CN113382680A - 使用多种酶的分析物传感器及其相关方法 - Google Patents

Abstract

多种酶可存在于电化学传感器的一个或多个活性区域以促进一种或多种分析物的分析。多种酶可以独立地起作用以检测几种分析物或共同地起作用以检测单一分析物。一种传感器配置包括第一活性区域和第二活性区域，其中第一活性区域的氧化还原电位与第二活性区域的氧化还原电位充分分离，以允许独立的信号产生。一些配置可以具有用含有两种或更多种不同膜聚合物的多组分膜涂覆的活性区域。具有能够协同相互作用的多种酶的传感器配置包括其中第一酶将分析物转化为第一产物并且第二酶将第一产物转化为第二产物，从而在工作电极上产生与分析物浓度成比例的信号的那些传感器配置。

Description

使用多种酶的分析物传感器及其相关方法

相关申请的交叉引用

本申请要求在2019年1月28日提交的题为“Analysis Sensor EmployingMultiple Enzymes and Methods Associated Therewith”的美国临时申请62/797,566的优先权的权益。

背景技术

检测个体中的各种分析物有时对于监测其健康状况和幸福感是至关重要的。与正常分析物水平的偏差通常可以指示潜在的生理状况，诸如代谢状况或疾病，或暴露于特定环境状况。

任何分析物都可以适用于生理分析，只要可以识别合适的化学物质以感测分析物。为此，近年来已经开发和改进了被配置用于体内测定葡萄糖的电流型传感器。通常经受生理失调的其它分析物包括但不限于乳酸盐、氧、pH、A1e、酮、药物水平等，这些分析物同样可能是体外或体内监测所期望的。

个体中的分析物监测可以在一段时间内周期性地或连续地进行。周期性的分析物监测可以通过以设定的时间间隔抽取体液样品例如血液并离体分析来进行。可以使用一个或多个传感器进行连续的分析物监测，所述传感器保持至少部分地植入个体的组织内，例如皮肤、皮下或静脉内，使得可以在体内进行分析。植入的传感器可以以任何指定的速率收集分析物数据，这取决于个体的特定健康需要和/或先前测量的分析物水平。

周期性的离体分析物监测足以确定许多个体的生理状况。然而，离体分析物监测对于一些人可能是不方便的或痛苦的。此外，如果在适当的时间没有获得分析物测量，则没有办法恢复丢失的数据。

对于具有严重的分析物失调和/或快速波动的分析物水平的个体，用体内植入的传感器进行连续的分析物监测可能是更理想的方法，尽管其也可以有益于其他个体。尽管用植入的传感器进行连续分析物监测可能是有利的，但是存在与这些类型的测量相关联的挑战。静脉内分析物传感器具有直接从血液提供分析物浓度的优点，但是它们是侵入性的，并且有时个体佩戴会疼痛，特别是在长时间内。皮下、间质或皮肤分析物传感器对于个体佩戴来说通常可以是较少疼痛的，并且在许多情况下可以提供足够的测量精度。

体内分析物传感器通常被配置为分析单个分析物以提供特定分析，通常采用酶来提供分析特异性。然而，分析物的各种组合之间的生理相互作用也可以使多分析物分析在某些情况下是期望的。目前，多种分析物的体内分析可能需要使用相应数量的分析物传感器，所述分析物传感器被配置用于分析每种分析物。由于需要个人佩戴多个分析物传感器，所以这种方法可能不方便。此外，多个分析物传感器可能对个人或保险提供者造成不可接受的成本负担。在这种感测协议期间，独立分析物传感器之一也有增加的机会失效。

体内分析物传感器还可以包括设置在分析物传感器的至少植入部分上的膜。在一个方面，所述膜可以改善分析物传感器的生物相容性。在另一方面，膜对于所关注的分析物可以是可渗透的或半渗透的，并且将总分析物流量限制到分析物传感器的活性区域。也就是说，膜可以用作传质限制膜。用传质限制膜限制分析物进入传感器的活性区域可有助于避免传感器过载(饱和)，从而提高检测性能和准确度。这种膜对于限制特定分析物的质量传输具有高度特异性，其它物质以显著不同的速率渗透通过膜。各种潜在分析物的不同膜渗透性代表了开发被配置用于测定多种分析物的分析物传感器的显著障碍。即，不同的膜渗透率值可能导致多种分析物的显著不同的灵敏度，从而使分析复杂化。对多种分析物的不同灵敏度有时可通过使用不同大小的活性区域(例如，对于具有高灵敏度/渗透性的分析物的较小活性区域和对于具有较低灵敏度/渗透性的分析物的较大活性区域)来部分补偿，但这种方法可能存在显著的制造挑战，并且可能不适用于所有情况。

附图说明

包括以下附图以说明本公开的某些方面，并且不应被视为排他性实施例。所公开的主题能够在形式和功能上进行相当大的修改、变更、组合和等效，而不脱离本公开的范围。

图1示出了可以结合本公开的分析物传感器的说明性感测系统的图。

图2A示出了具有单个工作电极的说明性二电极分析物传感器配置的图，其可兼容用于本文公开的一些实施例中。图2B和2C示出了具有单个工作电极的说明性三电极分析物传感器配置的图，其可兼容用于本文公开的一些实施例中。

图3示出了具有两个工作电极、参考电极和对电极的说明性分析物传感器配置的图，其可兼容用于本公开的一些实施例中。

图4示出了适用于本文中的公开内容的一些实施例的示例性分析物传感器配置，其中两个不同的活性区域被设置在单个工作电极的表面上。

图5A显示了根据本公开内容的各种实施例，与使用直接位于工作电极上的醇氧化酶和黄嘌呤氧化酶的乙醇检测相关的协同酶促反应循环。

图5B示出根据本公开的各种实施例，与使用直接位于工作电极上的β-羟基丁酸脱氢酶、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和心肌黄酶的酮检测相关的协同酶促反应循环。

图5C示出根据本公开的各种实施例，与使用直接位于工作电极上的β-羟基丁酸脱氢酶、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、NADH氧化酶和超氧化物歧化酶的酮检测相关的协同酶促反应循环。

图5D示出了根据本公开内容的各种实施例，与使用直接位于工作电极上的β-羟基丁酸脱氢酶、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和聚-1，10-菲咯啉-5，6-二酮的酮检测相关的协同酶促反应循环。

图5E显示根据本公开内容的各种实施例，与使用葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和黄嘌呤氧化酶的乙醇检测相关的协同酶促反应循环，其中葡萄糖氧化酶远离工作电极，黄嘌呤氧化酶直接位于工作电极上。

图6A和6B示出了示例性工作电极的图，其中第一活性区域直接设置在工作电极的表面上，并且第二活性区域通过膜与工作电极分开，并且其适合用于本文公开的一些实施方案中。图6C示出了说明性工作电极的图，其中第一活性区域和第二活性区域在工作电极上彼此横向间隔开，并且活性区域之一通过膜与工作电极分开。

图7示出了分析物传感器的一部分的示意图，该分析物传感器具有两个工作电极并且以涂覆两个工作电极之一的双层膜为特征，该双层膜可兼容用于本文公开的一些实施方式。

图8表示使用含有两种不同的锇络合物作为电子转移介体的工作电极，对于不含分析物的缓冲溶液获得的示例性循环伏安图。图9显示当图8的电极在E1和E2电位之间循环时，在5mM葡萄糖/5mM乳酸盐缓冲液中电极响应的四个重复。

图10显示了暴露于不同乙醇浓度时在活性区域中同时含有醇氧化酶和黄嘌呤氧化酶的电极的三次重复应答。

图11A示出了图10的电极的平均电流响应对乙醇浓度的说明性曲线图。图11B示出了单个电极的电流响应与乙醇浓度的示例性曲线图。

图12A显示了在暴露于不同浓度的乙醇时，含有葡萄糖氧化酶和黄嘌呤氧化酶的电极的响应的两个重复，所述葡萄糖氧化酶和黄嘌呤氧化酶分层在分开的活性区域中并通过膜隔开，其中过氧化氢酶存在于含有葡萄糖氧化酶的活性区域中。图12B显示了在暴露于不同浓度的乙醇时，含有葡萄糖氧化酶和黄嘌呤氧化酶的电极之间的比较响应数据，所述葡萄糖氧化酶和黄嘌呤氧化酶分层在分开的活性区域中并通过膜间隔开，其中过氧化氢酶分开存在于活性区域中。

图13示出了图12的电极的平均电流响应对乙醇浓度的说明性曲线图。

图14显示了用聚合物1A和1B涂覆的电极对5mM乳酸盐溶液的响应的示例性曲线。

图15显示了用聚合物2涂覆的电极对5mM乳酸盐溶液的响应的示例性曲线。

图16显示了用聚合物3涂覆的电极对5mM乳酸盐溶液的响应的示例性曲线。

图17显示了用聚合物3涂覆的电极对具有不同乳酸盐浓度的乳酸盐溶液的响应的示例性曲线。

图18显示了用聚合物4涂覆的电极对5mM乳酸盐溶液的响应的示例性曲线。

图19显示了用聚合物4涂覆的电极对具有不同乳酸盐浓度的乳酸盐溶液的响应的示例性曲线。

图20显示了用双层膜涂覆的电极对5mM乳酸盐溶液的响应的示例性曲线，所述双层膜包括下层交联PVP(聚合物2)和上层交联聚合物1B。

图21显示了用双层膜涂覆的电极对5mM乳酸盐溶液的响应的说明性曲线，所述双层膜包括交联PVP(聚合物2)的下层和交联聚合物1A的上层，其中电极用制剂1和制剂3浸涂可变次数。

图22显示了用包含交联PVP(聚合物2)和交联聚合物1B的混合膜涂覆的电极对5mM乳酸盐溶液的响应的示例性曲线。

图23显示了用包含交联PVP(聚合物2)和交联聚合物1B的混合膜涂覆的电极对不同乳酸盐浓度的响应的示例性曲线。

图24显示了电极响应的说明性曲线，所述电极用包含各种比例的交联PVP(聚合物2)和交联聚合物1B的混合膜涂覆。

图25显示了含有两个工作电极的传感器对30mM葡萄糖/5mM乳酸盐溶液的响应的示例性曲线，其中乳酸响应工作电极用双层膜涂覆，葡萄糖响应工作电极用均质膜涂覆。

图26显示了包含两个工作电极的传感器对含有不同浓度的葡萄糖和乳酸的溶液的响应的示例性曲线，其中乳酸响应工作电极用双层膜涂覆，葡萄糖响应工作电极用均质膜涂覆。

图27显示了当暴露于不同的β-羟基丁酸浓度时，含有心肌黄酶、NAD+和β-羟基丁酸脱氢酶的电极的四个重复的响应。

图28示出了图27的电极对β-羟基丁酸浓度的平均电流响应的说明性曲线图。

图29显示了当图27的电极在33℃暴露于100mM PBS中的8mMβ-羟基丁酸2周时，其电流响应的示例性曲线。

图30示出了示例6中的组1-4的传感器性能的说明性曲线图。

图31显示了示例6的第1组分析物传感器对具有不同乳酸盐浓度的乳酸盐溶液的响应的示例性曲线。

图32是根据本公开的一个或多个实施例的示例分析物监测和车辆控制系统的示意图。

具体实施方式

本公开一般性地描述了采用多种酶进行检测的分析物传感器和方法，并且更具体地描述了其中多种酶可独立地或协同地起作用以检测一种或多种分析物的分析物传感器和方法。

如上所述，分析物传感器通常用于检测单个分析物。如果需要检测多种分析物，则可以采用相应数量的分析物传感器。这种方法可能是不期望的，这尤其是由于成本问题、个体佩戴多个分析物传感器的必要性以及个体传感器故障的增加的可能性等。

一些分析物传感器利用酶反应作为检测所关注的分析物的基础。由于酶通常对特定底物或相关种类的底物显示反应特异性，因此它们可提供具有检测化学的分析物传感器，所述检测化学被配置用于分析单一所关注的分析物。因此，用于分析单一分析物的分析物传感器通常仅掺入相应的单一酶以促进合适的酶反应以便于检测。目前，为了提供对多种分析物的检测能力，在分析物传感器中掺入多种酶可能是相当困难的。原因包括分析物灵敏度的差异和一种或多种酶与给定的一组分析条件的潜在不相容性。

与以单一酶为特征的分析物传感器相反，本公开描述了其中在传感器的一个或多个活性区域中存在多种酶的分析物传感器。通过以本文所述的各种方式在分析物传感器中掺入多种酶，可以实现许多优点。在本公开的一些传感器配置中，多种酶可促进独立检测多种分析物，诸如葡萄糖和乳酸盐。本文还描述了被配置成为多种分析物提供定制的渗透性的膜，其可通过校平传感器对每种分析物的灵敏度水平来促进用单个分析物传感器进行分析物检测。在本公开的其它传感器配置中，可以选择多种酶以协同作用，以促进检测单一目标分析物，否则使用单一酶进行测定可能是有问题的或不可能的。在任何情况下，与其它可行的相比，可能需要更少的电极来检测给定的分析物或分析物组。此外，本公开可以提供具有比其他可能的传感器尺寸更小的传感器尺寸和更小的传感器测量电子器件复杂性。因此，根据本文的公开内容，采用多种不同配置的多种酶的分析物传感器可促进一种或多种分析物的有效检测。

含有多种酶的分析物传感器，无论独立地或协同地操作，在存在适当的稳定剂的情况下可以以增强的稳定性起作用。可以使用的稳定剂包括例如过氧化氢酶或白蛋白(例如牛血清白蛋白或人血清白蛋白)。过氧化氢酶因其从生物环境中清除活性物质如过氧化物的能力而为人所知。相反，白蛋白被认为不表现出清除反应性物质的功能，因此它们稳定本公开的分析物传感器的响应的能力是令人惊讶的。

