヒトおよび家畜動物を指すが、これに限定されるものではない。
【００４１】
本明細書で使用される場合、句「ビニルエステル単量体単位」は、エステル官能性を有する不飽和単量体の重合から形成される物質の化合物および組成物を指す。例えば、ポリエチレン酢酸ビニルポリマーおよびそのコポリマーは、ビニルエステル単量体単位を含む化合物である。
【００４２】
センサーシステムおよびセンサーアセンブリ
本明細書に開示される本発明の態様は、目的の分析物の濃度またはその分析物の濃度もしくは存在を示唆する物質の濃度を測定する分析物センサーシステムの使用に関する。センサーシステムは、連続装置であり、例えば、皮下装置、経真皮（例えば、経皮）装置、または血管内装置の一部として使用することができる。分析物センサーは、分析物検出のために酵素法、化学法、電気化学法、またはこのような方法の組み合わせを使用することができる。出力信号は、典型的には、装置を使用することができる患者または医師などの使用者に目的の分析物の有効値を提供するために使用される生信号である。したがって、適切な平滑化法、較正法、および評価法を、この生信号に適用することができる。
【００４３】
一般に、センサーは、複数の層によって取り囲まれた作用電極の露出された電気活性表面の少なくとも一部を備えている。好ましくは、障害層が、露出された電極表面を生物学的環境から保護し、および／または妨害物質を制限もしくは遮断するために、センサーの電気活性表面（作用電極および任意選択の基準電極）の少なくとも一部の上に接触するように堆積される。酵素層が、障害層の少なくとも一部の上に接触するように堆積される。一態様では、障害層および酵素層が、センサーの信号出力の迅速な応答および安定性を可能にし、ならびに／または放浪種、例えば、塩および電解質層もしくはドメインで電極の電気活性表面を前処理する必要性をなくし、これにより、製造が容易になり、開示されるセンサーのロットごとのばらつきが減少する。
【００４４】
以下に詳細に開示される例示的な一実施形態は、グルコース・センサー・アセンブリを備えたカテーテルなどの医療装置を利用する。一態様では、分析物センサーアセンブリを備えた医療装置が、被験体の血管系に挿入するために提供される。分析物センサーアセンブリを備えた医療装置は、これに関連して、センサーに関連した電子ユニット、およびセンサーのデータを受信し、ならびに／または処理するための受信機を備えることができる。連続グルコースセンサーの２、３の例示的な実施形態を本明細書に例示し、開示することができるが、開示された実施形態は、目的の分析物の濃度の実質的に継続的または実質的に連続的な測定をすることができ、および分析物の濃度を表す迅速かつ正確な出力信号を提供することができるあらゆる装置に適用できることを理解されたい。
【００４５】
電極および電気活性表面
本明細書に開示されるセンサーまたはセンサーアセンブリの電極および／または電気活性表面は、導電材料、例えば、プラチナ、プラチナイリジウム、パラジウム、黒鉛、金、炭素、導電ポリマー、合金、またはインクなどを含む。電極は、様々な製造技術（バルク金属法、または金属の基板への蒸着など）によって形成することができ、導電性インクおよび／または触媒インクを用いたスクリーン印刷技術によって電極を形成すると有利であろう。導電性インクは、プラチナおよび／またはパラジウムなどの貴金属で触媒することができる。
【００４６】
一態様では、センサーまたはセンサーアセンブリの電極および／または電気活性表面は、フレックス回路などの可撓性基板上に形成される。一態様では、フレックス回路は、センサーの一部あり、基板、導電トレース、および電極を含む。導電トレースおよび電極は、例えば、スクリーン印刷技術またはインク堆積技術を用いて基板にマスキングして像を形成することができる。導電トレースおよび電極、ならびに電極の電気活性表面は、導電材料、例えば、プラチナ、プラチナイリジウム、パラジウム、黒鉛、金、炭素、導電ポリマー、合金、またはインクなどから形成することができる。
【００４７】
一態様では、対電極が、作用電極で測定される化学種によって生成される電流の平衡を保つために設けられている。グルコースオキシダーゼをベースとしたグルコースセンサーの場合、作用電極で測定される化学種はＨ２Ｏ２である。グルコースオキシダーゼは、反応式：グルコース＋Ｏ２→グルコン酸塩＋Ｈ２Ｏ２にしたがって酸素とグルコースの過酸化水素とグルコン酸塩への変換を触媒する。作用電極によるＨ２Ｏ２の酸化は、対電極に存在する全ての酸素または他の還元可能な化学種の還元によって平衡が保たれる。グルコースオキシダーゼの反応によって生成されるＨ２Ｏ２は、作用電極の表面で反応し、２つの陽子（２Ｈ＋）、２つの電子（２ｅ−）、および１つの酸素分子（Ｏ２）を生成する。
【００４８】
一態様では、追加の電極、例えば、３電極系（作用電極、基準電極、および対電極）および／または１つ以上の追加の作用電極をセンサーまたはセンサーアセンブリ内に含めることができ、この追加の作用電極は、基準減算電極（ｂａｓｅｌｉｎｅ  ｓｕｂｔｒａｃｔｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）として構成される、または追加の分析物を測定するように構成される。２つの作用電極は、互いに近接し、および基準電極に近接して配置することができる。例えば、第１の作用電極を、グルコースおよび基準値を含む第１の信号を測定するように構成し、酵素が配置されていない第１の作用電極に実質的に類似した追加の作用電極を、基準値のみからなる基準値信号を測定するように構成して、多電極系を構成することができる。この方法では、追加の電極によって生成される基準値信号を第１の作用電極の信号から減算して、基準値の変動および／または電気化学的に活性な妨害化学種を実質的に含まないグルコースのみの信号を生成することができる。
【００４９】
一態様では、センサーは、２〜４個の電極を含む。これらの電極には、例えば、対電極（ＣＥ）、作用電極（ＷＥ１）、基準電極（ＲＥ）、および任意選択の第２の作用電極（ＷＥ２）が含まれ得る。一態様では、センサーは、少なくともＣＥおよびＷＥ１を有する。一態様では、追加のＷＥ２を使用して、センサー測定の精度をさらに向上させることができる。一態様では、追加の第２の対電極（ＣＥ２）を使用することができ、これによりセンサー測定の精度をさらに向上させることができる。
【００５０】
一切の後続層が設けられる前に、電極の表面を処理することができる。表面処理には、例えば、電極表面の少なくとも一部の化学処理、プラズマ処理、またはレーザー処理が含まれ得る。例として、電極を、１つ以上の接着促進剤に化学的にまたは共有結合的に接触させることができる。接着促進剤には、例えば、アミノアルキルアルコキシルシランおよびエポキシアルキルアルコキシルシランなどが含まれ得る。例えば、１つ以上の電極を、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを含む溶液に化学的にまたは共有結合的に接触させることができる。
【００５１】
一部の代替の実施形態では、作用（および／または他の）電極の露出された表面積を、電極自体の断面積を変更することによって増加させることができる。作用電極の表面積を増加させることは、分析物の濃度に応答する信号を増加させるのに有利であり得、この信号の増加が、例えば、Ｓ／Ｎ比の改善に役立ち得る。作用電極の断面は、あらゆる規則的な構造、不規則な構造、円形構造、または非円形構造によって画定することができる。
【００５２】
緩衝剤
一態様では、緩衝剤は、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、およびこれらの混合物の少なくとも１つを含む。別の態様では、緩衝剤は、少なくとも０．０３０重量モル濃度のＮａ２ＨＰＯ４および少なくとも０．００６重量モル濃度のＫＨ２ＰＯ４のリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）の水溶液、または酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、およびリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）のあらゆる組み合わせを含む。水性媒体中に存在すると、緩衝剤は、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、およびこれらの混合物を提供することができる。好ましい態様では、緩衝剤は、分析物検出膜に関連した緩衝液の活性剤、または電気化学的グルコースセンサーの検査に使用されるグルコースを含む水性媒体を生成する。緩衝剤は、ｉｎ  ｖｉｖｏまたはｉｎ  ｖｉｔｒｏで使用されるときに分析物の臨床濃度範囲に対して、電気化学的分析物センサーの電気化学的に生成される酸性の副産物を中和するのに十分な量存在する。より好ましい態様では、緩衝剤は、酢酸イオン、重炭酸イオン、炭酸イオン、３×以上のＰＢＳ、またはこれらの混合物の少なくとも１つを含む。さらに好ましい態様では、緩衝剤は、分析物検出膜の酵素の（微小）環境内に酢酸イオン、重炭酸イオン、炭酸イオン、１０×ＰＢＳ、またはこれらの混合物の少なくとも１つを含む。好ましい態様では、緩衝剤は、アンモニウム、アルキルアンモニウム、アルカリ、アルカリ土、またはポリカチオンの塩であり、この塩は、酢酸イオン、重炭酸イオン、炭酸イオン、またはこれらの混合物の少なくとも１つを含む。より好ましい態様では、緩衝剤は、酢酸、炭酸、もしくは重炭酸のナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、もしくはポリカチオン塩、またはこれらの混合物を含む。
【００５３】
一態様では、緩衝剤は、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物を含む高分子電解質である。高分子電解質は、懸垂イオン性基を有する高分子量物質である。電解質として、高分子電解質は、電荷中和能力および電荷移動能力などの安定したセンサー機能に必要な有利なイオン特性を有する。高分子電解質は、サイズが大きいため、例えば、酢酸イオン、炭酸イオン、または重炭酸イオンなどの電解質（放浪）種の分析物検出膜を介した拡散を実質的に低減または防止する。したがって、酢酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、およびこれらの混合物を含む高分子電解質は、電気的中性を実質的に維持する一方で、分析物検出膜に対して非放浪緩衝系（ｎｏｎ−ｆｕｇｉｔｉｖｅ  ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）を提供すると考えられる。一般に、高分子電解質は、多数のイオン性基を有するため、高電荷であり得る。一態様では、高分子電解質は、複数のイオン性基から構成することができる。さらなる態様では、高分子電解質は、好ましくは、末端イオン性基を含まない、例えば、ナフィオンをベースとした高分子電解質である。好ましい高分子電解質は、カチオン高分子電解質塩、または酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、もしくはこれらの混合物を含むポリカチオン（正電荷を有する反復結合を含むポリマー）である。
【００５４】
本発明の好ましい態様は、酢酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、およびこれらの混合物を含む薬学的に許容され得るポリカチオンを含む高分子電解質を利用する。薬学的に許容され得る塩は、ヒトへの使用に安全かつ効果的である塩である。ポリカチオンまたはポリカチオン前駆体の例には、例えば、直鎖または分岐ポリ（エチレンイミン）、ポリ（アリルアミン）、ポリアルキレンポリアミン、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウム）、ポリ（アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸）、ポリ（スチレンスルホン酸）、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパン−スルホン酸）、（３−アクリルアミドプロピル）トリスメチルアンモニウム、Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド、ポリ−４−ビニルピリジン、ポリアクリロニトリル、ポリリジン、ポリオルニチン、ポリヒスチジン、ポリアルギニン、ポリトリプトファン、ポリ−２，４−ジアミノ酪酸、ポリリジン、ポリオルニチン、ポリヒスチジン、ポリアルギニン、ポリトリプトファン、ポリ−２，４−ジアミノ酪酸、ポリ−２，３−ジアミノプロピオン酸、プロタミン、ならびにリジン、ヒスチジン、アルギニン、トリプトファン、オルニチン、２，４−ジアミノ酪酸、および２，３−ジアミノプロピオン酸からなる群から選択されるアミノ酸残基をポリペプチド鎖に少なくとも１種類以上有するポリペプチドが含まれ、ジメチルアミン−エピクロロヒドリン縮合生成物、ポリアミン型化合物には、ポリアルキレンポリアミンおよびグアニジン誘導体、ポリアミドポリアミン、およびこれらの混合物の縮合生成物が含まれる。高分子科学の分野の技術者であれば、非常に多様な潜在的なポリカチオンおよびこれらの組み合わせ、ならびに酢酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、およびこれらの混合物の結合対イオンを理解でき、上記リストが決して全てを網羅するものではなく、１つ以上のポリカチオンの可能な組み合わせを含め、他の可能な組み合わせが含まれると見なされることを理解できよう。酢酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、またはこれらの混合物を含むポリカチオン塩は、当技術分野で一般に知られている方法を用いて、ポリカチオンの遊離酸と酢酸塩、炭酸塩、もしくは重炭酸塩の共役塩基との直接反応によって、またはポリカチオンの他のアニオンとのイオン交換法によって用意することができる。
【００５５】
一態様では、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物を含む緩衝剤は、他のあらゆる緩衝剤よりも高いモル濃度で存在する。例えば、緩衝剤は、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）バッファーの主成分よりもモル（または重量モル）過剰で存在し、１×ＰＢＳ緩衝液は、典型的には、１３７ｍＭの濃度のＮａＣｌ、１０ｍＭの濃度のリン酸塩、２．７ｍＭの濃度のＫＣｌ、およびｐＨ  ７．４を有し、リン酸塩が、緩衝液の主成分である。好ましい態様では、緩衝剤の濃度は、１０ｍＭ〜２００ｍＭ、より好ましくは２０ｍＭ〜約１５０ｍＭ、最も好ましくは２５ｍＭ〜６０ｍＭである。多量の緩衝剤を使用することができる。他の態様では、緩衝剤は、非ＰＢＳ緩衝剤の量が少なくとも２０ｍＭであれば、ＰＢＳと共に使用される。例えば、約２０ｍＭの濃度で炭酸イオンを含む緩衝剤は、ｐＨが約７．４で、１×ＰＢＳ、さらには１０×ＰＢＳ緩衝液と比較して、長期に亘って高レベルの分析物において優れた信号出力性能を提供することが見出されている。別の態様では、緩衝剤が、センサーの検査用の水溶液中に存在し、この水溶液は、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、少なくとも０．０３０重量モル濃度のＮａ２ＨＰＯ４および０．００６重量モル濃度のＫＨ２ＰＯ４のリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）、または酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、およびリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）のあらゆる組み合わせを含む。例えば、水溶液は、２０ｍＭ  重炭酸塩および１×ＰＢＳを含む、または少なくとも０．０３０重量モル濃度のＮａ２ＨＰＯ４および０．００６重量モル濃度のＫＨ２ＰＯ４がＰＢＳのみを含むことができる。
【００５６】
好ましい一態様では、緩衝剤は、（ｉ）電気活性表面と障害層との間に乾燥層として堆積される、（ｉｉ）障害層と酵素層との間に乾燥層として堆積される、（ｉｉｉ）（ａ）電気活性表面と障害層との間、および／または（ｂ）障害層と酵素層との間に配置された任意選択の親水性ポリマー層に結合される、（ｉｖ）酵素層に結合される、または（ｖ）（ｉ）〜（ｉｖ）のいずれかまたは全ての組み合わせである。
【００５７】
任意選択の親水性層
一態様では、電気化学的センサーの分析物検出膜は、任意選択で親水性層を含む。親水性層は、電極／電気活性表面の上に配置することができ、および／または電極／電気活性表面に直接接触させることができる。同様に、親水性層は、障害層および／または酵素層などの分析物検出膜の別の層の上／下に配置することができる。親水性層は、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリ−Ｎ−ビニル−３−エチル−２−ピロリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−４，５−ジメチル−２−ピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ポリビニルアルコール、懸垂イオン性基を有するポリマー、およびこれらのコポリマーまたは配合物から選択することができる。好ましくは、親水性層は、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドンまたは高分子電解質を含む。親水性層は、緩衝剤を含み得る。
【００５８】
任意選択の障害層（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｌａｙｅｒ）