在更详细地描述本公开的分析物传感器之前，首先提供合适的体内分析物传感器配置和采用分析物传感器的传感器系统的简要概述，以便可以更好地理解本公开的实施方式。应当理解，根据本公开的各种实施方案，下文描述的任何传感器系统和分析物传感器配置可以以多种酶为特征。

图1示出了可以结合本公开的分析物传感器的说明性感测系统的图。如图所示，感测系统100包括传感器控制设备102和读取设备120，它们被配置成通过本地通信路径或链路彼此通信，所述本地通信路径或链路可以是有线或无线的、单向或双向的、以及加密或非加密的。根据一些实施例，读取器设备120可以构成用于查看分析物浓度和由传感器104或与其相关联的处理器确定的警报或通知的输出介质，以及允许一个或多个用户输入。读取器设备120可以是多用途智能电话或专用电子读取器仪器。虽然仅示出了一个读取器设备120，但是在某些情况下可以存在多个读取器设备120。读取器设备120还可以分别经由一个或多个通信路径/链路141和/或142与远程终端170和/或可信计算机系统180通信，所述通信路径/链路也可以是有线或无线的、单向或双向的、以及加密的或非加密的。读取器设备120还可以或替代地经由通信路径/链路151与网络150(例如，移动电话网络、因特网或云服务器)通信。网络150还可以经由通信路径/链路152通信地耦合到远程终端170和/或经由通信路径/链路153通信地耦合到可信计算机系统180。或者，传感器104可以直接与远程终端170和/或可信计算机系统180通信，而无需存在中间读取器设备120。例如，根据一些实施例，传感器104可通过到网络150的直接通信链路与远程终端170和/或可信计算机系统180通信，如通过引用整体并入本文的美国专利申请公开2011/0213225中所述。任何合适的电子通信协议可用于通信路径或链路中的每一个，诸如近场通信(NFC)、射频识别(RFID)、

或

低能量协议、WiFi等。根据一些实施例，远程终端170和/或可信计算机系统180可以由对用户的分析物水平感兴趣的除主要用户之外的个人访问。读取器设备120可以包括显示器122和可选的输入组件121。根据一些实施例，显示器122可以包括触摸屏界面。

传感器控制设备102包括传感器外壳103，其可容纳用于操作传感器104的电路和电源。可选地，可以省略电源和/或有源电路。处理器(未示出)可以通信地耦合到传感器104，其中处理器物理地位于传感器外壳103或读取器设备120内。根据一些实施例，传感器104从传感器外壳103的下侧突出并且延伸穿过粘合层105，该粘合层适于将传感器外壳103粘附到组织表面，诸如皮肤。

传感器104适于至少部分地插入到感兴趣的组织中，例如皮肤的真皮或皮下层内。传感器104可以包括足够长度的传感器尾部，用于插入到给定组织中的期望深度。传感器尾部可包括至少一个工作电极和位于至少一个工作电极上的一个或多个活性区域(感测区/点或感测层)，并且该活性区域对于感测一种或多种感兴趣的分析物是活性的。根据本公开的一个或多个实施方案，一个或多个活性区域可共同包含多种酶。根据一些实施例，活性区域可包括聚合物材料，至少一些酶共价地结合到该聚合物材料。在本公开的各种实施方式中，可以在任何感兴趣的生物流体中监测分析物，所述生物流体例如是皮膜液、间质液、血浆、血液、淋巴液、滑液、脑脊液、唾液、支气管肺泡灌洗液、羊水等。在特定实施例中，本公开的分析物传感器可适于测定皮肤流体或间质流体。

在一些实施例中，传感器104可以自动地将数据转发到读取器设备120。例如，分析物浓度数据可以自动地和周期性地传送，例如随着获得数据以特定频率，或在经过特定时间段之后，其中数据被存储在存储器中直到传送(例如，每分钟、五分钟或其他预定时间段)。在其他实施例中，传感器104可以以非自动方式并且不根据设定的时间表与读取器设备120通信。例如，当传感器电子器件被带入读取器设备120的通信范围内时，可以使用RFID技术从传感器104传送数据。数据可以保持存储在传感器104的存储器中，直到被传送到读取器设备120。因此，患者不必一直保持与读取器设备120的紧密接近，而是可以在方便的时间上载数据。在其他实施例中，可以实现自动和非自动数据传输的组合。例如，数据传输可以自动地继续，直到读取器设备120不再处于传感器104的通信范围内。

导引器可以暂时存在以促进传感器104引入到组织中。在示例性实施例中，导引器可以包括针或类似的尖端。应当认识到，在替代实施例中可以存在其它类型的导引器，例如护套或刀片。更具体地，针或其他导引器可以在组织插入之前暂时地驻留在传感器104附近，然后在之后被抽出。虽然存在，但是针或其他导引器可以通过打开传感器104遵循的进入路径来促进传感器104插入到组织中。例如，根据一个或多个实施例，针可以促进表皮的穿透作为到真皮的进入路径，以允许传感器104的植入发生。在打开进入路径之后，针或其它导引器可以被撤回，使得它不代表尖锐的危险。在示例性实施例中，合适的针的横截面可以是实心的或中空的、有斜面的或非有斜面的、和/或圆形的或非圆形的。在更具体的实施例中，合适的针在横截面直径和/或尖端设计上可与针灸针相当，针灸针可具有约250微米的横截面直径。然而，应当认识到，如果特定应用需要，合适的针可以具有更大或更小的横截面直径。

在一些实施例中，针的尖端(当存在时)可以在传感器104的末端上方成角度，使得针首先穿透组织并且打开用于传感器104的进入路径。在其它说明性实施例中，传感器104可位于针的管腔或凹槽内，针类似地打开传感器104的进入路径。在任一情况下，在便于传感器插入之后，针随后被撤回。

本文所述的分析物传感器可以以在单个工作电极的一个或多个活性区域上或在两个或更多个分开的工作电极上的多种酶为特征。根据本公开的各种实施方式，用于分析物传感器的单个工作电极配置可以采用二电极或三电极检测基序。下面参照图2A-2C描述以单个工作电极为特征的传感器结构。此后参照图3分别描述以多个工作电极为特征的传感器配置。多种酶可以被引入到下文描述的任何传感器配置中，适于引入多种酶的具体配置在下文进一步详细描述。

当分析物传感器中存在单个工作电极时，三电极检测基序可以包括工作电极、对电极和参考电极。相关的二电极检测基序可以包括工作电极和第二电极，其中第二电极用作对电极和参考电极(即，对/参考电极)。在二电极和三电极检测基序两者中，分析物传感器的一个或多个活性区域可以与工作电极接触。根据本公开的实施方案，一个或多个活性区可包含多种酶，其中多种酶存在于单个活性区和/或多个活性区中。在一些实施例中，各种电极可以至少部分地堆叠(分层)在彼此之上，如在下文中进一步详细描述的。在一些或其它实施例中，各个电极可以在传感器尾部上彼此横向间隔开。类似地，每个电极上的相关活性区域可以垂直地堆叠在彼此的顶部上或者横向地间隔开。在任一情况下，各种电极可通过介电材料或类似绝缘体彼此电隔离。

图2A示出了具有单个工作电极的说明性二电极分析物传感器配置的图，其可兼容用于本文公开的一些实施例中。如图所示，分析物传感器200包括设置在工作电极214和对/参考电极216之间的基底212。或者，工作电极214和对/参考电极216可以位于基底212的同一侧，其间插入介电材料(配置未示出)。活性区域218作为至少一层设置在工作电极214的至少一部分上。在各种实施方式中，活性区域218可以包括多个点或单个点，其被配置用于检测一种或多种感兴趣的分析物。共同地，多种酶可存在于活性区域218中(即，在单个点中或在多个点中)。

仍参考图2A，根据一些实施例，膜220至少涂覆活性区域218，并且可以可选地涂覆工作电极214和/或对/参考电极216的一些或全部，或者分析物传感器200的整体。分析物传感器200的一面或两面可以用膜220涂覆。膜220可以包括具有限制分析物流向活性区域218的能力的一种或多种聚合物膜材料。如本文进一步所述，根据一种或多种分析物的特性，膜220的组成可以变化。分析物传感器200可操作用于通过库仑法、安培法、伏安法或电位电化学检测技术中的任一种来测定一种或多种分析物。

图2B和2C示出了具有单个工作电极的说明性三电极分析物传感器配置的图，其可兼容用于本文公开的一些实施例中。采用单个工作电极的三电极分析物传感器配置可以类似于图2A中的分析物传感器200所示的配置，除了在分析物传感器201和202(图2B和2C)中包括附加电极217之外。利用附加电极217，对/参考电极216然后可以用作对电极或参考电极，并且附加电极217实现未另外说明的另一电极功能。工作电极214继续实现其原始功能。附加电极217可以设置在工作电极214或电极216上，其间具有介电材料的分离层。例如，如图2B所示，介电层219a、219B和219c将电极214、216和217彼此分开并提供电绝缘。或者，电极214、216和217中的至少一个可以位于基底212的相对面上，如图2C所示。因此，在一些实施例中，电极214(工作电极)和电极216(对电极)可以位于基底212的相对面上，其中电极217(参考电极)位于电极214或216之一上并且用电介质材料与其间隔开。参考材料层230(例如Ag/AgCl)可以存在于电极217上，参考材料层230的位置不限于图2B和2C中所描述的。与图2A所示的传感器200一样，分析物传感器201和202中的活性区域218可以包括被配置用于检测一种或多种感兴趣的分析物的多个点或单个点。总而言之，多种酶可存在于分析物传感器201和202的活性区域218中。另外，分析物传感器201和202可操作用于通过库仑法、安培法、伏安法或电位电化学检测技术中的任一种来测定一种或多种分析物。

与分析物传感器200类似，膜220也可以涂覆分析物传感器201和202中的活性区域218以及其他传感器部件。在一些实施例中，附加电极217可以用膜220涂覆。尽管图2B和2C已经将所有电极214、216和217描绘为用膜220涂覆，但是应当认识到，在一些实施例中，可以仅涂覆工作电极214。此外，在电极214、216和217中的每一个处的膜220的厚度可以相同或不同。如在二电极分析物传感器配置(图2A)中，在图2B和2C的传感器配置中，分析物传感器201和202的一面或两面可以用膜220来涂覆，或者分析物传感器201和202的整体可以被涂覆。因此，图2B和2C中所示的三电极传感器配置应被理解为不限制本文所揭示的实施例，其中替代电极和/或层配置保持在本发明的范围内。

现在将更详细地描述具有多个工作电极的分析物传感器配置。尽管以下描述主要针对具有两个工作电极的分析物传感器配置，但是应当理解，通过本公开的扩展，可以成功地并入多于两个工作电极。附加的工作电极可以允许附加的一个或多个活性区域和相应的感测能力被赋予具有这种特征的分析物传感器。

图3示出了具有两个工作电极、参考电极和对电极的说明性分析物传感器配置的图，其可兼容用于本公开的一些实施例中。如图3所示，分析物传感器300包括设置在衬底302的相对面上的工作电极304和306。活性区域310设置在工作电极304的表面上，而活性区域312设置在工作电极306的表面上。共同地，多种酶可存在于活性区域310和312中，其中每个活性区域310、312包含一种或多种酶。例如，在特定的实施方案中，葡萄糖响应酶可存在于活性区域310中，而乳酸响应酶可存在于活性区域312中。对电极320通过电介质层322与工作电极304电隔离，并且参考电极321通过电介质层323与工作电极306电隔离。外部介电层330和332分别位于参考电极321和对电极320上。根据各种实施例，膜340可以涂覆至少活性区域310和312。分析物传感器300的其他部件也可以用膜340来涂覆，并且如上所述，分析物传感器300的一面或两面或其一部分可以用膜340来涂覆。与分析物传感器200、201和202类似，分析物传感器300可以可操作用于通过电量分析、电流分析、伏安分析或电位分析电化学检测技术中的任一种来测定一种或多种分析物。

具有多个工作电极并且不同于图3所示的备选分析物传感器配置可以以对电极/参考电极而不是单独的对电极和参考电极320、321为特征，和/或与明确示出的那些不同的特征层和/或膜布置为特征。例如，对电极320和参考电极321的位置可以与图3中所示的相反。另外，工作电极304和306不必以图3中所示的方式位于衬底302的相对面上。

以具有远离工作电极的活性区域的工作电极为特征的分析物传感器配置在图6A和6B中示出并且在下面进一步讨论。

根据本公开的各种实施方式，电子转移剂可以存在于本文公开的任何分析物传感器或分析物传感器配置的一个或多个活性区域中。当分析物(酶衬底)经历氧化-还原反应时，合适的电子转移剂可促进电子向工作电极的传输。在每个活性区域内的电子转移剂的选择可以决定对于每个活性区域观察到的氧化还原电位。当存在多个活性区域时，每个活性区域内的电子转移剂可以相同或不同。

合适的电子转移剂可包括可电还原和可电氧化的离子、络合物或分子(例如醌)，其氧化还原电位比标准甘汞电极(SCE)的氧化还原电位高或低几百毫伏。根据一些实施方案，合适的电子转移剂可包括低电位锇络合物，如美国专利6,134,461和6,605,200中所述的那些，在此将其全部引入作为参考。其它实例包括美国专利6,736,957、7,501,053和7,754,093中所述的那些，这些专利中的每一个的公开内容通过引用整体并入本文。其它合适的电子转移剂可以包括钌、锇、铁(例如聚乙烯基二茂铁或六氰基高铁酸盐)或钴的金属化合物或络合物，包括例如其茂金属化合物。电子转移介体和聚合物结合的电子转移介体的合适例子可包括在美国专利8,444,834、8,268,143和6,605,201中描述的那些，其公开内容在此全文引入作为参考。用于金属络合物的合适配体还可以包括例如二齿或更高配位度的配体，例如联吡啶、联咪唑、菲咯啉或吡啶基(咪唑)。其它合适的二齿配体可以包括例如氨基酸、草酸、乙酰丙酮、二氨基烷烃或邻二氨基芳烃。单齿、二齿、三齿、四齿或更高齿配体的任何组合可以存在于金属络合物中以实现全配位层。

根据本公开的各种实施方式，聚合物可以存在于本文公开的任何分析物传感器或分析物传感器配置的每个活性区域中。用于包括在活性区域中的合适的聚合物可以包括但不限于聚乙烯吡啶(例如，聚(4-乙烯基吡啶))、聚乙烯咪唑(例如，聚(1-乙烯基咪唑))或其任何共聚物。可适于包含在活性区域中的示例性共聚物包括含有单体单元的那些共聚物，所述单体单元例如苯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或丙烯腈。当存在多个活性区域时，每个活性区域内的聚合物可以相同或不同。

根据本公开的各种实施方案，电子转移剂可以共价键合到每个活性区域中的聚合物。共价结合的方式不被认为是特别限制的。电子转移剂与聚合物的共价键合可以通过聚合具有共价键合的电子转移剂的单体单元而发生，或者电子转移剂可以在聚合物已经合成之后单独地与聚合物反应。根据一些实施方案，双官能间隔基可以将电子转移剂共价键合到活性区域内的聚合物，其中第一官能团与聚合物反应(例如，能够季铵化吡啶氮原子或咪唑氮原子的官能团)和第二官能团与电子转移剂反应(例如，与配位金属离子的配体反应的官能团)。

类似地，根据本公开的一些或其他各种实施方案，一个或多个活性区域内的酶可共价键合至聚合物。当在单个活性区域中存在多种酶时，在一些实施方案中，所有的多种酶可以共价键合到聚合物，并且在其他实施方案中，仅一部分的多种酶可以共价键合到聚合物。例如，第一酶可以共价结合到聚合物，第二酶可以与聚合物非共价缔合。根据更具体的实施方案，酶与聚合物的共价键合可通过引入有合适交联剂的交联剂进行。用于与酶中的游离氨基反应(例如，与赖氨酸中的游离胺反应)的合适的交联剂可以包括交联剂，例如聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)或其它聚环氧化物、氰尿酰氯、N-羟基琥珀酰亚胺、亚氨酸酯、表氯醇或其衍生变体。用于与酶中的游离羧酸基团反应的合适的交联剂可以包括例如碳二亚胺。交联通常是分子间的，但在一些实施方案中可以是分子内的。

电子转移剂和/或酶也可以通过除共价键合以外的方式与活性区域中的聚合物缔合。在一些实施方案中，电子转移剂和/或酶可以与聚合物离子或配位缔合。例如，带电聚合物可以与带相反电荷的电子转移剂或酶离子缔合。在其它实施方案中，电子转移剂和/或酶可以物理地夹带在聚合物内而不与其键合。

现在将更详细地描述适于在本公开的分析物传感器中布置多种酶的各种配置。多种酶可以沉积在传感器的一个或多个活性区域内。活性区域的尺寸范围可以从约0.01mm²到约1mm²，尽管这里也考虑了更大或更小的活性区域。

在一些实施方案中，多种酶可以布置在单个工作电极上的分开的活性区域内。当多种酶以这种方式排列时，每个活性区域可促进单独分析物的检测，如下文所述。至少一个活性区域可以独立于其它活性区域而产生信号。

根据一些实施方式，在单个工作电极上具有多个活性区域的本公开的分析物传感器可以包括：传感器尾部，包括至少一个工作电极和设置在所述工作电极的表面上的至少两个活性区域。每个活性区包含分析物响应性酶和聚合物，每个活性区中的分析物响应性酶是不同的。每个活性区域具有氧化还原电位，并且第一活性区域的氧化还原电位与第二活性区域的氧化还原电位充分分离，以允许独立于来自第二活性区域的信号的产生而产生来自第一活性区域的信号。在更具体的实施例中，这种分析物传感器可以包括具有至少两个活性区域的单个工作电极。电子转移剂可以被结合在每个活性区域内以促进电子转移。

替代的传感器配置可包括单个活性区域，该单个活性区域包含第一分析物响应酶和第二分析物响应酶两者以及电子转移剂。每种酶可以共价结合到单个活性区域中的聚合物的不同部分。假设用于促进每种分析物的电子转移的感测化学物质在单个活性区域中没有被过度稀释，则单个活性区域可以以类似于下面针对单独的活性区域描述的方式促进分析物检测。当要用第一和第二分析物响应酶测定的分析物具有相当的膜渗透率值时，此类传感器配置可能是特别可行的。

在更具体的实施例中，传感器尾部可配置成用于插入组织中。合适的组织不被认为是特别限制的，并且在上面更详细地描述。类似地，上面提出了将传感器尾部部署在组织内的特定位置的考虑。

在更具体的实施例中，与第一活性区域相关联的氧化还原电位可以与第二活性区域的氧化还原电位隔开至少大约100mV，或至少大约150mV，或至少大约200mV。氧化还原电位之间的间隔的上限由体内的工作电化学窗口决定。通过使活性区域的氧化还原电位在大小上彼此充分地分开，电化学反应可以在第一活性区域内发生，而基本上不在第二活性区域内引起电化学反应。因此，来自第一活性区域的信号可以在其相应的氧化还原电位处或之上独立地产生。相反，在第二活性区域的氧化还原电位处或之上，在两个活性区域内都可能发生电化学反应。这样，在第二活性区域的氧化还原电位处或之上的产生的信号可以包括来自第一活性区域和第二活性区域的信号贡献，并且该信号是复合信号。然后，可以通过从复合信号中减去仅从第一活性区域在其相应的氧化还原电位或高于其相应的氧化还原电位获得的信号，来确定来自第二活性区域在其氧化还原电位或高于其相应的氧化还原电位的信号贡献。类似的考虑适用于分析来自含有在不同氧化还原电位下产生信号的两种不同酶的单个活性区域的信号贡献。

在更具体的实施方案中，当活性区域位于相同的工作电极上时，第一和第二活性区域可含有不同的电子转移剂，以提供在大小上充分分开的氧化还原电位。更具体地说，第一活性区域可包括第一电子转移剂，第二活性区域可包括第二电子转移剂，第一和第二电子转移剂是不同的。根据本发明的各种实施例，可改变给定电子转移剂中存在的金属中心和/或配体以提供第一和第二活性区域的氧化还原电位的充分分离。根据更具体的实施方案，第一电子转移剂可以共价键合到在第一活性区域中的聚合物，并且第二电子转移剂可以共价键合到在第二活性区域中的聚合物。第一电子转移剂和第二电子转移剂的共价键合方式可以相同或不同。根据以上公开，类似的考虑适用于选择适合与包含在单个活性区域内的第一分析物响应性酶和第二分析物响应性酶结合使用的电子转移剂。

在本发明的更具体的实施方案中，每个活性区域中的分析物响应酶可以共价键合(或以其他方式固定)到每个活性区域内的聚合物。在更具体的实施方案中，每个活性区域中的分析物响应性酶和电子转移剂可以共价键合到每个活性区域内的聚合物。当包含在单个活性区域中时，第一分析物响应性酶和第一电子转移剂可以共价键合到聚合物的第一部分，并且第二分析物响应性酶和第二电子转移剂可以共价键合到聚合物的第二部分。第一部分和第二部分中的聚合物可以相同或不同。

理想地，位于单个工作电极上的第一和第二活性区可以被配置为在给定电位下操作分析物传感器时快速获得稳态电流。通过为每个活性区域选择电子转移剂，可以促进快速达到稳态电流，该电子转移剂在暴露于等于或高于其氧化还原电位的电位时快速改变其氧化态。使活性区域尽可能薄也可以便于快速达到稳态电流。例如，第一和第二活性区域的合适厚度可以在约0.1微米至约10微米的范围内。在一些或其它实施例中，在一个或多个活性区域内结合诸如碳纳米管、石墨烯或金属纳米颗粒的导电材料可以促进快速达到稳态电流。导电颗粒的合适量可在按活性区域的重量计约0.1％至约50％，或按重量计约1％至约50％，或按重量计约0.1％至约10％，或按重量计约1％至约10％的范围内。还可以使用稳定剂来提高响应稳定性。

还应当理解，分析物传感器对每种分析物的灵敏度(输出电流)可以通过改变活性区域的覆盖(面积或尺寸)、活性区域相对于彼此的面积比、涂覆活性区域的传质限制膜的特性和厚度及其任意组合而改变。一旦获得了本公开的益处，本领域普通技术人员可以容易地对这些参数进行改变。

尽管前面的描述主要针对被配置用于检测两种不同分析物的分析物传感器，但是应当理解，上面的概念可以扩展用于使用位于单个工作电极上的相应数量的活性区域来检测多于两种分析物。具体地，在本公开的另外的实施方案中，采用多于两个活性区域和其中相应数量的不同酶(和电子转移剂)的分析物传感器可以用于检测相同数量的不同分析物。假设每个活性区域的氧化还原电位与其它活性区域的氧化还原电位充分分离，则可以以与上述方式相关的方式分析来自每个活性区域的信号贡献，以提供每种分析物的浓度。

在更具体的实施例中，除了上面更详细讨论的合适的电子转移剂和聚合物之外，第一活性区域可包括葡萄糖响应酶，例如葡萄糖氧化酶，并且第二活性区域可包括乳酸响应酶，例如乳酸氧化酶。根据具体实施方式，适用于检测葡萄糖和乳酸的分析物传感器可以包括具有设置在其上的第一活性区域和第二活性区域的工作电极，以及涂覆在工作电极上的第一和第二活性区域的传质限制膜，其中第二活性区域包括聚合物、白蛋白和共价键合到聚合物的乳酸响应酶(例如乳酸氧化酶)，并且第一活性区域包括共价键合到聚合物的葡萄糖响应酶(例如葡萄糖氧化酶)。彼此不同的第一和第二电子转移剂可存在于每个活性区域中。在更具体的实施方案中，传质限制膜可以至少包含交联的聚乙烯基吡啶均聚物或共聚物。在传质限制膜涂覆每个活性区域的情况下，传质限制膜的组分可以相同或不同。在特定的实施方案中，涂覆第一活性区域的传质限制膜可以是单组分的(包含单一膜聚合物)，涂覆第二活性区域的传质限制膜可以是多组分的(包含两种或多种不同的膜聚合物，其中之一是聚乙烯基吡啶均聚物或共聚物)，或者是双层或者是均匀混合物。

类似地，还应当理解，本公开的具有位于给定工作电极上的两个或更多个活性区域的一些分析物传感器可在至少一个活性区域中包含两种或更多种分析物响应性酶。根据更具体的实施方案，在给定活性区域中的两种或更多种分析物响应性酶可以协同相互作用以产生与单一分析物的浓度成比例的信号。因此，分析物响应性酶不必一定以与给定选择的分析物的1:1的比例存在。含有协同相互作用的酶的分析物传感器在下文进一步详细描述。

因此，本文还描述了采用特征在于布置在单个工作电极上的多种酶的分析物传感器的多分析物检测方法。在各种实施例中，此类方法可包括：将分析物传感器暴露于包括至少一种分析物的流体。分析物传感器包括传感器尾部，该传感器尾部包括至少一个工作电极，特别是单个工作电极，以及设置在工作电极的表面上的至少两个活性区域。每个活性区包含分析物响应性酶和聚合物，并且每个活性区中的分析物响应性酶是不同的。每个活性区域具有氧化还原电位，并且第一活性区域的氧化还原电位与第二活性区域的氧化还原电位充分分离，以允许独立于来自第二活性区域的信号的产生而产生来自第一活性区域的信号。所述方法另外包括：获得处于或高于第一活性区域的氧化还原电位的第一信号，使得第一信号与第一分析物的浓度成比例；获得处于或高于第二活性区域的氧化还原电位的第二信号，使得第二信号是包括来自第一活性区域的信号贡献和来自第二活性区域的信号贡献的复合信号；以及从第二信号中减去第一信号以获得差信号，该差信号与第二分析物的浓度成比例。

在更具体的实施例中，与第一活性区域相关联的氧化还原电位可以与第二活性区域的氧化还原电位分隔开至少大约100mV，或者至少大约150mV，或者至少大约200mV，以便提供足够的分隔用于从第一活性区域独立产生信号。

在一些或其他更具体的实施例中，流体是生物流体，并且分析物传感器在个体内暴露于体内生物流体。用于利用具有位于给定工作电极上的至少两个不同活性区域的分析物传感器进行分析的合适生物流体可以包括上面更详细讨论的任何生物流体。

在一些实施例中，与每个活性区域相关联的信号可以通过参考针对每种分析物的查找表或校准曲线而与相应的分析物浓度相关。可通过测定具有已知分析物浓度的多个样品并记录在每个浓度下每种分析物的传感器响应来填充每种分析物的查找表。类似地，可以通过将每种分析物的分析物传感器响应作为浓度的函数作图来确定每种分析物的校准曲线。根据一些实施方式，本公开的分析物传感器的校准曲线可以是线性的。

处理器可以确定查找表中的哪个传感器响应值最接近针对具有未知分析物浓度的样本测量的传感器响应值，然后相应地报告分析物浓度。在一些或其他实施例中，如果具有未知分析物浓度的样品的传感器响应值在查找表中的记录值之间，则处理器可以在两个查找表值之间进行插值以估计分析物浓度。插值可以假定在查询表中报告的两个值之间的线性浓度变化。当传感器响应与查找表中的给定值相差足够的量时，例如约10％或更大的变化，可以采用插值。