一態様では、電気化学的センサーの分析物検出膜は、妨害物質と作用電極との接触を防止または低減する障害層を任意選択で含む。妨害物質は、直接または電子移動剤を介して電子センサーの電気化学的に反応性の表面で還元または酸化されて、擬陽性分析物信号（例えば、非分析物関連信号）を生成し得る分子または他の化学種とすることができる。この擬陽性信号は、通常は、被験体の分析物濃度を実際の分析物濃度よりも高く見えるようにする。例えば、低血糖状態では、被験体が妨害物質（例えば、アセトアミノフェン）を摂取すると、人工的に高いグルコース信号が、正常血糖である、場合によっては高血糖であると被験体または医療スタッフに信じ込ませ得る。結果として、被験体または医療スタッフは、不適切または誤った処置の決定を行う可能性がある。
【００５９】
障害層として使用するのに適したあらゆる材料を、本明細書に開示されるセンサーおよび方法にしたがって使用することができる。一態様では、１つ以上の妨害種が障害層を通過するのを実質的に制限または防止する障害層が、センサーまたはセンサーアセンブリに設けられる。適切な障害材料には、例えば、セルロースおよびその誘導体、シリコーン含有および／または炭酸塩含有ポリウレタンエラストマーなどのポリウレタン、ナフィオン、ポリアニオン樹脂、ポリカーボネート、およびポリスルホン（ｐｏｌｙｓｕｆｏｎｅ）などが含まれる。
【００６０】
グルコースセンサー用の妨害種には、例えば、アセトアミノフェン、アスコルビン酸、ビリルビン、コレステロール、クレアチニン、ドーパミン、エフェドリン、イブプロフェン、Ｌ−ドーパ、メチルドーパ、サリチル酸塩、テトラサイクリン、トラザミド、トルブタミド、トリグリセリド、尿素、および尿酸が含まれる。障害層は、標的分析物種よりも１つ以上の妨害種を透過しにくくすることができる。障害層は、例えば、１つ以上の妨害種の透過は制限するが、標的分析物種の透過を可能にする特定のサイズの開口を有するように孔を開けることができる。一態様では、障害層は、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物の少なくとも１つの塩を含む緩衝剤を含む。別の態様では、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物の少なくとも１つの塩を含む緩衝剤の乾燥層が、（ｉ）障害層と電極表面と間、および／または（ｉｉ）障害層の上に配置される。一実施形態では、障害層は、１つ以上のセルロース誘導体から形成される。セルロース誘導体には、酢酸セルロース、酪酸セルロース、フタル酸セルロース、プロピオン酸セルロース、およびトリメリット酸セルロースなどが含まれる。一態様では、混合エステルセルロース誘導体は、例えば、酢酸酪酸セルロース、酢酸フタル酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、酢酸トリメリット酸セルロース、ならびにこれらのコポリマーおよびターポリマーを、これらの架橋変異体を含む他のセルロースまたは非セルロースモノマーと共に使用することができる。セルロース誘導体と同様の特性を有するポリマー多糖（ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ）などの他のポリマーを、障害材料として単独で、または上記のセルロースと組み合わせて使用することができる。
【００６１】
セルロースの他のエステルを、例えば、酢酸酪酸セルロースと配合された酢酸セルロースなどのように、混合エステルセルロース誘導体と配合することができる。上記された異なるセルロース誘導体の個々の層は、障害層を構成することができる。
【００６２】
一態様では、障害層は、酢酸酪酸セルロースから形成される。酢酸酪酸セルロースは、アセチル基とブチル基の両方およびヒドロキシル基を有するセルロースポリマーである。約３５％以下のアセチル基、約１０％〜約２５％ノブチリル基、および残余を構成するヒドロキシル基を含む酢酸酪酸セルロースを使用することができる。約２５％〜約３４％のアセチル基および約１５％〜約２０％のブチリル基を含む酢酸酪酸セルロースも使用することができるが、他の量のアセチル基およびブチリル基も使用することができる。好ましい酢酸酪酸セルロースは、約２８％〜約３０％のアセチル基および約１６％〜約１８％のブチリル基を含む。
【００６３】
分子量が約１０，０００ダルトン〜約７５，０００ダルトンの酢酸酪酸セルロースが好ましく、好ましくは約１５，０００、２０，０００、または２５，０００ダルトン〜約５０，０００、５５，０００、６０，０００、６５，０００、または７０，０００ダルトン、より好ましくは約６５，０００ダルトンが使用される。しかしながら、特定の実施形態では、これよりも高いまたは低い分子量を使用しても良いし、または分子量が異なる２つ以上の酢酸酪酸セルロースの配合物を使用しても良い。
【００６４】
酢酸酪酸セルロースの複数の層を組み合わせて障害層を形成することができ、一部の実施形態では、例えば、２つ以上の層を利用することができる。１つの溶液に溶解した様々な分子量の酢酸酪酸セルロースの混合物を利用すること、または様々な分子量、様々な濃度、および／または様々な化学的性質（例えば、官能基のｗｔ％）を有する様々な溶液から酢酸酪酸セルロースの複数の層を堆積させることが望ましいであろう。注型溶液または分散液中の追加の物質、例えば、注型補助剤、脱泡剤、界面活性剤、機能化剤、架橋剤、他のポリマー物質、および得られる層の親水性／疎水性を変更できる物質などを使用することができる。
【００６５】
障害材料をセンサーの電気活性表面（複数可）に直接スプレーする、注型する、被覆する、または浸して障害層を形成することができる。障害材料のディスペンスは、あらゆる既知の薄膜技術を用いて行うことができる。注型溶液の連続的な適用、硬化、および／または乾燥によって２層または３層以上の障害材料を形成することができる。
【００６６】
注型溶液中の固形物の濃度を調整して、１つの層の電極に十分な量の固形物または膜を堆積させて（例えば、１回の浸漬またはスプレー）、センサーで測定される測定化学種（例えば、Ｈ２Ｏ２）の電位と通常なら重複する酸化または還元電位でインターフェラントを遮断するのに十分な層を形成することができる。例えば、注型溶液の固形物の百分率を調整して、１つの層だけで、センサーによって測定されるインターフェラントの等価グルコース信号を実質的に防止または低減する機能的な障害層を形成するのに十分な量を堆積させることができる。障害材料の十分な量は、インターフェラントの等価グルコース信号を実質的に防止する、または約３０、２０、または１０ｍｇ／ｄｌ未満に低減する量とすることができる。例として、障害層は、障害層がないセンサーのアセトアミノフェンによって通常であれば生成され得る約３０ｍｇ／ｄｌの等価グルコース信号応答を実質的に遮断するように構成されるのが好ましい。アセトアミノフェンによって生成されるこのような等価グルコース信号応答は、治療量のアセトアミノフェンを含む。任意の順序で形成されるあらゆる数の被覆また層が、本明細書に開示される実施形態の障害層の形成に適し得る。
【００６７】
一態様では、障害層は、センサーの電気活性表面、または電極の表面に直接接触した材料もしくは層に直接堆積される。好ましくは、障害層は、実質的に介在材料が存在しないセンサーの電気活性表面、または電極の表面に直接接触した層に直接堆積される。驚くべきことに、センサーの電気活性表面に直接堆積された障害層を含む構造が、電気活性表面と障害層との間の介在層の必要性を実質的に排除すると共に、分析物を表す迅速かつ正確な信号を供給することを見出した。
【００６８】
障害層は、約０．０５ミクロン以下〜約２０ミクロン以上、より好ましくは約０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、１、１．５、２、２．５、３、または３．５ミクロン〜約４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または１９．５ミクロン、さらに好ましくは約１、１．５、２ミクロン〜約２．５または３ミクロンの厚さが得られるように設けることができる。厚めの膜も、特定の実施形態では望ましいこともあろうが、薄めの膜は、過酸化水素の酵素膜から電極への拡散速度に与える影響が少ないため、薄めの膜が通常は好ましいであろう。
【００６９】
酵素層
本明細書に開示されるセンサーまたはセンサーアセンブリは酵素層を含む。酵素層は、親水性ポリマーを含み得る。一態様では、酵素層は、障害層の少なくとも一部に直接堆積された酵素を含む。一態様では、酵素層は、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物の少なくとも１つの塩を含む緩衝剤を含む。
【００７０】
一態様では、酵素層は、酵素と、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリ−Ｎ−ビニル−３−エチル−２−ピロリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−４，５−ジメチル−２−ピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ポリビニルアルコール、懸垂イオン性基を有するポリマー、ポリウレタン、およびこれらのコポリマーから選択される親水性ポリマーとを含む。好ましくは、酵素層は、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドンを含む。酵素層は、架橋剤および他のタンパク質などの追加の成分を実質的に含まなくても良い。最も好ましくは、酵素層は、グルコースオキシダーゼ、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン、および酵素を固定するのに十分な量の架橋剤を含む。