同样，根据一些或其它各种实施例，处理器可将具有未知分析物浓度的样本的传感器响应值输入到对应校准曲线中。然后，传感器可相应地报告分析物浓度。

具有设置在给定工作电极上的两个不同活性区域的分析物传感器的实施例可以采用与图2A-2C中所示和上文所述的那些相关的传感器配置。然而，应当理解，合适的分析物传感器还可以以多个工作电极为特征，例如图3所示的传感器配置，其中至少一个工作电极具有至少两个彼此不同的活性区域。还应当理解，具有设置在给定工作电极的表面上的两个或更多个不同活性区域的其他分析物传感器配置也属于本公开的范围内。例如，工作电极和对电极和/或参考电极的位置、取向或功能性可以与本文附图中所示的不同。

图4示出了适用于本文中的公开内容的一些实施例的示例性分析物传感器配置，其中两个不同的活性区域被设置在单个工作电极的表面上。图4的分析物传感器配置与图2C的分析物传感器配置具有最大相似性，并且可以通过参考其而被更好地理解。在适当的情况下，为了清楚起见，在图4中使用了来自图2C的共同的附图标记，并且为了简洁起见，不再更详细地描述具有共同结构和/或功能的特征。再次，应当理解，其他分析物传感器配置可以类似地结合以下针对图4描述的特征。

参考图4，分析物传感器400包括工作电极214的表面上的活性区域218a和218b。活性区218a包括第一电子转移剂和第一分析物响应酶，它们可以共价键合到构成活性区218a的聚合物。活性区域218b类似地包括第二电子转移剂和第二分析物响应酶，其可以共价键合到包括活性区域218b的聚合物。第一电子转移剂和第二电子转移剂可以在组分上不同，以便提供第一活性区域218a和第二活性区域218b的氧化还原电位的分离。在特定实施例中，活性区域218b可包括乳酸响应酶，例如乳酸氧化酶，且活性区域218a可包括葡萄糖响应酶，例如葡萄糖氧化酶。

第一活性区域218a和第二活性区域218b的氧化还原电位可以彼此充分地分开，以允许独立于来自第二活性区域218b的信号产生而产生来自第一活性区域218a的信号。因此，分析物传感器400可以在第一电位下操作，在该第一电位下，氧化还原反应在第一活性区域218a内发生，但不在第二活性区域218b内发生。因此，第一分析物(例如，葡萄糖)可以在第一活性区域218a的氧化还原电位处或以上被选择性地检测，只要所施加的电位不高到足以促进与第二活性区域218b的氧化还原反应。第一分析物的浓度可通过参考查找表或校准曲线从第一活性区域218a的传感器响应确定。

在第二活性区域218b的氧化还原电位处或之上，在第一活性区域218a和第二活性区域218b内可以同时或接近同时发生单独的氧化还原反应。结果，在第二活性区域218b的氧化还原电位处或之上产生的信号可以包括具有来自第一活性区域218a和第二活性区域218b的信号贡献的复合信号。为了从复合信号确定第二分析物(例如，乳酸盐)的浓度，可以从复合信号中减去在其相应的氧化还原电位或高于其相应的氧化还原电位的来自第一活性区域218a的信号，以提供仅与第二活性区域218b相关的差信号。一旦确定了差信号，就可以通过参考查找表或校准曲线来确定第二分析物的浓度。

如前所述，类似的考虑也适用于从含有两种不同的分析物反应性酶的单个活性区域分离第一信号和第二信号，以便确定彼此不同的第一分析物和第二分析物的浓度。

在本公开的一些或其他实施方案中，多种酶可存在于单个活性区中。根据本公开的一些实施方案，与其中多种酶独立地起作用以检测不同分析物不同，特别是与在工作电极表面上的分开的活性区域中间隔开的不同，布置在单个活性区域中的多种酶可以协同起作用以促进单个分析物的检测，特别是在稳定剂的存在下。如本文所用，术语“协同”及其语法变体是指偶联的酶反应，其中第一酶促反应的产物成为第二酶促反应的底物，并且第二酶促反应充当测量在第一酶促反应期间反应的底物(分析物)的浓度的基础。当单一酶不能促进检测时，可能需要利用两种相互协同作用的酶来检测给定的目标分析物。其中单一酶可能对促进分析物检测无效的情况包括例如其中酶被酶反应的一种或多种产物抑制或当设置在分析物传感器内时不能在氧化态和还原态之间循环的那些情况。

如本文还公开的，设置在分离的活性区域中的多种酶同样可以协同相互作用，以促进单一分析物的检测。当多种酶位于分开的活性区域中时，活性区域之一可以与工作电极隔离，使得电子从工作电极的转移和向工作电极的转移仅从活性区域之一发生。

在更具体的实施方案中，特征在于至少两种相互协同相互作用的酶的分析物传感器可以包含：传感器尾部，其包括至少一个工作电极；以及至少一个设置在工作电极表面上的活性区域。所述至少一个活性区包含第一酶、第二酶和聚合物。第一和第二酶能够协同相互作用，使得第一酶能够将分析物转化为第一产物，并且第二酶能够将第一产物转化为第二产物，以在工作电极处产生信号。第二酶不与分析物反应。至少第二酶在至少一个活性区域中共价键合到聚合物。对由第一产物反应成第二产物产生的信号(例如，在固定输入电压下测量的电流)的分析可提供用于检测分析物和测量其浓度的基础，如下文进一步详细解释。

更具体地，活性区域可以包含电子转移剂，例如上述那些，并且只有第二酶能够与电子转移剂交换电子，在这种情况下第一酶可以间接地将电子传递至第二酶，如下文所述。因此，本公开的更具体的实施方案可以以第一酶和第二酶为特征，所述第一酶不共价键合至聚合物(使得其不太可能与电子转移剂交换电子)，所述第二酶共价键合至聚合物(以促进与电子转移剂交换电子)。在任一情况下，电子转移剂可以共价键合到活性区域的聚合物上。配位键合也包括在根据本文公开内容的共价键合的范围内。

根据一些实施例，稳定剂可存在于活性区域中。特别适合用于含有协同相互作用酶的分析物传感器的稳定剂包括例如过氧化氢酶和白蛋白。

根据一些实施例，传感器尾部可被配置成插入到感兴趣的组织中。因此，根据一些实施例，包含能够在给定的活性区域中彼此协同相互作用的酶的分析物传感器可以适于分析体内生物流体中的分析物浓度。生物流体的特性同样不受特别限制。

如上所述，结合了能够协同相互作用的两种酶的传感器配置可包括其中至少一个活性区域包含共价键合到聚合物上的电子转移剂的那些。同样，根据本文的公开内容，配位键合也包括在共价键合的范围内。在这样的实施方案中，至少第二酶也可以共价键合到聚合物。在一些实施方案中，第一酶不共价键合至聚合物。在其它实施方式中，第一酶和第二酶两者可在至少一个活性区域中共价键合至聚合物。第一酶与聚合物的共价键合可能是期望的，例如，以减少第一酶从至少一个活性区域浸出的可能性。

适于在工作电极上的一个或多个活性区域中结合两种相互协同作用的酶的分析物传感器配置可以与图2A-2C中所示的那些类似，并且在上面进行了更详细的描述。能够彼此协同相互作用的酶(即，协同酶或协同酶对)也可以被并入具有多个工作电极(图3)或具有布置在给定工作电极上的多个活性区域(图4)的分析物传感器配置中。本文所公开的具有直接位于工作电极表面上的协同酶对的任何分析物传感器可以采用任何前述分析物传感器配置。下面参照图6A和6B进一步讨论具有在多个活性区域中彼此协同相互作用的两种或更多种酶的分析物传感器配置，其中，活性区域之一远离工作电极。

在含有均直接设置在工作电极上的协同酶的分析物传感器的更具体的配置中，第一酶可以是醇氧化酶(AOX)，第二酶可以是黄嘌呤氧化酶(XOX)。根据一个或多个实施方案，使用这对酶，分析物传感器可具有检测醇，特别是乙醇的功能。用于检测乙醇和其它醇的醇氧化酶和黄嘌呤氧化酶的协同性将在下文中进一步详细解释(参见图5A)，两种酶设置在工作电极上。在本发明的更具体的实施方案中，黄嘌呤氧化酶可共价键合至活性区域中的聚合物，并且醇氧化酶不共价键合至聚合物。在更具体的实施方案中，黄嘌呤氧化酶和电子转移剂均可共价键合到聚合物，并且醇氧化酶不共价键合到聚合物。过氧化氢酶可以作为稳定剂与这对酶一起存在。

可适用于本文中的公开内容的另一对协同酶，是β-羟基丁酸脱氢酶和心肌黄酶，其中两种酶均直接设置在工作电极的表面上。这种协同的酶对可以用于酮体检测，其中β-羟基丁酸是代表性分子，指示酮的存在。在含有这对协同酶的传感器配置中，β-羟基丁酸脱氢酶可以将β-羟基丁酸和氧化的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)转化为乙酰乙酸和还原的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)。然后NADH可在心肌黄酶的介导下进行还原，在此过程中电子的转移为在工作电极上检测酮提供了基础。图5B中显示了用于检测酮的β-羟基丁酸和心肌黄酶(由NAD+辅因子介导)之间的协同反应。白蛋白可以作为稳定剂与这对协同酶一起存在。

图5C和5D显示了其它可选的酮的酶检测化学。如图5C所示，β-羟基丁酸脱氢酶可以将β-羟基丁酸和NAD+转化为乙酰乙酸和NADH。不是通过心肌黄酶完成电子向工作电极的转移(见图5B)，还原型NADH氧化酶(NADHox(还原))进行反应以形成相应的氧化型(NADHox(氧化))。然后，NADHOX(还原)可以通过与分子氧反应而重新形成超氧化物，其随后可以在超氧化物歧化酶(SOD)介导下转化为过氧化氢。根据各种实施方案，SOD可共价键合到活性区域中的聚合物。过氧化氢然后可以在工作电极处经历反应以提供可以与存在的酮的量相关的信号。图5D显示了另一种可选的酶检测化学，其中β-羟基丁酸脱氢酶可以再次将β-羟基丁酸和NAD+转化为乙酰乙酸和NADH。在这种情况下，通过在工作电极处的聚-1，10-菲咯啉-5，6-二酮的氧化完成检测循环。与本文公开的其他感测化学品一样，在活性区域中包含白蛋白可以在响应稳定性方面提供令人惊讶的改善。

肌酸酰胺水解酶和肌氨酸氧化酶是另一对协同酶，当这两种酶直接置于工作电极上时，其可适用于本文的公开内容。肌酸酰胺水解酶从肌酸中产生肌氨酸和尿素。肌氨酸氧化酶进而可催化肌氨酸形成甘氨酸、甲醛和过氧化氢的反应。因此，在工作电极处检测过氧化氢可以作为定量肌酸和/或肌氨酸的基础。

现在将进一步详细描述使用醇氧化酶和黄嘌呤氧化酶通过协同的酶反应检测乙醇和其它醇。醇氧化酶与乙醇相互作用形成乙醛和过氧化氢。其它醇反应形成具有相应较高或较低碳数的醛。有利地，醇氧化酶仅催化乙醇向乙醛的正向转化(与可逆地进行反应相反，例如对于醇脱氢酶的情况)，这可能有利于在分析物传感器中使用该酶。此外，醇氧化酶含有强结合的黄素辅因子，使得外源辅因子不必与醇氧化酶结合以使酶具有促进醇氧化的活性。

原则上，通过分析在酶反应中产生的乙醛或过氧化氢产物，可以单独使用醇氧化酶用于分析物传感器中的乙醇检测。然而，这种方法存在两个问题。首先，乙醛和过氧化氢都对醇氧化酶具有抑制作用。因此，如果这些化合物没有从传感器环境中清除，醇氧化酶变得对促进乙醇氧化无活性，从而使分析物传感器对测定乙醇失去功能。此外，如果乙醛和过氧化氢被其它试剂螯合或淬灭，则不再有可用于电化学检测的物质。第二，醇氧化酶不能与除分子氧之外的氧化还原介体自由交换电子。因此，在分析物传感器的活性区域中与聚合物结合的电子转移剂，例如锇和本文讨论的其它过渡金属络合物，对于醇氧化酶从无活性的还原态循环到与乙醇反应的氧化态是无效的。因此，尽管醇氧化酶可以任选地共价键合到聚合物上，但这样做对电子转移过程没有特别的益处。即，醇氧化酶与聚合物的共价键合不能有助于促进与电子转移剂的电子转移。

醇氧化酶和黄嘌呤氧化酶的协同组合直接在工作电极上，特别是在给定的活性区域中一起，可克服与使用醇氧化酶的分析物传感器检测乙醇相关的至少一些前述挑战。乙醛和其它醛可以充当黄嘌呤氧化酶的底物，其中乙醛被酶促转化为乙酸。因此，黄嘌呤氧化酶可从传感器环境中清除乙醛，从而排除乙醇氧化酶的基于乙醛的失活。过氧化氢酶可以存在于活性区中以清除过氧化氢(例如，作为过氧化氢酶-过氧化氢复合物)，从而排除醇氧化酶被该物质失活。此外，与醇氧化酶不同，黄嘌呤氧化酶可与锇和与分析物传感器的活性区域中的聚合物缔合的其它过渡金属络合物交换电子。因此，黄嘌呤氧化酶可在其氧化形式和还原形式之间循环，从而允许分析物传感器保持活性感测状态。因此，在前述分析物传感器中乙醇的检测基于黄嘌呤氧化酶与乙醛的酶促反应，乙醛是乙醇的酶促反应产物。此外，通过以前述方式配置分析物传感器中的酶，醇氧化酶可以经历与分子氧的再氧化以维持其活性。

图5A显示了根据本公开内容的各种实施方案，与使用直接置于工作电极上的醇氧化酶和黄嘌呤氧化酶的乙醇检测相关的协同酶促反应循环。黄嘌呤氧化酶共价键合到分析物传感器的活性区域中的聚合物，并且醇氧化酶与活性区域中的聚合物非共价缔合。除了黄嘌呤氧化酶之外，锇络合物或能够与该酶交换电子的其它过渡金属络合物也共价键合到聚合物。如图5A所示，乙醇与氧化的(活性的)醇氧化酶在黄素辅因子(FAD-已经与醇氧化酶键合)存在下反应，从而形成还原的醇氧化酶、乙醛和过氧化氢。还原的醇氧化酶可以用分子氧再氧化，如图所示，以使醇氧化酶恢复到其催化活性的氧化形式。

仍然参考图5A，然后在天然与该酶一起存在的黄素辅因子的存在下，由乙醇酶促形成的乙醛与氧化形式的黄嘌呤氧化酶进行后续反应。在该过程中形成乙酸，黄嘌呤氧化酶转化为还原态。然后还原的黄嘌呤氧化酶可与和聚合物缔合的过渡金属电子转移剂反应以将电子转移至工作电极，从而产生电流并再生氧化形式的黄嘌呤氧化酶。尽管在图5A中未示出，过氧化氢通过存在于活性区域中的过氧化氢酶单独地从传感器环境中清除。

从图5A可以看出，酶促形成的乙醛的量与最初存在的乙醇的量成比例。因此，在乙醛的黄嘌呤氧化酶氧化期间在工作电极产生的电流可与存在的乙醛的量成比例，并且延伸而言，与乙醇的量成比例。工作电极电流与乙醇浓度的相关性可以通过参考已知乙醇浓度下的电流查找表或通过利用校准曲线来进行，其概念在上文更详细地描述。

类似地，当分析酮时，在工作电极产生的电流可以与被氧化形成乙酰丙酮的β-羟基丁酸酯的量成比例(图5B-5D)。因此，工作电极处的电流的相关性可以以与上文针对乙醇提供的相关的方式(例如，使用校准曲线或查找表)发生。

因此，在更具体的实施方案中，本公开提供了基于醇氧化酶和黄嘌呤氧化酶的协同酶促反应的醇传感器。更具体地，醇传感器可以包括传感器尾部，该尾部包括至少一个工作电极和设置在工作电极的表面上的至少一个活性区域，其中至少一个活性区域包括醇氧化酶、黄嘌呤氧化酶、过氧化氢酶、聚合物和电子转移剂。根据特定的实施方案，电子转移剂和黄嘌呤氧化酶可共价键合至聚合物，醇氧化酶不共价键合至聚合物。醇氧化酶和黄嘌呤氧化酶能够协同相互作用以产生与醇浓度成比例的工作电极处的信号。更具体地，醇氧化酶和黄嘌呤氧化酶都直接置于工作电极上以实现上述目的。

根据更具体的实施方案，醇传感器的至少一个活性区域中的过氧化氢酶没有共价键合到聚合物。过氧化氢酶可以以聚合物的按重量计约1％至约50％，更特别地聚合物的按重量计约1％至约10％，或聚合物的按重量计约1％至约5％的范围的量存在。

因此，本公开还提供了基于协同酶反应的检测方法，其中协同酶对直接置于工作电极的表面上。根据各种实施例，所述检测方法可包括：将分析物传感器暴露于包含分析物的流体，所述分析物传感器包括传感器尾部，所述传感器尾部包括至少一个工作电极和设置在所述工作电极的表面上的至少一个活性区域，所述至少一个活性区域包含第一酶、第二酶和聚合物。第一酶和第二酶能够协同相互作用，其中第二酶共价键合到聚合物并且不与分析物反应。所述方法还包括：使所述分析物与所述第一酶反应以形成第一产物；使所述第一产物与所述第二酶反应以形成第二产物，从而在所述工作电极处产生信号；以及将所述信号与所述流体中的所述分析物的浓度相关联。

根据更具体的实施方案，当进行前述方法时，电子转移剂也可以共价键合到聚合物。合适的电子转移剂在上文中有更详细的描述。在一些或其他实施方案中，第一酶不与至少一个活性区域中的聚合物共价键合，特别是当存在共价键合的电子转移剂时。

在更具体的实施方案中，本公开的乙醇检测方法可以包括：将分析物传感器暴露于流体，特别是生物流体，包含乙醇，所述分析物传感器包含传感器尾部，所述传感器尾部包含至少一个工作电极和至少一个活性区域，所述至少一个活性区域设置在所述工作电极的表面上并且包含醇氧化酶、黄嘌呤氧化酶、过氧化氢酶、聚合物和电子转移剂。电子转移剂和黄嘌呤氧化酶共价键合至聚合物，醇氧化酶不共价键合至聚合物。醇氧化酶和黄嘌呤氧化酶能够协同相互作用。所述方法还包括：使乙醇与醇氧化酶反应以形成乙醛；使乙醛与黄嘌呤氧化酶反应以形成乙酸，从而在工作电极处产生信号；以及将所述信号与所述流体中的乙醇浓度相关联。根据一些实施例，流体可以是生物流体，并且分析物传感器可以暴露于体内生物流体。

尽管分析物传感器的单个活性区域中的两种不同的酶可以彼此协同相互作用以确定分析物浓度，但是应当理解，在其他实施方案中，酶也可以彼此独立地起作用以检测备选的分析物。例如，在上述分析物传感器中黄嘌呤氧化酶作为第二酶的情况下，代替使用分析物传感器检测乙醇，分析物传感器可以替代地用于检测与黄嘌呤氧化酶相容的广泛系列的底物中的任一种。黄嘌呤氧化酶的替代底物可包括例如次黄嘌呤、黄嘌呤、尿酸、嘌呤、蝶呤和类似化合物。当分析物传感器以这种方式使用时，如果不存在醇，则醇氧化酶可保持未使用，和/或如果乙醛/过氧化氢没有被黄嘌呤氧化酶或其它物质清除，则醇氧化酶被乙醛/过氧化氢灭活。因此，含有协同酶的传感器也可被认为能够检测多种分析物，来自协同酶对的一种分析物和来自协同酶对的成员之一的至少第二分析物独立地起作用。可以基于传感器所暴露的环境来确定这样的传感器是测定单个分析物还是测定多个分析物。

如上所述，设置在分离的活性区域中的多种酶也可以协同相互作用，以促进单个分析物的检测。在一些情况下，多种酶可都直接位于工作电极的表面上，如上文更详细地讨论的。在分离的活性区域中包含多种酶的替代分析物传感器配置中，活性区域之一可以与工作电极隔离，使得到工作电极的电子转移仅从活性区域之一发生。即，如下文更详细地讨论的，与工作电极隔离的活性区域可以促进感兴趣的分析物的酶反应以产生反应产物(底物)，该反应产物本身与直接接触工作电极的活性区域中的酶反应。与在与工作电极直接接触的活性区中发生的酶反应相关的信号然后提供了检测分析物的基础。信号与分析物浓度的关联可以以类似于上面更详细讨论的方式来实现。

更具体地，图5E显示了根据本公开内容的各种实施方案，当仅黄嘌呤氧化酶或黄嘌呤氧化酶和过氧化氢酶置于工作电极的表面上时，与使用葡萄糖氧化酶和黄嘌呤氧化酶的乙醇检测相关的协同的酶促反应循环，如进一步由过氧化氢酶介导的。图5E所示的协同酶促反应循环依赖于分析期间葡萄糖和乙醇在流体中彼此共存，如下所述。由于葡萄糖是普遍存在的生物营养物，因此在测定生物流体时经常发现其与其它分析物共存。然而，如果经历分析的特定流体缺乏葡萄糖，本公开的某些实施例可以以向流体添加葡萄糖为特征，以促进使用葡萄糖氧化酶和黄嘌呤氧化酶的协同酶促反应来检测乙醇或另一种醇。

在进一步讨论图5E中所示的协同酶促反应之前，首先将更详细地描述以与工作电极隔离的至少一个活性区域为特征的示例性分析物传感器配置。如前所述，图2A-4所示的分析物传感器配置都以一个或多个工作电极为特征，所述工作电极具有直接设置在每个工作电极的表面上的一个或多个活性区域。相反，图6A、6B和6C示出了工作电极的图，其中第一活性区域直接设置在工作电极的表面上，而第二活性区域通过膜与工作电极分开(间隔开或远离)。图6A、6B和6C中所示的工作电极配置可以替代图2A-4中所示的任何特定工作电极配置。即，图6A、6B和6C中所示的工作电极配置可以以任何合适的方式与分析物传感器中的对电极和/或参考电极、膜、基底和类似结构组合。

如图6A所示，工作电极400具有直接设置在其表面上的活性区域402。活性区域402包括与第一聚合物共价结合的第一酶。通常，电子转移剂也存在于活性区域402中，其中电子转移剂也共价键合到聚合物。活性区域402被薄膜404涂覆。膜404还可以涂覆工作电极400的表面，如所描绘的，以及其中存在工作电极400的分析物传感器的其他部分。膜404将活性区域406与工作电极400隔离，使得阻止两者之间的电子交换。活性区域406包括共价结合到第二聚合物的第二酶，但是不存在单独的电子转移剂。尽管图6A示出了直接设置在活性区域402上方的活性区域406，但是应当理解，在也与本公开兼容的替代配置中，它们可以彼此横向间隔开。膜408涂覆在活性区域406和可选的其它传感器部件上，以提供质量传输限制特性。类似地，如图6B所示，膜404不必延伸与工作电极400上的膜408相同的横向距离。实际上，图6B中的膜404涂覆活性区域402，但仅涂覆工作电极400的表面的一部分，膜408涂覆活性区域406，膜404的表面和工作电极400的表面的未被膜404涂覆的剩余部分。在一些实施例中，活性区域402和406也可以彼此横向偏移，如图6C所示，其中活性区域406再次通过膜404与工作电极400隔离。

膜408对于分析物和促进活性区域406中的酶反应所需的任何附加成分是可渗透的。相反，膜404对于在活性区域406中形成的产品是可渗透的。也就是说，分析物在活性区域406中反应以形成第一产物，然后该第一产物扩散通过膜404，并且随后在活性区域402中进一步反应以形成第二产物。随后，基于与工作电极400的电子交换，可检测第二产物。

可选地，如果需要葡萄糖检测，则导线410可以在活性区域402和406之间延伸。

在以基于葡萄糖氧化酶和黄嘌呤氧化酶的协同酶促反应的检测为特征的醇传感器中，葡萄糖氧化酶存在于活性区域406中，而黄嘌呤氧化酶存在于活性区域402中。再次参考图5E，继续参考图6A、6B和6C，葡萄糖氧化酶存在于活性区406中，并将外源葡萄糖转化为D-葡糖酸内酯-1，5-二酮和过氧化氢。与以基于醇氧化酶和黄嘌呤氧化物之间的协同酶促反应的检测为特征的醇传感器(图5A)不同，过氧化氢酶在图5E中描述的协同酶促反应中发挥更积极的作用。即，过氧化氢酶与过氧化氢反应形成过氧化氢酶-过氧化氢复合物(在醇氧化酶和黄嘌呤氧化酶的协同酶促反应中由过氧化氢酶显示的相同的过氧化物清除功能)，随后该复合物与乙醇反应形成乙醛。在乙醇与过氧化氢酶-过氧化氢复合物反应时在活性区域406中形成的乙醛扩散通过膜404，其将活性区域406与活性区域402分离。或者，过氧化氢酶可存在于活性区402中，在此情况下，活性区406中形成的过氧化氢可经由膜404扩散到活性区402中，在活性区402中形成过氧化氢酶-过氧化氢复合物，且在活性区402中将乙醇氧化成乙醛。一旦在活性区402中形成乙醛，协同酶促反应可以如图5E所示继续。膜404可以包含交联的聚乙烯基吡啶，其对于乙醛是可渗透的。然后乙醛与黄嘌呤氧化酶在活性区402中以类似于上述图5A的方式反应形成乙酸。

因此，本公开的醇传感器可以包括：传感器尾部，其包括至少一个工作电极；设置在所述工作电极的表面上的第一活性区域，所述第一活性区域包含黄嘌呤氧化酶、过氧化氢酶、第一聚合物和电子转移剂；其中所述黄嘌呤氧化酶和所述电子转移剂共价键合到所述第一聚合物；第一膜，其涂覆所述第一活性区域，所述第一膜包含第一膜聚合物并且乙醛可透过；设置在所述第一膜上的第二活性区域，所述第二活性区域包含葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和第二聚合物；其中所述葡萄糖氧化酶共价键合至所述第二聚合物；以及涂覆第二活性区域的第二膜，第二膜包括第二膜聚合物并且可透过葡萄糖和醇；其中葡萄糖氧化酶和黄嘌呤氧化酶能够协同相互作用以在工作电极处产生与醇浓度成比例的信号。在更具体的实施方案中，醇可以是乙醇。

根据一些实施例，第一膜聚合物和第二膜聚合物可以彼此不同。根据一些实施方式，第一膜聚合物可以是交联的聚乙烯基吡啶。在本公开的实施方案中，交联聚乙烯基吡啶容易渗透乙醛。第二膜聚合物可以是交联的聚乙烯基吡啶-苯乙烯共聚物，其中一部分吡啶氮原子用非交联的聚(乙二醇)尾官能化，一部分吡啶氮原子用烷基磺酸基团官能化。这种第二膜聚合物对葡萄糖和乙醇都是容易渗透的。