【００７１】
酵素層の親水性ポリマーの分子量は、放浪種がセンサーの環境を離れるのを防止または実質的に阻止する、より好ましくは、放浪種が、センサーが最初に配置されたときに酵素の環境を離れるのを防止または実質的に阻止する分子量である。
【００７２】
酵素は、センサーの酵素層に固定されるのが好ましい。酵素は、親水性ポリマー内に完全にまたは部分的に封入することができ、および架橋または他の方法でそこに固定することができる。酵素は、少なくとも１つのタンパク質および／または天然もしくは合成材料と共に架橋または他の方法で任意選択で固定することができる。
【００７３】
酵素層の親水性ポリマーは、少なくとも１つのタンパク質および／または天然もしくは合成材料をさらに含み得る。例えば、酵素層の親水性ポリマーは、例えば、血清アルブミン、ポリアリルアミン、およびポリアミンなど、ならびにこれらの組み合わせをさらに含み得る。しかしながら、酵素層の親水性ポリマーは、ウシ由来の血清アルブミンを排除することができる。したがって、一態様では、他のタンパク質または天然もしくは合成材料を、酵素層から実質的に排除することができる。例えば、酵素層は、ウシ血清アルブミンを実質的に含まない、または完全に含まない。ウシアルブミンを含まない組成物は、様々な政府の法的要件を満たすのに望ましい組成物であろう。したがって、一態様では、酵素層は、親水性ポリマーと、グルコースオキシダーゼと、酵素を架橋または他の方法で固定するのに十分な量の架橋剤、例えば、グルタルアルデヒドなどのジアルデヒドとから本質的に形成される。他の態様では、酵素層は、グルコースオキシダーゼと、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドンと、酵素を架橋または他の方法で固定するのに十分な量の架橋剤とから本質的に形成される。
【００７４】
酵素層の厚さは、約０．０５ミクロン以下〜約２０ミクロン以上、より好ましくは約０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、１、１．５、２、２．５、３、または３．５ミクロン〜約４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または１９．５ミクロンとすることができる。好ましくは、酵素層は、スプレーまたは浸漬被覆によって堆積されるが、酵素層を形成する他の方法を使用することもできる。酵素層は、所定の濃度の被覆液、挿入速度、ドウェル時間、引き抜き速度、および／または所望の厚さで１つ以上の層を浸漬被覆および／またはスプレー被覆することによって形成することができる。
【００７５】
任意選択の流れ制限膜
センサーまたはセンサーアセンブリは、上記の後続層の上に配設される膜を任意選択で含むことができ、この膜は、１つ以上の目的の分析物の流動速度を変更する、または変化させる（例えば、「流れ制限膜」）。以下の説明は、グルコースセンサー用の膜に関するが、この膜は、他の分析物用および共反応物質用に変更することができる。一態様では、センサーまたはセンサーアセンブリは、本明細書に記載された膜を含む。
【００７６】
一態様では、膜は、下側の酵素層への酸素およびグルコースの流れを制御し、好ましくは速度制限しないで過剰に酸素を供給する半透過性材料を含む。結果として、グルコース測定の線形性の上限が、流れ制限膜を使用しないで達成される値よりも大幅に高い値まで拡大される。一実施形態では、この膜は、酸素のグルコースに対する透過率比が、約５０：１以下〜約４００：１以上、好ましくは約２００：１である。親水性および疎水性ポリマー領域の両方を備えた膜などの他の流れ制限層を単独または組み合わせて使用して、分析物および任意選択の共分析物の分析物センサーに対する拡散を制御することができる。例えば、適切な膜は、ポリウレタン、熱可塑性ポリカーボネートウレタン、またはポリエーテルウレタン尿素などの疎水性ポリマーマトリックス成分を含み得る。約２０％の親水性ポリエチレンオキシドを含むポリウレタンポリマー中にポリエチレンオキシドセグメントを含む疎水性−親水性コポリマーを使用することができる。コポリマーのポリエチレンオキシド部分は、熱力学的に駆動されて、コポリマーの疎水性部分（例えば、ウレタン部分）および疎水性ポリマー成分から分離される。最終配合物を形成するために使用されるコポリマーの２０％ポリエチレンオキシドをベースとした軟質セグメント部分が、膜の吸水と後の膜のグルコース透過性に影響を与える。
【００７７】
一態様では、非ポリウレタン型材料、例えば、ビニルポリマー、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアミド、ポリシロキサンおよびポリカーボシロキサンなどの無機ポリマー、セルロースおよびタンパク質をベースとした材料などの天然ポリマー、およびこれらの混合物または組み合わせを流れ制限層として使用することができる。
【００７８】
別の態様では、膜を構成する材料は、活性酵素または電気化学電極に到達させるために、適切な化合物の膜の通過を可能にする、例えば、酸素分子の通過を可能にする十分な透過性を有するセンサー装置に使用するのに適したビニルポリマーとすることができる。膜の形成に使用することができる材料の例には、ビニルエステル単量体単位を有するビニルポリマーが含まれる。好ましい実施形態では、流れ制限膜は、ポリエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡポリマー）を含む。他の態様では、流れ制限膜は、ＥＶＡポリマーと配合されたポリ（メチルメタクリレート−コ−ブチルメタクリレート）を含む。ＥＶＡポリマーまたはその配合物は、例えば、ジグリシジルエーテルと架橋結合することができる。ＥＶＡの薄膜は、非常に弾性であり、例えば、哺乳動物の静脈構造内の蛇行した通路を案内するのに適した弾力性をセンサーに提供することができる。
【００７９】
一態様では、流れ制限膜は、シリコーンなどの縮合ポリマーおよびウレタンポリマーおよび／またはこれらのコポリマーまたは配合物を実質的に排除する。このような排除される縮合ポリマーは、典型的には、残留重金属触媒材料を含み、この触媒材料は、滲出したときに通常なら毒性であり得、および／または完全に排除するのが困難であるため、このようなセンサーへの使用は、安全性および／またはコストの面で望ましくない。
【００８０】
ＥＶＡポリマーは、約９ｗｔ％酢酸ビニル（ＥＶＡ−９）から約４０ｗｔ％酢酸ビニル（ＥＶＡ−４０）の範囲の組成物を有する原料から形成することができる。ＥＶＡポリマーは、センサーまたはセンサーアセンブリへのディスペンスのために溶媒に溶解されるのが好ましい。この溶媒は、センサー基板および酵素電極への接着を促進し、ならびに効果的に適用（例えば、スプレー被覆または浸漬被覆）できる溶液を生成するために、ＥＶＡポリマーを溶解する能力から選択すべきである。シクロヘキサノン、パラキシレン、およびテトラヒドロフランなどの溶媒は、この目的に適し得る。溶液は、約０．５ｗｔ％〜約６．０ｗｔ％のＥＶＡポリマーを含み得る。加えて、溶媒は、下側の酵素の問題を防止するために過度に撹拌しなくても蒸発するように十分に揮発性を有すべきであるが、スプレー過程に問題を起こすほどの揮発性を有するべきではない。好ましい実施形態では、流れ制限膜の酢酸ビニル成分は、約２０％酢酸ビニルを含む。好ましい実施形態では、流れ制限膜は、層の厚さが約０．０５ミクロン以下〜約２０ミクロン以上、より好ましくは約０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、１、１．５、２、２．５、３、または３．５ミクロン〜約４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または１９．５ミクロン、さらに好ましくは約５、５．５、または６ミクロン〜約６．５、７、７．５、または８ミクロンの層が得られるように酵素層に堆積される。流れ制限膜は、スプレー被覆または浸漬被覆によって酵素層に堆積することができる。一態様では、流れ制限膜は、約１ｗｔ％〜約５ｗｔ％のＥＶＡポリマーおよび約９５ｗｔ％〜約９９ｗｔ％の溶媒の溶液を浸漬被覆することによって酵素層に堆積される。
【００８１】
一態様では、酵素層、障害層、および電気活性表面の少なくとも一部を覆っている流れ制限膜を備えた電気化学的分析物センサーが提供される。したがって、このセンサーは、少なくとも１つの電気活性表面と、この電気活性表面の少なくとも一部に接触し、ならびにその少なくとも部分的に覆っているセルロース誘導体を含む障害層を含む障害層と、少なくとも一部が障害層に接触し、ならびにその少なくとも一部を部分的に覆っている、親水性ポリマーを含む酵素層と、酵素層および障害層を覆い、ならびに酵素層、障害層、および電極表面を封入している流れ制限膜と、を含む。酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物の少なくとも１つの塩を含む緩衝剤が、（ｉ）障害層と電極表面との間、および／または（ｉｉ）障害層の上に配置され、および／または（ｉｉｉ）酵素層に結合される。追加の層、例えば、親水性ポリマーは、（ｉ）障害層と電極表面との間、および／または（ｉｉ）障害層の上に配置することができ、このような親水性ポリマーは、緩衝剤を含み得る。