根据一些实施方案，过氧化氢酶不共价键合到第一活性区域或第二活性区域中的第一聚合物或第二聚合物。所述过氧化氢酶可通过所述第一聚合物、所述第二聚合物、所述第一膜聚合物或所述第二膜聚合物中的任一者物理地约束在所述第一活性区域和所述第二活性区域内。

类似地，使用前述分析物传感器分析乙醇或另一种醇的方法，包括协同地相互作用葡萄糖氧化酶和黄嘌呤氧化酶，该方法可包括：将分析物传感器暴露于包含乙醇和葡萄糖的流体；用葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖以产生过氧化氢；形成过氧化氢酶-过氧化氢复合物；用过氧化氢酶-过氧化氢复合物氧化醇以形成乙醛；使乙醛与黄嘌呤氧化酶反应以形成乙酸，从而在工作电极处产生信号；以及将所述信号与所述流体中的酒精浓度相关联。根据本公开的各种实施例，流体可包括生物流体。信号与流体中的酒精浓度的相关可以使用上面更详细地概述的任何合适的相关技术来进行。

在本公开的其他实施方案中，多种酶可以布置在单独的工作电极的活性区域内。因此，与在每个活性区内发生的酶反应相关的信号可以通过同时或不同时询问每个工作电极来分别测量。然后，与每个活性区域相关的信号可以与单独分析物的浓度相关联。

如上所述，膜(即，传质限制膜)可以涂覆分析物传感器中的一个或多个活性区域，以便增加生物相容性并改变分析物到活性区域的通量。这样的膜可以存在于本文公开的任何分析物传感器中。因为不同的分析物在给定膜内可表现出变化的渗透率值，所以被配置成分析多种分析物的分析物传感器可对每种分析物表现出不同的灵敏度。一种解决不同灵敏度值的方法可涉及在每一活性区域上利用不同膜厚度。尽管可行，但是从制造的观点来看，这种方法可能难以实施。即，使用用于膜沉积的典型浸涂技术可能难以改变不同位置处的膜厚度。另一种可能的方法是对每种分析物使用不同尺寸的活性区域。

具有被配置成在单独的工作电极上测定不同分析物的活性区域的分析物传感器可以解决与不相似的分析物灵敏度相关联的前述问题。即，下文的公开提供了各种方式，其中可以在每个工作电极上改变膜渗透性以找平每个位置处的分析物膜渗透性。也就是说，本文的公开内容允许独立地改变每个工作电极处的分析物渗透性和灵敏度。根据本文的公开内容，包含两种或更多种不同膜聚合物的传质限制膜可以在每个工作电极处提供更均衡的分析物渗透性。可以适用于找平一个或多个工作电极上的分析物渗透性的特定膜配置包括双层膜和混合膜，每种膜都包含两种或更多种不同的膜聚合物。令人惊讶的是，当位于双层膜或混合膜内时，包含单独不适合促进给定分析物的渗透性的膜聚合物的双层膜和混合膜可提供令人满意的性能，如下文所述。与改变每个工作电极上的活性区域的尺寸以提供每个分析物的相当的灵敏度值相比，该方法可能是有利的。

因此，在一些实施方案中，特征在于布置在分开的工作电极上的两种或更多种酶的分析物传感器可包括：传感器尾部，其至少包括第一工作电极和第二工作电极、位于所述第一工作电极的表面上的第一活性区域、位于所述第二工作电极的表面上的第二活性区域、涂覆所述第一活性区域的多组分膜、以及涂覆所述第二活性区域的均质膜。第一活性区域包括第一聚合物和与第一分析物反应的第一分析物响应性酶，并且第二活性区域包括第二聚合物和与第二分析物反应的第二分析物响应性酶。第一分析物响应性酶和第二分析物响应性酶是不同的，并且与不同的分析物反应。所述多组分膜至少包含彼此不同的第一膜聚合物和第二膜聚合物。均质膜包括第一膜聚合物和第二膜聚合物中的一种。

上述多组分膜的具体配置在一些实施方案中可以包括双层膜，或者在其它实施方案中包括膜聚合物的混合物。令人惊讶地，双层膜和混合的膜可以起到找平分析物渗透性的作用，如以下进一步详细解释的。

具有位于分开的工作电极上的两个不同活性区的本公开的分析物传感器可以采用与以上在图3中描述的传感器配置或其变体类似的传感器配置。例如，在一些实施例中，对/参考电极可以代替承载两个或更多个工作电极的分析物传感器中的单独的对电极和参考电极。类似地，具有位于单独的工作电极上的两个不同活性区域的分析物传感器内的层配置和布置可以与图3中所描绘的不同。关于每个活性区域上的膜布置的进一步细节在下面参考图7提供。

根据本公开的更具体的实施方案，具有多个工作电极的分析物传感器可以包括活性区域，其中电子转移剂共价键合到每个活性区域中的聚合物。在一些或其它实施方案中，此类分析物传感器的特征可在于共价键合到第一活性区域的聚合物的第一分析物响应性酶和共价键合到第二活性区域的聚合物的第二分析物响应性酶。此外，在特定实施例中，第一分析物响应酶可以是葡萄糖响应酶，例如葡萄糖氧化酶，第二分析物响应酶可以是乳酸响应酶，例如乳酸氧化酶。

在其他更具体的实施例中，具有多个工作电极的分析物传感器可以包括被配置为插入组织中的传感器尾部。

在一些实施方案中，双层膜可以涂覆在工作电极之一上的第一活性区域上。双层膜包括在活性区域上彼此层叠的第一膜聚合物和第二膜聚合物。在更具体的实施方案中，第一膜聚合物可以直接设置在第一工作电极的活性区域上，并且第二膜聚合物可以设置在第一膜聚合物上以限定双层膜。在这样的实施方案中，第二膜聚合物存在于位于第二工作电极上的均质膜中。在一些实施方案中，可以通过仅在第一个工作电极上涂覆第一膜聚合物(例如，通过喷涂、涂抹、喷墨印刷、辊涂等)，然后同时在两个工作电极上涂覆第二膜聚合物(例如，通过浸涂或类似技术)来制备这种双层配置。在其他实施方案中，双层膜可以如上所述配置，其中第一膜聚合物位于第二工作电极上。

图7示出了分析物传感器的一部分的示意图，该分析物传感器具有两个工作电极并且以涂覆两个工作电极之一的双层膜为特征，该双层膜可兼容用于本文公开的一些实施方式。如图7所示，分析物传感器的特征在于传感器尾部600，其具有设置在基板612的相对面上的工作电极614a和614b。活性区域618a设置在工作电极614a上，并且活性区域618b设置在工作电极614b上。根据本文的公开内容，活性区域618a和618b包含不同的分析物响应性酶，并且被配置成测定不同的分析物。尽管图7已展示活性区域618a和618b相对于衬底612大体上彼此相对地安置，但应了解，活性区域618a和618b可在衬底612的相对面上彼此横向间隔开(偏移)。用于活性区域618a及618b的横向间隔开的配置可尤其有利于用传质限制膜涂覆每一活性区域618a及618b，如下文所论述。

如图7进一步所示，活性区域618a被膜层620涂覆。膜层620是包括单一膜聚合物的均质膜。活性区域618b被双层膜621涂覆，其包括与活性区域618b直接接触的膜层621a和覆盖膜层621a的膜层621b。膜层621a和621b包括不同的膜聚合物。如上所述，在特定实施例中，隔膜层620和隔膜层621b可包括相同的隔膜聚合物。

根据一个或多个实施例，在分离的工作电极上具有多个活性区域的分析物传感器可以显示均衡化的或独立可变的分析物渗透性，其中活性区域之一涂覆有双层膜。也就是说，分析物传感器可以具有比不存在双层膜的情况下彼此更接近的两种不同分析物的灵敏度。在这种分析物传感器配置中，用均质膜(例如，图7中的膜层620)涂覆的活性区域可以表现出对于第一分析物的分析物渗透性，该分析物渗透性是其特定膜聚合物的特性。令人惊讶的是，双层膜(例如，图7中的双层膜621)可以包含不会对第二分析物的渗透性产生负面影响的膜聚合物(即，具有中性渗透性影响的膜聚合物)，从而允许包括双层膜的其他膜聚合物表现出其对第二分析物的特征渗透性，就像不存在第一膜聚合物一样。因此，根据各种实施方式，具有中性渗透性影响的膜聚合物和包括均质膜的膜聚合物可以构成相同的聚合物。

在一些或其它具体实施方案中，具有中性渗透性影响的膜聚合物可以构成双层膜的内层。因此，根据这样的实施方案，双层膜的内层和均质膜可以构成相同的膜聚合物。在其它具体实施方案中，双层膜的外层和均质膜可以构成相同的膜聚合物。

在特定实施例中，第一活性区域可包括葡萄糖响应酶，例如葡萄糖氧化酶，并且第二活性区域可包括乳酸响应酶，例如乳酸氧化酶。因此，根据这样的实施方案，含有葡萄糖响应酶的第一活性区域可以用双层膜涂覆，并且含有乳酸响应酶的第二活性区域可以用均质(单组分膜聚合物)膜涂覆。在更具体的实施方案中，第二活性区域可以包含聚合物、白蛋白和共价键合到聚合物的乳酸响应酶。在更具体的实施方案中，涂覆第二活性区域的均质膜可以至少包含交联的聚乙烯基吡啶均聚物或共聚物，涂覆第一活性区域的双层膜也可以包含聚乙烯基吡啶均聚物或共聚物。

在本发明的其它实施方式中，多组分膜可以包含第一膜聚合物和第二膜聚合物的混合物(均匀共混物)。除了用包含在均匀混合物中的两种不同膜聚合物的混合的膜代替双层膜621之外，这种分析物传感器配置在外观上可以与图7所示的类似。如同包括设置在活性区域之一上的双层膜的分析物传感器一样，包括混合的膜的第一膜聚合物或第二膜聚合物之一的均质膜可以涂覆第二工作电极上的另一活性区域。

类似于双层膜，含有中性影响第二分析物的渗透性的膜聚合物的混合的膜可以允许混合的膜表现出对第二分析物的渗透性，其主要是混合物中的其他膜聚合物的特征。因此，根据本公开的各种实施例，均质膜的膜聚合物和混合的膜聚合物中的一种膜聚合物可以被选择为使得第二分析物通过混合的膜的渗透性基本上不被膜聚合物改变。在特定实施例中，第一活性区域可包括葡萄糖响应酶，例如葡萄糖氧化酶，并且第二活性区域可包括乳酸响应酶，例如乳酸氧化酶。因此，根据这样的实施方案，含有葡萄糖响应酶的第一活性区域可以用混合的膜涂覆，而含有乳酸响应酶的第二活性区域可以用均质的(单组分膜聚合物)膜涂覆。在更具体的实施方案中，第二活性区域可以包含聚合物、白蛋白和共价键合到聚合物的乳酸响应酶。在又更具体的实施方案中，涂覆第二活性区域的均质膜可包含至少交联的聚乙烯基吡啶均聚物或共聚物，并且涂覆第一活性区域的混合的膜也可包含聚乙烯基吡啶均聚物或共聚物。

如上所述，双层膜和混合的膜可以找平本发明的分析物传感器中的分析物渗透性水平，其中两个或更多个活性区域在空间上彼此分离，并且可以用不同的传质限制膜涂覆。具体地，本公开的双层膜和混合膜可以找平分析物传感器中的分析物渗透性，所述分析物传感器具有单独的工作电极并且包括具有不同酶的两个或更多个活性区域，其中至少一个活性区域位于每个工作电极处。因此，这种膜可有利地允许传感器灵敏度对于每种分析物独立地变化。膜厚度和/或第一膜聚合物与第二膜聚合物的相对比例代表其它参数，可以改变这些参数以调节分析物在每个工作电极处的特征渗透性。

因此，使用包含两个工作电极的分析物传感器的方法可以包括将分析物传感器暴露于包含至少一种分析物的流体。分析物传感器包括传感器尾部，该传感器尾部包括至少第一工作电极和第二工作电极。第一活性区域设置在第一工作电极的表面上，第二活性区域设置在第二工作电极的表面上。第一活性区域包含第一聚合物和与第一分析物反应的第一分析物响应性酶，第二活性区域包含第二聚合物和与第二分析物反应的第二分析物响应性酶。第一分析物响应性酶和第二分析物响应性酶是不同的。多组分膜涂覆第一活性区域，均质膜涂覆第二活性区域。所述多组分膜至少包含彼此不同的第一膜聚合物和第二膜聚合物，并且所述均质膜包含所述第一膜聚合物或所述第二膜聚合物中的一种。所述方法还包括获得处于或高于第一活性区域的氧化还原电位的第一信号，获得处于或高于第二活性区域的氧化还原电位的第二信号，以及将第一信号与流体中第一分析物的浓度相关联，并且将第二信号与流体中第二分析物的浓度相关联。第一信号与流体中第一分析物的浓度成比例，第二信号与流体中第二分析物的浓度成比例。

根据更具体的实施例，可以在不同的时间测量第一信号和第二信号。因此，在这样的实施方案中，可以将电位交替地施加到第一工作电极和第二工作电极。在其他实施例中，第一信号和第二信号可以经由第一通道和第二通道同时测量，在这种情况下，可以同时向两个电极施加电位。

本文公开的实施例包括：

A.分析物传感器包含具有不同的分析物响应酶的两个活性区域。分析物传感器包括：传感器尾部，其包括至少一个工作电极；和至少两个设置在工作电极表面上的活性区域，每个活性区域包含分析物响应性酶和聚合物，其中每个活性区域中的分析物响应性酶是不同的；并且其中每个活性区域具有氧化还原电位，并且第一活性区域的氧化还原电位与第二活性区域的氧化还原电位充分分离，以允许独立于来自第二活性区域的信号的产生而产生来自第一活性区域的信号。