【００８２】
任意選択の生物活性剤および生物活性層
一部の代替の実施形態では、生物活性剤は、生物活性剤がセンサーに近接した生物学的環境内に拡散するように、任意選択で上記のセンサーシステムに含めることができる。加えてまたは代替として、生物活性剤は、出口部または植え込み部に局所投与することができる。適切な生物活性剤には、センサーまたはセンサーの構成要素のいずれかに応答して被験体の組織を変更する生物活性剤が含まれる。例えば、生物活性剤は、抗炎症薬、抗感染症薬、麻酔薬、炎症薬、成長因子、免疫抑制薬、抗血小板薬、抗凝固薬、抗増殖薬、ＡＣＥ阻害薬、細胞毒性薬、抗障壁細胞化合物（ａｎｔｉ−ｂａｒｒｉｅｒ  ｃｅｌｌ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、血管新生誘導化合物、アンチセンス分子、またはこれらの混合物から選択することができる。一部の代替の実施形態では、生物活性剤層を使用することができる。生物活性剤層は、生物活性剤が、センサーに近接した生物学的環境内に拡散するように、任意選択で上記の層のいずれかに含めることができる。加えてまたは代替として、生物活性剤は、出口部または植え込み部に局所投与することができる。適切な生物活性剤には、センサーまたはセンサーの構成要素のいずれかに応答して被験体の組織を変更する生物活性剤が含まれる。例えば、生物活性剤は、抗炎症薬、抗感染症薬、麻酔薬、炎症薬、成長因子、免疫抑制薬、抗血小板薬、抗凝固薬、抗増殖薬、ＡＣＥ阻害薬、細胞毒性薬、抗障壁細胞化合物、抗血管新生誘導化合物、アンチセンス分子、またはこれらの混合物から選択することができる。生物活性剤層は、分析物センサーに利用して、このセンサーの内部または表面（例えば、カテーテルの内部もしくは表面、またはセンサーの内部もしくは表面）での凝固を防止することができる。センサーの内部または表面に含める、抗凝固薬として機能する適切な生物活性剤には、ビタミンＫ拮抗薬（例えば、アセノクマロール、クロリンジオン、ジクマロール（Ｄｉｃｕｍａｒｏｌ）（ジクマロール（Ｄｉｃｏｕｍａｒｏｌ））、ジフェナジオン、ビスクマ酢酸エチル、フェンプロクーモン、フェニンジオン、チオクロマロール、またはワルファリン）、ヘパリン群抗凝固薬（例えば、血小板凝固阻害薬：抗トロンビンＩＩＩ、ベミパリン、ダルテパリン、ダナパロイド、エノキサパリン、ヘパリン、ナドロパリン、パルナパリン、レビパリン、スロデキシド、チンザパリン）、他の血小板凝固阻害薬（例えば、アブシキシマブ、アセチルサリチル酸（アスピリン）、アロキシプリン、ベラプロスト、ジタゾール、カルバサラートカルシウム、クロリクロメン、クロピドグレル、ジピリダモール、エポプロステノール、エプチフィバチド、インドブフェン、イロプロスト、ピコタミド、チクロピジン、チロフィバン、トレプロスチニル、トリフルサル）、酵素（例えば、アルテプラーゼ、アンクロッド、アニストレプラーゼ、ブリナーゼ、ドロトレコギンアルファ、フィブリノリジン、プロテインＣ、レテプラーゼ、サルプラーゼ、ストレプトキナーゼ、テネクテプラーゼ、ウロキナーゼ）、および直接トロンビン阻害薬（例えば、アルガトロバン、ビバリルジン、デシルジン、レピルジン、メラガトラン、キシメラガトラン、他の抗血栓薬（例えば、ダビガトラン、デフィブロチド��デルマタン硫酸、フォンダパリナックス、リバロキサン）などが含まれるが、これらに限定されるものではない。一態様では、生物活性剤層は、ビタミンＫ拮抗薬、ヘパリン群抗凝固薬、血小板凝集阻害薬、酵素、直接トロンビン阻害薬、ダビガトラン、デフィブロチド、デルマタン硫酸、フォンダパリナックス、およびリバロキサンからなる群から選択される少なくとも１つの活性剤を含む。
【００８３】
生物活性剤は、上記の分析物検出膜に含めることができる。一部の実施形態では、生物活性剤は、分析物検出膜の製造時に含められる。例えば、生物活性剤は、分析物検出膜の製造の前または後で、例えば、生物活性剤を分析物検出膜に被覆する、摂取させる、溶媒注型する、または吸着させることによって一体にすることができる。生物活性剤は、分析物検出膜に含められるのが好ましいが、一部の実施形態では、センサーを含む装置の挿入（例えば、血管内）と同時、前、または後で、生物活性剤を、例えば、経口投与または局所投与、例えば、植え込み部近傍への皮下注射によって投与することができる。特定の態様では、生物活性剤を分析物検出膜に含めることと生物活性剤の局所および／または全身投与の組み合わせが好ましいであろう。
【００８４】
生物活性剤は、装置の検出部に近接した分析物検出膜の一部の内部に含めるもしくは表面に配置する、検出部の上を除く装置の全表面の上に配置する、またはこれらのあらゆる組み合わせとすることができる。生物活性剤をこのように設けることは、血栓形成の様々な機序および／または段階の制御に有用であり得る。しかしながら、生物活性剤を分析物検出膜に含めて、生物活性剤が分析物検出膜を通って宿主の循環系に拡散させることができる。生物活性剤は、例えば、被覆、充填、または溶媒注型によって分析物検出膜の内部または表面に堆積させることができる。生物活性剤は、上記したような技術を用いてポリマーに含めることができ、このポリマーを使用して、分析物検出膜の層、分析物検出膜の被覆、分析物検出膜の一部、および／またはセンサーのあらゆる部分の１つを形成することができる。
【００８５】
担体を生物活性剤に使用することができる。担体には、コラーゲン、粒子マトリックス、再吸収性または非再吸収性マトリックス、放出制御マトリックス、および／またはゲルの１つ以上が含まれ得る。担体には、生物活性剤を含むマイクロカプセルを封入するレザバーも含まれ得る。生物活性剤は、分析物検出膜に架橋結合させる、または、例えば、吸着、吸収、または摂取によって分析物検出膜に吸収させることができる。
【００８６】
生物活性剤は、例えば、センサー挿入の短期の影響（例えば、急性炎症および／または血栓）に関連した因子を助ける、または弱めるために短期放出用を選択することができる。生物活性剤は、長期の影響、例えば、慢性炎症または線維性組織および／もしくはプラーク物質の蓄積に関連した因子を助ける、または弱めるために長期放出用を選択することができる。生物活性剤は、短期放出と長期放出を組み合わせて両方の利点を提供することができる。したがって、生物活性剤は、制御放出、徐放、または長期放出の形態で供給することができ、「制御放出」、「持続放出」、または「徐放」は、連続または不連続放出、線形または非線形放出を含む。これは、所望の効果を与えるために単独で、組み合わせて、または連続して投与されるポリマー組成物、薬物添加、選択した賦形剤もしくは分解促進剤、または他の変性剤の１つ以上の種類を用いて達成することができる。
【００８７】
生物活性剤は、ヒドロゲルに含めて、分析物検出膜の内部または表面に被覆する、または他の方法で堆積させることができる。使用に適した一部のヒドロゲルには、生物活性剤が透過でき、および／または外部刺激に基づいて生物活性剤を放出する、架橋された親水性の３次元ポリマーネットワークが含まれる。
【００８８】
分析物検出膜に含められる生物活性剤の量は、いくつかの外部変数によって決めることができる。例えば、生物活性剤の用量および期間は、分析物検出膜の使用目的、例えば、装置の予定使用期間、患者間の生物活性剤の有効量の差異、生物活性剤の位置および投与、ならびに生物活性剤に関連した放出速度で異なり得る。当業者であれば、少なくとも上記の理由による生物活性剤の添加レベルの変動を理解できよう。
【００８９】
生物活性剤が担体を用いずに分析物検出膜に含められる場合、生物活性剤の分析物検出膜への添加レベルは、生物活性剤の化学的および／または物理的性質によって異なり得る。生物活性剤の添加レベルは、生物学的効果（例えば、血栓の防止）が得られるように十分に高くするのが好ましい。添加レベル（生物活性剤（複数可）、分析物検出膜、および存在する他の物質の重量に基づいた）は、約１ｐｐｍ以下〜約１，０００ｐｐｍ以上、好ましくは約２、３、４、または５ｐｐｍ〜約１０、２５、５０、７５、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、または９００ｐｐｍである。特定の実施形態では、添加レベルは、１ｗｔ％以下〜約５０ｗｔ％以上、好ましくは約２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、または２０ｗｔ％〜約２５、３０、３５、４０、または４５ｗｔ％とすることができる。
【００９０】
生物活性剤が担体を用いて分析物検出膜に含められる場合、担体の濃度を、１回以上の生物活性剤の試験添加で添加することによって最適化することができる。担体は、約０．１以下〜約５０ｗｔ％以上の生物活性剤（複数可）、好ましくは、約０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、または０．９ｗｔ％〜約６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、または４５ｗｔ％以上の生物活性剤（複数可）、より好ましくは、約１、２、または３ｗｔ％〜約４または５ｗｔ％の生物活性剤（複数可）を含み得る。生物活性がなく、および／または生物活性剤と相乗的に働く物質を使用することもできる。
【００９１】
静脈挿入に適した可撓性基板センサーアセンブリ
一態様では、電気化学的分析物センサーアセンブリは、被験体の血管系に静脈挿入するように構成することができる。静脈挿入に適した装置の限定された空間内にセンサーを収容するために、センサーアセンブリは、フレックス回路などの可撓性基板を含み得る。例えば、フレックス回路の可撓性基板は、熱可塑性または熱硬化性などの非導電材料に被覆された薄い導電性電極として構成することができる。導電トレースを、非導電材料上に形成して、薄い導電性電極に電気的に接続することができる。フレックス回路の電極は、上記のようにすることができる。
【００９２】
フレックス回路は、少なくとも１つの基準電極および少なくとも１つの作用電極を含むことができ、この少なくとも１つの作用電極は、電気化学的に検出可能な化学種との相互作用時に検出可能な電気出力を供給できる電気活性表面を有する。フレックス回路は、少なくとも１つの対電極をさらに含むことができる。一態様では、フレックス回路は、２つ以上の作用電極および２つ以上の対電極を含む。一態様では、フレックス回路は、２つ以上の作用電極、少なくとも１つの空電極、および少なくとも１つの対電極を含む。
【００９３】
上記のセンサーアセンブリに適合する医療装置は、中心静脈カテーテル（ＣＶＣ）、肺動脈カテーテル（ＰＡＣ）、ＣＶＣもしくはＰＡＣを介してまたは抹消静脈カテーテルを介して挿入されるプローブ、抹消挿入カテーテル（ＰＩＣＣ）、スワンガンツカテーテル、誘導針、または動静脈血取り扱い保護（Ｖｅｎｏｕｓ  Ａｒｔｅｒｉａｌ  ｂｌｏｏｄ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）（ＶＡＭＰ）システムへの取り付け具を含むが、これらに限定されるものではない。あらゆるサイズ／種類の中心静脈カテーテル（ＣＶＣ）または静脈内装置を、センサーアセンブリに使用することができる、または使用できるように適合させることができる。
【００９４】
上記の説明では、センサーまたはセンサーアセンブリの実施は、カテーテル内に配置されるとして開示されているが、上記した他の装置も考えられ、本発明の態様に含まれる。センサーアセンブリは、カテーテルチューブの外径に一致するようにカテーテルに取り付けるのが好ましい。これは、例えば、チューブの外径を熱変形させてセンサー用の凹部を形成することによって達成することができる。センサーアセンブリは、所定の位置に結合し、曲げ／剥がれに耐性がある接着剤（すなわち、ウレタン、２液エポキシ、アクリルなど）で密閉し、次いでウレタンＣＶＣチューブおよびセンサーの材料に接着することができる。小径電気ワイヤを、はんだ付け、抵抗溶接、または導電性エポキシによってセンサーアセンブリに取り付けることができる。これらのワイヤは、センサーの近位端部からカテーテルルーメンの１つを通ってカテーテルの近位端部に移動することができる。この段階で、ワイヤは、電気コネクタにはんだ付けすることができる。
【００９５】
本明細書に開示されたセンサーアセンブリは、様々な方法でカテーテルに付加することができる。例えば、開口部をカテーテル本体に設けることができ、センサーまたはセンサーアセンブリを開口部のルーメン内に取り付けて、センサーが血液に直接接触するようにすることができる。一態様では、センサーまたはセンサーアセンブリは、カテーテルの全ての注入ポートの近位側に配置することができる。この構成では、センサーは、分析物の血中濃度の代わりの他の検出可能な注入液濃度の測定が防止または最小限にされる。別の態様では、取り付け方法は、カテーテル本体の外部の凹部とし、凹部内にセンサーを固定することができる。これは、あらゆる追加注入液の温度の影響からセンサーを部分的に遮断するという追加の利点を有し得る。凹部の各端部は、（１）センサーの遠位端部を固定するため、および（２）ルーメンによりセンサーワイヤをカテーテルの近位端部のコネクタに運べるようにするために、削られた開口部を有することができる。
【００９６】
好ましくは、カテーテル内のセンサーアセンブリの位置を全ての注入ポートの近位側（上流）にして、静脈注射用の溶液が分析物の測定に影響を与えるのを防止または最小限にする。一態様では、センサーアセンブリは、カテーテルのどの注入ポートよりも約２．０ｍｍ以上近位側にすることができる。
【００９７】
別の態様では、センサーアセンブリは、その機能を妨げ得るあらゆる材料をセンサーアセンブリから除去できるようにするために、カテーテルのフラッシュ（すなわち、食塩水）を利用できるように構成することができる。
【００９８】
センサーまたはセンサーアセンブリの滅菌
一般に、センサーまたはセンサーアセンブリ、ならびにセンサーが取り付けられる装置は、例えば、被験体に使用される前に滅菌される。滅菌は、照射（例えば、電子ビームまたはγ線照射）、エチレンオキシドまたはフラッシュＵＶ滅菌、または当技術分野で周知の他の手段を用いて達成することができる。
【００９９】
センサー、センサーアセンブリ、またはセンサーを収容するように構成された装置に使い捨て部分がある場合は、この使い捨て部分を、例えば、電子ビーム、ガンマ線照射、または他の既知の方法で滅菌するのが好ましい。完全に組み立てられた装置または全ての使い捨て構成要素は、密閉性の非通気性容器または子袋の中に梱包することができる。
【０１００】
ここで図面を参照すると、図１は、本明細書に開示されたセンサーの実施形態を含むフレックス回路の形態の電流測定センサー１１である。センサーまたはセンサー１１は、基板１３（例えば、ポリイミドで積層された銅箔などのフレックス基板）上に形成することができる。１つ以上の電極１５、１７、および１９を基板１３の表面に取り付ける、または接着しても良いし、または基板の凹部内に配置しても良い。センサー１１は、基準電極１５、対電極１７、および作用電極１９を備えて示されている。別の実施形態では、１つ以上の追加の作用電極を基板１３に含めることができる。電気ワイヤ２１０は、酸化または還元反応を持続させるために電極に電力を伝送することができ、および測定されるパラメーターを示す検出回路（不図示）に信号電流を搬送することができる。測定されるパラメーターは、血液化学で生じる、または血液化学に由来し得る全ての目的の分析物とすることができる。一実施形態では、目的の分析物は、グルコースとグルコースオキシダーゼの反応から生成された過酸化水素とすることができるため、血中グルコース濃度に比例した濃度を有する。
【０１０１】
図２は、本明細書に開示された実施形態の作用電極１９の近傍の基板１３の一部の側断面図を示している。作用電極１９は、障害層５０を用いて少なくとも部分的に被覆することができる。障害層５０は、酵素層２３を用いて少なくとも部分的に被覆することができ、酵素層２３は、センサーが、例えば、血流に見られる特定の反応物に曝露されたときに化学反応するように選択される。例えば、グルコースセンサーの実施形態では、酵素層２３は、例えば、ＩＩ型またはＶＩＩ型黒色アスペルギルス（ＥＣ１．１．３．４）に由来し得るグルコースオキシダーゼを含み得る。電極の一般的な形状は、凹面（不図示）にしても良いし、または基板の凹部に適合する形状の電極のような平面もしくは凸面にしても良い。
【０１０２】
図３は、酵素層２３、障害層５０、および電極１９の少なくとも一部を覆っている（封入している）流れ制限膜２５をさらに備えたセンサー基板１３の作用電極部の側断面図を示している。流れ制限膜２５は、酵素と反応する血液成分の血液から酵素層２３への拡散を選択的に可能にすることができる。グルコースセンサーの実施形態では、流れ制限膜２５は、酵素層２３に多量の酸素を通過させするが、グルコースの通過は選択に制限する。加えて、接着性を有する流れ制限膜２５は、酵素層２３を下層および／または作用電極１９に機械的にシールすることができ、ならびに作用電極１９をセンサー基板１３にシールすることもできる。ＥＶＡポリマーから形成された流れ制限膜が、電極の上部で流れ制限装置として機能するだけではなく、酵素／電極境界および電極／基板境界で封止剤（ｓｅａｌａｎｔ）または封入剤（ｅｎｃａｐｓｕｌａｎｔ）としても機能し得ることが本明細書に開示されている。ヘパリンなどの生体適合性の抗血栓物質を含む追加の生体適合性層（不図示）を、流れ制限膜２５に付加することができる。
【０１０３】