B.使用含有不同分析物反应性酶的第一活性区域和第二活性区域测定两种或多种分析物的方法。该方法包括：将分析物传感器暴露于包含至少一种分析物的流体；其中所述分析物传感器包括传感器尾部，所述传感器尾部包括至少一个工作电极和设置在所述工作电极的表面上的至少两个活性区域，每个活性区域包括分析物响应性酶和聚合物；其中每个活性区域中的分析物响应性酶是不同的；并且其中每个活性区域具有氧化还原电位，并且第一活性区域的氧化还原电位与第二活性区域的氧化还原电位充分分离，以允许独立于来自第二活性区域的信号的产生而产生来自第一活性区域的信号；获得处于或高于第一活性区域的氧化还原电位的第一信号，所述第一信号与第一分析物的浓度成比例；获得处于或高于第二活性区域的氧化还原电位的第二信号，该第二信号是包括来自第一活性区域的信号贡献和来自第二活性区域的信号贡献的复合信号；以及从第二信号中减去第一信号以获得差信号，该差信号与第二分析物的浓度成比例。

C.分析物传感器，其含有能够彼此协同相互作用的两种或更多种酶。分析物传感器包括：传感器尾部，其包括至少一个工作电极；和设置在工作电极表面上的至少一个活性区域，所述至少一个活性区域包含第一酶、第二酶和聚合物，所述第一酶和第二酶能够协同相互作用；其中所述第一酶能够将分析物转化成第一产物，并且所述第二酶能够将所述第一产物转化成第二产物以在所述工作电极处产生信号；并且其中所述第二酶共价键合到所述聚合物并且不与所述分析物反应。

D.使用两种或多种能够相互协同作用的酶来测定分析物的方法。该方法包括：将分析物传感器暴露于包含分析物的流体；其中所述分析物传感器包括传感器尾部，所述传感器尾部包括至少一个工作电极和设置在所述工作电极的表面上的至少一个活性区域，所述至少一个活性区域包含第一酶、第二酶和聚合物；其中所述第一酶和所述第二酶能够协同相互作用，并且所述第二酶共价键合至所述聚合物并且不与所述分析物反应；使所述分析物与所述第一酶反应以形成第一产物；使所述第一产物与所述第二酶反应以形成第二产物，从而在所述工作电极处产生信号；以及将所述信号与所述流体中的所述分析物的浓度相关联。

E.醇传感器。醇传感器包括：传感器尾部，其包括至少一个工作电极；和设置在工作电极的表面上的至少一个活性区域，所述至少一个活性区域包含醇氧化酶、黄嘌呤氧化酶、过氧化氢酶、聚合物和电子转移剂；其中所述电子转移剂和所述黄嘌呤氧化酶共价键合至所述聚合物，并且所述醇氧化酶不共价键合至所述聚合物；并且其中所述醇氧化酶和所述黄嘌呤氧化酶能够协同相互作用以在所述工作电极处产生与醇浓度成比例的信号。

F.用于检测醇的方法。该方法包括：将分析物传感器暴露于包含乙醇的流体；其中所述分析物传感器包括传感器尾部，所述传感器尾部包括至少一个工作电极和设置在所述工作电极的表面上的至少一个活性区域，所述至少一个活性区域包括醇氧化酶、黄嘌呤氧化酶、过氧化氢酶、聚合物和电子转移剂；其中所述电子转移剂和所述黄嘌呤氧化酶共价键合至所述聚合物，并且所述醇氧化酶不共价键合至所述聚合物；并且其中所述醇氧化酶和所述黄嘌呤氧化酶能够协同相互作用；使乙醇与醇氧化酶反应以形成乙醛；使乙醛与黄嘌呤氧化酶反应以形成乙酸，从而在工作电极处产生信号；以及将所述信号与所述流体中的乙醇浓度相关联。

G.分析物传感器，包括两个或多个工作电极，所述工作电极上涂覆有不同的传质限制膜。分析物传感器包括：传感器尾部，其包括至少第一工作电极和第二工作电极；设置在所述第一工作电极的表面上的第一活性区域，所述第一活性区域包含第一聚合物和与第一分析物反应的第一分析物响应性酶；设置在所述第二工作电极的表面上的第二活性区域，所述第二活性区域包含第二聚合物和与第二分析物反应的第二分析物响应性酶；其中所述第一分析物响应性酶和所述第二分析物响应性酶是不同的；多组分膜，其涂覆所述第一活性区域，所述多组分膜至少包括彼此不同的第一膜聚合物和第二膜聚合物；以及均质膜，其涂覆所述第二活性区域并且在组分上不同于所述多组分膜，所述均质膜包括所述第一膜聚合物和所述第二膜聚合物中的一种。

H.使用涂覆不同传质限制膜的两个工作电极测定两种或多种分析物的方法。该方法包括：将分析物传感器暴露于包含至少一种分析物的流体；其中所述分析物传感器包括传感器尾部，所述传感器尾部包括至少第一工作电极和第二工作电极；其中第一活性区域设置在所述第一工作电极的表面上，所述第一活性区域包含第一聚合物和与第一分析物反应的第一分析物响应性酶，并且第二活性区域设置在所述第二工作电极的表面上，所述第二活性区域包含第二聚合物和与第二分析物反应的第二分析物响应性酶；其中所述第一分析物响应性酶和所述第二分析物响应性酶是不同的；并且其中多组分膜涂覆所述第一活性区域，并且均质膜涂覆所述第二活性区域，所述多组分膜至少包括彼此不同的第一膜聚合物和第二膜聚合物，并且所述均质膜包括所述第一膜聚合物或所述第二膜聚合物中的一种并且在组分上与所述多组分膜不同；获得处于或高于第一活性区域的氧化还原电位的第一信号，所述第一信号与流体中的第一分析物的浓度成比例；获得处于或高于第二活性区的氧化还原电位的第二信号，所述第二信号与流体中的第二分析物的浓度成比例；以及将第一信号与流体中第一分析物的浓度相关联，并且将第二信号与流体中第二分析物的浓度相关联。

I.包含协同相互作用的葡萄糖氧化酶和黄嘌呤氧化酶的醇传感器。醇传感器包括：传感器尾部，其包括至少一个工作电极；设置在所述工作电极的表面上的第一活性区域，所述第一活性区域包含黄嘌呤氧化酶、过氧化氢酶、第一聚合物和电子转移剂；其中所述黄嘌呤氧化酶和所述电子转移剂共价键合到所述第一聚合物；第一膜，其涂覆所述第一活性区域，所述第一膜包含第一膜聚合物并且乙醛可透过；设置在所述第一膜上的第二活性区域，所述第二活性区域包含葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和第二聚合物；其中所述葡萄糖氧化酶共价键合至所述第二聚合物；以及涂覆第二活性区域的第二膜，第二膜包括第二膜聚合物并且可透过葡萄糖和醇；其中葡萄糖氧化酶和黄嘌呤氧化酶能够协同相互作用以产生与醇浓度成比例的工作电极处的信号。

J.使用葡萄糖氧化酶和黄嘌呤氧化酶之间的协同相互作用检测醇的方法。该方法包括：将分析物传感器暴露于包含乙醇和葡萄糖的流体；其中所述分析物传感器包括传感器尾部，所述传感器尾部包括：至少一个工作电极；设置在工作电极表面上的第一活性区域，所述第一活性区域包含黄嘌呤氧化酶、过氧化氢酶、第一聚合物和电子转移剂，所述黄嘌呤氧化酶和所述电子转移剂共价键合到所述第一聚合物；第一膜，其涂覆所述第一活性区域，所述第一膜包含第一膜聚合物并且乙醛可透过；设置在所述第一膜上的第二活性区域，所述第二活性区域包含葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和第二聚合物，所述葡萄糖氧化酶共价键合至所述第二聚合物；以及涂覆第二活性区域的第二膜，第二膜包括第二膜聚合物并且可透过葡萄糖和醇；其中葡萄糖氧化酶和黄嘌呤氧化酶能够协同相互作用；用葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖以产生过氧化氢；形成过氧化氢酶-过氧化氢复合物；用过氧化氢酶-过氧化氢复合物氧化醇以形成乙醛；使乙醛与黄嘌呤氧化酶反应以形成乙酸，从而在工作电极处产生信号；以及将所述信号与所述流体中的酒精浓度相关联。

实施例A和B中的每一个可以具有以任何组合的以下附加元素中的一个或多个：

元素1：其中，所述传感器尾部被配置成用于插入组织中。

元素2：其中所述第一活性区域的氧化还原电位与所述第二活性区域的氧化还原电位相隔至少约100mV。

元素3：其中第一活性区域包括第一电子转移剂，第二活性区域包括第二电子转移剂，第一和第二电子转移剂是不同的。

元素4：其中所述第一电子转移剂在所述第一活性区域中共价键合至所述聚合物，并且所述第二电子转移剂在所述第二活性区域中共价键合至所述聚合物。

元素5：其中每个活性区域中的分析物响应酶与聚合物共价键合。

元素6：其中所述分析物传感器还包括：涂覆至少两个活性区域的传质限制膜。

元素7：其中所述至少两个活性区中的至少一个包含两种或更多种分析物响应酶，所述两种或更多种分析物响应酶协同相互作用以产生与单一分析物的浓度成比例的信号。

元素8：其中所述流体是生物流体，并且所述分析物传感器暴露于所述体内生物流体。

元素9：其中传质限制膜至少涂覆所述至少两个活性区域。

元素10：其中所述分析物传感器包含葡萄糖氧化酶作为第一酶和乳酸氧化酶作为第二酶。

实施例C和D中的每一个可以具有以任何组合的一个或多个以下附加元素：

元素11：其中所述第一酶是醇氧化酶，所述第二酶是黄嘌呤氧化酶。

元素12：其中所述至少一个活性区域还包含过氧化氢酶。

元素13：其中所述过氧化氢酶未共价键合到所述聚合物。

元素14：其中所述醇氧化酶不与所述聚合物共价结合。

元素15：其中所述第一酶不共价键合至所述聚合物。

元素16：其中所述至少一个活性区域包含共价键合到所述聚合物的电子转移剂。

元素17：其中，所述传感器尾部被配置成用于插入组织中。

元素18：其中所述分析物传感器还包括：至少涂覆至少一个活性区域的传质限制膜。

元素19：其中所述流体是生物流体，并且所述分析物传感器暴露于体内生物流体。

元素20：其中传质限制膜涂覆至少一个活性区域。

实施例E和F中的每一个可以具有以任何组合的一个或多个以下附加元素：

元素21：其中所述过氧化氢酶未共价键合到所述聚合物。

元素22：其中，所述传感器尾部被配置成用于插入组织中。

元素23：其中所述醇传感器还包括：至少涂覆至少一个活性区域的传质限制膜。

元素24：其中所述流体是生物流体，并且所述分析物传感器暴露于体内生物流体。

元素25：其中传质限制膜涂覆至少一个活性区域。

实施例G和H中的每一个可以具有以任何组合的以下附加元素中的一个或多个：

元素26：其中所述多组分膜包括双层膜。

元素27：其中，所述第一膜聚合物直接设置在所述第一活性区域上，并且所述第二膜聚合物设置在所述第一膜聚合物上以限定所述双层膜，所述第二膜聚合物也存在于所述均质膜中。

元素28：其中所述多组分膜包含所述第一膜聚合物和所述第二膜聚合物的混合物。

元素29：其中，所述传感器尾部被配置成用于插入组织中。

元素30：其中每个活性区域还包括共价键合到聚合物的电子转移剂。

元素31：其中所述第一分析物响应性酶在所述第一活性区域中与所述聚合物共价键合，并且所述第二分析物响应性酶在所述第二活性区域中与所述聚合物共价键合。

元素32：其中电子转移剂共价键合到每个活性区域中的聚合物。

元素33：其中每个活性区域中的分析物响应酶与聚合物共价键合。

元素34：其中所述流体是生物流体，并且所述分析物传感器在体内暴露于体内生物流体。

元素35：其中，在不同的时间测量所述第一信号和所述第二信号。

元素36：其中，经由第一信道和第二信道同时测量所述第一信号和所述第二信号。

实施例I和J中的每一个可以具有以任何组合的一个或多个以下附加元素：

元素37：其中所述过氧化氢酶未共价键合到所述第一聚合物或所述第二聚合物。

元素38：其中，所述传感器尾部被配置成用于插入组织中。

元素39：其中所述第一膜聚合物和所述第二膜聚合物彼此不同。

元素40：其中所述第一膜聚合物包含交联聚乙烯基吡啶。

元素41：其中所述流体是生物流体，并且所述分析物传感器暴露于体内生物流体。

作为非限制性的例子，可应用于A-J的示例性组合包括：

A的分析物传感器与元素1和2；1和3；1，3和4；1和5；1和6；1和7；2和3；2-4；2和5；2和6；2和7；3-5；3和4；3和5；3和6；3和7；5和6；6和7；2，3和5；2，3和6；2-5；以及2、5和6的组合。方法B与元素2和3；2-4；2和5；2和6；2和7；2和8；3-5；3和4；3和5；3和6；3和7；3和8；5和6；5和8；6和7；6和8；7和8；2，3和5；2，3，5和8；2，3和6；2，3、6和8；2-5；2-5和8；2，5和6；2，5、6和8；2，3和8；3，5和8；2，6和8；2，5和8；2-8和9中的任何一个；以及2-8和10中的任何一个的组合。