ここで図４〜図５を参照して、センサーまたはセンサーアセンブリを備えた中心線カテーテルに適合されたセンサーの態様を例示的な実施形態として説明するが、どの特定の静脈内装置にも限定されるものではない。図４は、マルチルーメンカテーテル内のセンサーアセンブリを示している。カテーテルアセンブリ１０は、その最近位端部に複数の注入ポート１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄおよび１つ以上の電気コネクタ１３０を備えることができる。ルーメン１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、または１５ｄは、各注入ポート１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、または１１ｄをそれぞれ接合部１９０に接続することができる。同様に、導管１７０は、電気コネクタ１３０を接合部１９０に接続することができ、接合部１９０またはルーメン１５ａ〜１５ｄ（図示されている）の１つで終端させることができる。図４に示されている特定の実施形態は、４つのルーメンおよび１つの電気コネクタを有するマルチルーメンカテーテルであるが、１つのルーメンのカテーテル、複数の電気コネクタを有するカテーテルなどを含め、ルーメンとコネクタの他の組み合わせを有する他の実施形態も可能である。別の実施形態では、ルーメンの１つおよび電気コネクタを、プローブまたは他のセンサーを備えた装置のために残すことができ、またはルーメンの１つをその近位端部で開口させて、プローブまたはセンサーを備えた装置の挿入専用にすることもできる。
【０１０４】
カテーテルアセンブリ１０の遠位端部５は、図５の分解部分５ａに詳細に示されている。遠位端部に沿った１つ以上の中間位置で、チューブ２１は、その外壁を貫通して形成された１つ以上のポートを画定することができる。これらは、中間ポート２５ａ、２５ｂ、および２５ｃ、ならびにチューブ２１の遠位先端部に形成することができる端部ポート２５ｄを含むことができる。各ポート２５ａ〜２５ｄはそれぞれ、ルーメン１５ａ〜１５ｄの１つに一致させることができる。すなわち、各ルーメンは、注入ポート１１ａ〜１１ｄの１つからチューブポート２５ａ〜２５ｄの１つまで延びた独立した通路を画定することができる。センサーは、１つ以上のポートに配置することによって検出環境に曝露させ、分析すべき媒体に接触させることができる。
【０１０５】
中心線カテーテルは、当技術分野で周知であり、典型的には、病院の集中治療室（ＩＣＵ）／緊急治療室で使用され、カテーテルの１つ以上のルーメンを介して患者に薬剤を送達することができる（異なる薬剤には異なるルーメン）。中心線カテーテルは、典型的には、一端が注入装置（例えば、注入ポンプ、静脈点滴、またはシリンジポート）に接続され、他端が、薬剤を送達するために患者の心臓の近傍の大動脈または大静脈の１つに挿入される。注入装置は、医薬用物質、例えば、限定されるものではないが、生理食塩水、薬物、ビタミン、薬剤、タンパク質、ペプチド、インスリン、または神経伝達物質などを必要に応じて患者に送達する。代替の実施形態では、中心線カテーテルは、あらゆる体内の腔または管、例えば、腹腔内の領域、リンパ腺、皮下、肺、または消化管などに使用することができ、および血液以外の体液の分析物または治療を決定することができる。中心線カテーテルは、ダブル・ルーメン・カテーテルとすることができる。一態様では、分析物センサーは、中心線カテーテルの１つのルーメン内に組み込まれ、使用者の血液および／または体液中の特徴的なレベルを決定するために使用される。しかしながら、さらなる実施形態を用いて、他の作用物質、特性、または組成物、例えば、ホルモン、コレステロール、薬剤、濃度、またはウイルス量（例えば、ＨＩＶ）などのレベルを決定できることを理解されたい。したがって、本明細書に開示される態様は、糖尿病／糖尿病の症状の処置に使用されるグルコースセンサーに関連して主に説明することができるが、開示される態様は、限定されるものではないが、血管系の血液ガス、ｐＨ、温度、および他の目的の分析物を含む生理学的特徴がＩＣＵで監視される様々な患者の処置プログラムに適用することができる。
【０１０６】
別の態様では、被験体における分析物の静脈内測定方法を提供する。この方法は、本明細書に開示されたセンサーアセンブリを含むカテーテルを用意するステップと、カテーテルを被験体の血管系に導入するステップとを含む。この方法は、分析物を測定するステップをさらに含む。
【実施例】
【０１０７】
実施例
（ｉ）電気活性表面と障害層との間に乾燥層として堆積された、（ｉｉ）障害層と酵素層との間に乾燥層として堆積された、（ｉｉｉ）電気活性表面と障害層との間または障害層と酵素層との間に配置された親水性ポリマー層に結合された、（ｉｖ）酵素層に結合された、または（ｖ）（ｉ）〜（ｉｖ）のいずれかまたは全ての組み合わせで、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物を含む塩を含むセンサーを用意することができる。電気化学的分析物センサーを検査する、有効性確認する、または改善するためのｉｎ  ｖｉｔｒｏでの電気化学的分析物センサーの検査方法が、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物を有する塩を含む水溶液に接触させることによって行われた。
【０１０８】
したがって、予想実施例（ｐｒｏｐｈｅｔｉｃ  ｅｘａｍｐｌｅ）として、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの３ｗｔ％エタノール溶液で処置して乾燥させて製造された作用電極の電気活性表面（例えば、炭素／ＰｔインクまたはＰｔ；酸素プラズマで清浄）に、少なくとも２０ｍＭの酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物を有する塩（任意選択で、１×ＰＢＳ：１３７ｍＭ  ＮａＣｌ、２．７ｍＭ  ＫＣｌ、１０ｍＭ  リン酸塩も含む）を含む水溶液を堆積させ、次いで乾燥させることができる。乾燥した塩層に、シクロヘキサノンに溶解した０．２ｗｔ％ＣＡＢ溶液の障害層を被覆し、６０℃で１５分間乾燥させることができる。第２の塩層を、上記のようにＣＡＢ層の上に堆積させることができる。酢酸緩衝ＤＩ水に溶解した２μｌの２．５ｗｔ％Ｋ９０  ＰＶＰに添加された、ＧＯｘ  ３０ｍｇおよびＢＳＡ  ７０ｍｇの酵素層溶液を、ＣＡＢ層（または任意選択の第２の乾燥塩層）の上に堆積させることができる。酵素溶液のｐＨは、１Ｍ重炭酸ナトリウムで約６に調整することができる。２５％グルタルアルデヒド溶液（各溶液１ｍｌに対して１０μｌ）を、任意選択で堆積の前に酵素溶液に添加することができる。次いで、キシレンに溶解した２ｗｔ％ＥＶＡを含む流れ制限膜を酵素層にスプレーし（１×〜４×）、６０℃で１５分間乾燥させることができる。
【０１０９】
第２の予想実施例は次の通りである。３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの３ｗｔ％エタノール溶液で処置して乾燥させた作用電極の電気活性表面（例えば、炭素／ＰｔインクまたはＰｔ；酸素プラズマで清浄）に、シクロヘキサノンに溶解した０．２ｗｔ％ＣＡＢ溶液の障害層を堆積させ、次いで６０℃で１５分間乾燥させることができる。ＣＡＢ層に、少なくとも２０ｍＭの酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物を有する塩（任意選択で、１×ＰＢＳ：１３７ｍＭ  ＮａＣｌ、２．７ｍＭ  ＫＣｌ、１０ｍＭ  リン酸塩も含む）を含む水溶液を堆積させ、次いで乾燥させることができる。乾燥した塩層に、緩衝ＤＩ水溶液に溶解した２μｌの２．５ｗｔ％Ｋ９０  ＰＶＰに添加された、ＧＯｘ  ３０ｍｇおよびＢＳＡ  ７０ｍｇの溶液により酵素層（任意選択で、少なくとも２０ｍＭの酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物を有する塩を含む）を被覆することができる。酵素被覆溶液のｐＨは、１Ｍ  重炭酸ナトリウムで約６に調整することができる。２５％グルタルアルデヒド溶液（各溶液１ｍｌに対して１０μｌ）を、任意選択で堆積の前に酵素液に添加して乾燥した塩層に堆積させることができる。キシレンに溶解した２ｗｔ％ＥＶＡを含む流れ制限膜を、これらの予想実施例の酵素層にスプレーし（１×〜４×）、６０℃で１５分間乾燥させることができる。
【０１１０】
第３の予想実施例は次の通りである。３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの３ｗｔ％エタノール溶液で処置して乾燥させた作用電極の電気活性表面に、シクロヘキサノンに溶解した０．２ｗｔ％ＣＡＢ溶液の障害層を堆積させ、次いで６０℃で１５分間乾燥させることができる。少なくとも２０ｍＭの酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物を有する塩（任意選択で、１×ＰＢＳ：１３７ｍＭ  ＮａＣｌ、２．７ｍＭ  ＫＣｌ、１０ｍＭ  リン酸塩も含む）を含む酵素層を、緩衝ＤＩ水溶液に溶解した２μｌの２．５ｗｔ％Ｋ９０  ＰＶＰに添加された、ＧＯｘ  ３０ｍｇおよびＢＳＡ  ７０ｍｇの溶液により上記の層に堆積させることができる。溶液のｐＨを、１Ｍ  重炭酸ナトリウムで約６に調整することができる。２５％グルタルアルデヒド溶液（各溶液１ｍｌに対して１０μｌ）を、任意選択で堆積の前に混合してＣＡＢ層に堆積させることができる。同様に、少なくとも１００ｍＭの酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物を有する塩（任意選択で、１×ＰＢＳ：１３７ｍＭ  ＮａＣｌ、２．７ｍＭ  ＫＣｌ、１０ｍＭ  リン酸塩も含む）を含む酵素層を、緩衝ＤＩ水溶液に溶解した２μｌの２．５ｗｔ％Ｋ９０  ＰＶＰに添加された、ＧＯｘ  ３０ｍｇおよびＢＳＡ  ７０ｍｇの溶液により上記の層に堆積させることができる。溶液のｐＨを、１Ｍ  重炭酸ナトリウムで約６に調整することができる。２５ｗｔ％グルタルアルデヒド溶液（各溶液１ｍｌに対して１０μｌ）を、任意選択で堆積の前に酵素溶液と混合してＣＡＢ層に堆積させることができる。キシレンに溶解した２ｗｔ％ＥＶＡを含む流れ制限膜を、これらの予想実施例の酵素層にスプレーし（１×〜４×）、６０℃で１５分間乾燥させることができる。
【０１１１】
電気化学的分析物センサーを検査する、有効性確認する、または改善するためのｉｎ  ｖｉｔｒｏ検査溶液は、蒸留水（ｄＨ２Ｏ）に溶解した酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの混合物を有する塩（例えば、重炭酸ナトリウム、任意選択で、１×ＰＢＳ：１３７ｍＭ  ＮａＣｌ、２．７ｍＭ  ＫＣｌ、１０ｍＭ  リン酸塩も含む）から調製された。検査する、有効性確認する、または改善するために使用される例示的な電気化学的センサーは、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオンを用いずに上記のように形成した構造「電極／ＣＡＢ／ＰＶＰ−ＧＯＸ／ＥＶＡ」またはその乾燥した塩層を有するようにすることができる膜構造を用いて形成した。
【０１１２】
図６Ａ〜図６Ｂを参照すると、１×ＰＢＳコントロール緩衝系および１０×ＰＢＳコントロール緩衝系をそれぞれ用いた一群の試験センサー（ＵＨＧ−０２、０３、１４、および１６）の既知のグルコース濃度に対する電流出力−時間のグラフが示されている。ｘ軸は時間を表し、ｙ軸は電流を表している。センサーは、試験に先立ってＡｇ／ＡｇＣｌに対する約６５０ｍＶの動作電位に電圧を調整する前に、１０分間、約８５０ｍＶの作用電極電位を用いるポテンショスタットに接続した。センサーを、ｐＨ約７．４、３７℃のＰＢＳ溶液に接触させて、グルコース溶液を徐々に高い濃度にして（１回に＋５０ｍｇ／ｄＬ）添加した。グラフの段階的変化は、グルコースの濃度の変化を表している。グラフから分かるように、１×ＰＢＳ緩衝系におけるセンサーの電流は、高いグルコース濃度では線形性を維持せず（ドリフト）、１０×ＰＢＳ緩衝系における電流は、１×ＰＢＳ緩衝系よりもわずかに改善されているが、高いグルコース濃度では線形性を一貫しては維持していない（ドリフト）。
【０１１３】
対照的に、図７に示されているように、１００ｍＭ  炭酸ナトリウム／ＰＢＳ緩衝系を用いた一群の試験センサー（ＵＨＤ−０８、１０、１１、および１２）の既知のグルコース濃度に対する電流出力−時間は、高いグルコース濃度で信号の有意なドリフトがなく線形性を維持し、および長時間に亘って線形性を維持している。ｘ軸は時間を表し、ｙ軸は電流を表している。センサーは、試験に先立ってＡｇ／ＡｇＣｌに対する約６５０ｍＶの動作電位に電圧を調整する前に、１０分間、約８５０ｍＶの作用電極電位を用いるポテンショスタットに接続した。センサーを、ｐＨ約７．４、３７℃の重炭酸塩／ＰＢＳ溶液に接触させ、グルコース溶液を徐々に高い濃度にして（１回に＋５０ｍｇ／ｄＬ）添加した。グラフの段階的変化は、グルコースの濃度の変化を表している。一部の個々の試験センサーは、データを取得したが１００ｎＡの設定利得（「平坦な線」）を超えているため、矢印で示している。同様の結果が、２０ｍＭ  炭酸ナトリウム／ＰＢＳ緩衝系を用いて試験したセンサーでも得られた（データは不図示）。
【０１１４】
図８〜図１０は、図７に示されているデータに基づいた個々のグルコースセンサーの較正曲線を示すグラフ表示である。これらのグラフでは、回帰線は、点線で示され、センサーから得たデータ点は、幾何学記号で示されている。これらのデータは、炭酸塩／ＰＢＳ媒体で試験されたセンサーの優れた線形性を示している。
【０１１５】
図１１は、結果が図６Ａに示されている結果と同様である、１×ＰＢＳコントロールを用いた追加群の試験センサー（Ｕｈｄ−０４、０５、０８、０９、１１、１２、１３、１５、１７、および１９）の既知のグルコース濃度に対する電流出力−時間のグラフである。これらのグラフでは、ｘ軸は時間を表し、ｙ軸は電流を表している。センサーは、試験に先立ってＡｇ／ＡｇＣｌに対する約６５０ｍＶの動作電位に電圧を調整する前に、１０分間、約８５０ｍＶの作用電極電位を用いるポテンショスタットに接続した。センサーを、ｐＨ約７．４、３７℃の１×ＰＢＳ溶液に接触させた。グラフから分かるように、電流は、一定のグルコース濃度、特に高い濃度で時間と共に低下している。
【０１１６】
図１２は、図７の一群のセンサー（ＵＨＤ−０８、１０、１１、および１２）の炭酸ナトリウム／ＰＢＳ緩衝系によってもたらされるドリフト安定性を示している。したがって、３７℃の２０ｍＭ  炭酸ナトリウム／ＰＢＳ緩衝系を用いた長時間に亘って高いグルコース濃度に接触させられたセンサーの電流出力−時間は、信号の有意なドリフトがなく線形性を維持した。ｘ軸は時間を表し、ｙ軸は電流を表している。センサーは、試験に先立ってＡｇ／ＡｇＣｌに対する約６５０ｍＶの動作電位に電圧を調整する前に、１０分間、約８５０ｍＶの作用電極電位を用いるポテンショスタットに接続した。図示されているように、高濃度のグルコース（４００ｍｇ／ｄＬ以上）を含む、ｐＨ約７．４、３７℃の２０ｍＭ  重炭酸塩／ＰＢＳ緩衝系に接触させられたセンサーは、８時間を越えて線形性を維持し、信号ドリフトが約１０％未満であり、「ドリフト」は、センサーが一定の分析物濃度を有する変化しない環境に連続的に曝露されている間の１つの指定時点ともう１つの指定時点との間のセンサー出力信号における変化率（％）によって計算した。１００ｍＭ  重炭酸塩／ＰＢＳ緩衝系で行った実験も同様の結果を示した。
【０１１７】
図１３〜図１７は、２０ｍＭ  炭酸ナトリウム／ＰＢＳ緩衝系を用いて低酸素分圧環境（約２０ｍｍ  Ｔｏｒｒ／ｐＯ２）下で試験した個々のセンサー（ＵＨＤ−０８、１０、１１、および１２）のグルコースセンサーの時間−電流出力および対応する較正曲線を示すグラフ表示である。これらのグラフでは、回帰線は、点線で示され、センサーから得たデータ点は、幾何学記号で示されている。したがって、データは、重炭酸塩を含む緩衝系が、試験センサーの低酸素分圧性能の決定に有用であることを示している。
【０１１８】
図１８〜図２１は、図６Ｂに示されているデータに基づいたグルコースセンサー（ＵＨＧ−０２、０３、１４、および１６）の較正曲線を示すグラフ表示である。これらのグラフでは、回帰線は、点線で示され、センサーから得たデータ点は、幾何学記号で示されている。したがって、１０×ＰＢＳ緩衝系は、１×ＰＢＳ緩衝系によりも優れた性能を示したが、重炭酸塩を含む緩衝系よりもわずかに低かった。
【０１１９】
試験センサーの線形性が、特に、重炭酸塩を含む緩衝系を用いた高いグルコース濃度で維持されることが上記のデータ（図７および図１３）から分かるであろう。実証されたように、例示的なセンサーは、優れた線形性を有し、８時間を越える期間に亘って線形性を維持した。したがって、酢酸イオン、炭酸イオン、重炭酸イオン、またはこれらの組み合わせの少なくとも１つを含む電気化学的センサー用の緩衝系は、ｉｎ  ｖｉｔｒｏでの電気化学的分析物センサーの検査、有効性確認、および／またはＱＣ関連プロトコルに有用である。
【０１２０】
限定されるものではないが、公開および未公開特許出願、特許、および参考文献を含む本明細書で引用された全ての文献は、参照によりその全容が本明細書に組み入れられ、これにより本明細書の一部を構成する。参照により組み入れられる出版物および特許または特許出願が、本明細書に含まれる開示と矛盾する場合は、本明細書は、このような矛盾するどの資料よりも優先され、および／または勝るものとする。
【０１２１】
本明細書に使用される成分および反応条件などの量を表す全ての数字は、いずれの場合も語「約」によって変更されると解釈されたい。したがって、反対の記載がなければ、本明細書に記載された数値パラメーターは、得ようとする所望の特性によって異なり得る近似値とすることができる。少なくとも、各数値パラメーターは、有効桁数および通常の丸め方を踏まえて解釈されるべきである。
【０１２２】
上記説明は、いくつかの方法および材料を開示している。これらの説明は、方法および材料の変更、ならびに製造方法および機器の修正の影響を受けやすい。このような変更は、本開示またはその実施から当業者には明らかであろう。したがって、本開示は、本明細書に開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲および趣旨に包含される全ての変更形態および代替形態を含むものとする。
【図１−２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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