C的分析物传感器与元素11和12；11,12和13；12和13；11和14；11和15；11和17；11和18；12和13；12和14；12和15；12和16；12和17；12和18；15和16；15和17；15和18；16和17；16和18；17和18；11,12和13；11,12和14；11-14；11-14和16；11-14和17；11-14和18；15-17；15-18；以及15、17和18的组合。方法D与元素11和12；11,12和13；12和13；11和14；11和15；11和17；11和18；11和19；11和20；12和13；12和14；12和15；12和16；12和17；12和18；12和19；12和20；15和16；15和17；15和18；15和19；15和20；16和17；16和18；16和19；16和20；17和18；17和19；17和20；18和19；18和20；19和20；11,12和13；11,12、13和19；11,12、13和20；11,12和14；11,12、14和19；11,12、14和20；11-14；11-14和19；11-14和20；11-14和16；11-14、16和19；11-14、16和20；11-14和17；11-14、17和19；11-14、17和20；11-14和18；11-14、18和19；11-14、18和20；15-17；15-17和19；15-17和20；15-18；15-18和19；15-18和20；15，17和18；15,17、18和19；15,17、18和20；11-16和19中的任何一个；以及11-16和20中的任何一个的组合。

E的分析物传感器与元素21和22；21和23；22和23；以及21-23,F的方法结合元素21和22；21和23；22和23；21-23；21和24；21和25的组合。

G的分析物传感器与元素26和27；26和29；26，27和29；26和30；26，27和30；26和31；26，27和31；28和29；28和30；28-30；28和31；29和30；29和31；以及30和31的组合。H的方法与元素26和27；26和29；26，27和29；26和30；26，27和30；26和31；26，27和31；28和29；28和30；28-30；28和31；29和30；29和31；30和31；26和33；26，27和33；26和34；26，27和34；26和35；26，27和35；26和36；26，27和36；28和33；28和34；28和35；28和36；30和33；30和34；30和35；30和36；33和34；33和35；33和36；34和35；以及34和36的组合。

分析物传感器I与元素37和38；37和39；37和40；38和39；38和40；以及39和40的组合。方法J与元素37和39；37和40；37和41；39和40；39和41；以及40和41的组合。

本文公开的另外的实施方案包括：

A1：具有多组分膜的分析物传感器。分析物传感器包括：传感器尾部，其被配置用于插入到组织中，所述传感器尾部至少包括工作电极；以及设置在传感器尾部上的第一和第二活性区域，第一和第二活性区域包括用于测量至少一种分析物的浓度的至少两种不同的酶；其中所述第一活性区域上涂覆有彼此不同的第一膜聚合物和第二膜聚合物。

B1：分析物传感器，其在工作电极上具有两个活性区域，并且被配置用于感测不同的分析物。分析物传感器包括：传感器尾部，所述传感器尾部被配置用于插入组织中并且包括至少一个工作电极；以及设置在传感器尾部上的至少两个活性区域，每个活性区域包括酶、电子转移剂和聚合物；

其中每个活性区域中的酶是不同的，并且对不同的分析物有响应；并且其中每个活性区域具有氧化还原电位，并且第一活性区域的氧化还原电位与第二活性区域的氧化还原电位充分分离，以允许独立于来自第二活性区域的信号的产生而产生来自第一活性区域的信号。

实施例A1可具有任何组合的以下附加元素中的一个或多个：

元素1'：其中所述第一活性区域被所述第一膜聚合物和所述第二膜聚合物的混合物涂覆，并且所述第一膜聚合物和所述第二膜聚合物中的一个作为均质膜涂覆所述第二活性区域。

元素2'：其中所述第一活性区域被双层膜涂覆，所述双层膜包括设置在所述第二膜聚合物上的所述第一膜聚合物，并且所述第二膜聚合物作为均质膜涂覆所述第二活性区域。

元素3'：其中所述第一活性区包含所述至少两种不同的酶中的第一酶，并且所述第二活性区包含所述至少两种不同的酶中的第二酶。

元素4'：其中第一酶不与至少一种分析物反应，第一和第二酶能够协同相互作用产生与至少一种分析物的浓度成比例的信号。

元素5'：其中所述第二酶能够将所述至少一种分析物转化为与所述第一酶反应的产物，使得所述第一酶能够使所述产物反应以在所述工作电极处产生信号。

元素6'：其中所述第一酶是黄嘌呤氧化酶，并且所述第二酶是葡萄糖氧化酶，所述第一活性区和所述第二活性区中的至少一个还包含过氧化氢酶。

元素7'：其中所述过氧化氢酶存在于所述第一活性区域中。

元素8'：其中第一活性区域直接设置在工作电极上，并且还包括电子转移剂。

元素9'：其中第一膜聚合物直接设置在第一活性区域上，第二活性区域直接设置在第一膜聚合物上，并且第二膜聚合物直接设置在第二活性区域上。

元素10'：其中所述传感器尾部包括第一工作电极和第二工作电极，所述第一活性区域设置在所述第一工作电极的表面上，所述第二活性区域设置在所述第二工作电极的表面上，所述第一酶与第一分析物反应以产生与所述第一分析物的浓度成比例的信号，并且所述第二酶与第二分析物反应以产生与所述第二分析物的浓度成比例的信号。

元素11'：其中第一和第二活性区域中的每一个具有氧化还原电位，并且第一活性区域的氧化还原电位与第二活性区域的氧化还原电位充分分离，以允许独立于来自第二活性区域的信号的产生而产生来自第一活性区域的信号。

元素12'：其中所述第一活性区域的氧化还原电位与所述第二活性区域的氧化还原电位相隔至少约100mV。

元素13'：其中来自第一活性区域的信号对应于第一分析物浓度，来自第二活性区域的信号对应于第二分析物浓度。

元素14'：其中第一活性区域包括第一电子转移剂，第二活性区域包括不同于第一电子转移剂的第二电子转移剂。

实施例B1可具有任何组合的以下附加元素中的一个或多个：

元素15'：其中所述第一活性区域的氧化还原电位与所述第二活性区域的氧化还原电位相隔至少约100mV。

元素16'：其中第一活性区域包括第一电子转移剂，第二活性区域包括不同于第一电子转移剂的第二电子转移剂。

元素17'：其中所述第一和第二活性区域被传质限制膜涂覆，所述第一活性区域被单个膜聚合物涂覆，所述第二活性区域被两种或更多种不同的膜聚合物涂覆。

为了便于更好地理解本文所述的实施例，给出了各种代表性实施例的以下示例。下面的实施例决不应被理解为限制或限定本发明的范围。

示例

示例1：使用在单个工作电极上具有两个不同活性区域的分析物传感器检测葡萄糖和乳酸盐。制备含有不同的聚(乙烯基吡啶)-结合的过渡金属络合物的两种溶液。第一溶液的聚合物结构如式1所示，第二溶液的聚合物结构如式2所示。关于这些聚合物的进一步细节在共同拥有的美国专利6,605,200中提供，该专利通过引用并入上文。每种单体的下标表示示例性的原子比。

式1聚合物的氧化-还原电位相对于Ag/AgCl参比为-50mV，式2聚合物的氧化-还原电位相对于相同参比为+220mV(270mV分离，见图8)。除了用作各自电子转移剂的过渡金属络合物之外，在沉积在工作电极上并固化之后，式1聚合物包括与其共价键合的葡萄糖氧化酶(GOX)，式2聚合物包括与其共价键合的乳酸氧化酶(LOX)。交联是用聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDE400)完成的。包含式1聚合物和式2聚合物的溶液按下表1和2中规定的进行配制。

表1

表2

为了沉积每个活性区域，将约20nL的每种溶液沉积在碳工作电极上，以形成两个离散的、分离的点，每个点具有约0.1mm²的面积。一个点含有葡萄糖氧化酶制剂，另一个点含有乳酸氧化酶制剂。沉积后，工作电极在25℃固化过夜。

固化后，在工作电极上沉积膜。膜聚合物是具有无胺聚醚侧链官能化的聚乙烯基吡啶共聚物，如在2018年6月13日提交的名称为“Temperature-Insensitive MembraneMaterials and Analyte Sensors Containing the Same”的美国临时专利申请62/684,438中所述。通过在含有4mL膜聚合物(120mg/ml_)和0.35mL PEG1000(200mg/ml_)的溶液中浸涂电极三次来完成膜沉积。喷涂、丝网印刷或类似工艺可以替代地用于沉积膜。沉积后，电极在25℃固化过夜，然后在干燥的小瓶中在56℃进一步固化两天。

在制造之后，在既不含葡萄糖也不含乳酸盐的缓冲溶液中通过循环伏安法分析电极。得到的循环伏安图示于图8，它显示了两种锇络合物的阳极和阴极峰特征，因为没有来自葡萄糖或乳酸盐的电流贡献。从每个锇络合物的阴极和阳极峰的平均值计算上面报告的氧化还原电位。

为了分析葡萄糖和乳酸盐，将电极置于高于第一聚合物的平均氧化-还原电位的电位，具体地+40mV(图8中的E1)。在这个电位下，可能发生第一聚合物和葡萄糖中锇络合物的氧化，但不发生第二聚合物或乳酸盐中锇络合物的氧化。为了氧化锇络合物和葡萄糖和乳酸盐，电极被置于高于第二聚合物的平均氧化-还原电位的电位，特别是+250mV(图8中的E2)。

通过将电极浸入含有5mM葡萄糖和5mM乳酸盐的缓冲溶液中进行葡萄糖和乳酸盐分析，并相继施加E1和E2电位。图9显示当在E1和E2之间循环时，在5mM葡萄糖/5mM乳酸盐缓冲液中电极响应的四个重复。如图所示，在E1的电流是约5nA，这是由于葡萄糖氧化，在E2的电流是约10.5nA，这是由于葡萄糖和乳酸盐氧化。在E1和E2测量的电流之间取差值，在E2从乳酸盐氧化得到约5.5nA的贡献。通过与查找表或校准曲线比较，可以类似地分析未知的葡萄糖和乳酸盐浓度。

示例2A：使用具有在单个工作电极上协同操作的两种不同酶的分析物传感器(XOX/AOX)检测乙醇。制备具有表3所示制剂的点样溶液。将所有组分溶于pH 8的10mMHEPES缓冲液中，用聚乙二醇二缩水甘油醚完成交联。

表三

将～15nL的溶液沉积在碳工作电极上，作为面积约为0.05mm²的单个点。沉积后，工作电极在25℃固化过夜。

固化后，由含有100mg/ml_PVP和100mg/ml_PEGDE400的涂覆溶液将聚(4-乙烯基吡啶)(PVP)膜沉积在工作电极上。通过在涂覆溶液中浸涂电极三次来完成膜沉积。沉积后，电极在25℃固化过夜，然后在干燥的小瓶中在56℃进一步固化两天。喷涂、丝网印刷或类似工艺可以替代地用于沉积膜。

通过将电极浸入含乙醇的PBS溶液中进行乙醇分析，其中每个PBS溶液含有不同浓度的乙醇。图10显示了当暴露于不同乙醇浓度时，在感应点中含有醇氧化酶和黄嘌呤氧化酶的电极的三次重复应答。如所示，在暴露于新的乙醇浓度之后，在稳定之后，电流响应在几分钟的过程中增加。图11A示出了平均电流响应对乙醇浓度的示例性曲线图。图11B示出了单个传感器的相应数据。如图所示，传感器响应在0-10mM的乙醇浓度范围内是近似线性的。

示例2B：使用具有在单个工作电极上协同操作的两种不同酶的分析物传感器(XOX/GOX)检测乙醇。制备具有表4所示制剂的第一点状溶液。将所有组分溶于pH 8的10mMHEPES缓冲液中。用聚乙二醇二缩水甘油醚完成交联。

表4

将～15nL第一点状溶液沉积在碳工作电极上作为面积为约0.05mm²的单个点(XOX点)。沉积后，工作电极在25℃固化过夜。

固化后，将聚(4-乙烯基吡啶)(PVP)膜从含有100mg/ml_PVP和100mg/ml_PEGDE400的涂覆溶液沉积在工作电极和XOX点上。通过在涂覆溶液中浸涂电极三次来完成膜沉积。喷涂、丝网印刷或类似工艺可以替代地用于沉积膜。沉积后，电极在25℃固化过夜，然后在干燥的小瓶中在56℃进一步固化两天。

制备具有表5所示制剂的第二点样溶液。将所有组分溶于pH 8的10mM HEPES缓冲液中。用聚乙二醇二缩水甘油醚完成交联。

表5

将～15nL的第二点样溶液从上方沉积在PVP膜上，作为面积约为0.05mm2的单点(GOX点)。沉积后，在25℃下固化过夜。

固化后，在GOX点和PVP膜上沉积第二层膜。在这种情况下的膜聚合物是交联的聚乙烯基吡啶-苯乙烯共聚物，其中一部分吡啶氮原子用非交联的聚(乙二醇)尾官能化，一部分吡啶氮原子用烷基磺酸基团官能化。在该位置的膜从包含35mg/ml_交联的聚乙烯基吡啶-共-苯乙烯聚合物和100mg/ml_PEGDE400的涂覆溶液沉积。通过在涂覆溶液中浸涂电极三次来完成膜沉积。喷涂、丝网印刷或类似工艺可以替代地用于沉积膜。沉积后，电极在25℃固化过夜，然后在干燥的小瓶中在56℃进一步固化两天。

通过将电极浸入含乙醇的PBS溶液中进行乙醇分析，其中每个PBS溶液含有不同浓度的乙醇。图12A显示了在暴露于不同浓度的乙醇时，含有葡萄糖氧化酶和黄嘌呤氧化酶的电极的响应的两个重复，所述葡萄糖氧化酶和黄嘌呤氧化酶分层在分开的活性区域中并且通过膜隔开，其中过氧化氢酶与葡萄糖氧化酶在活性区域中。如所示，在暴露于新的乙醇浓度之后，在之后稳定之前，电流响应在几分钟的过程中增加。观察到两个重复的良好再现性。图13示出了平均电流响应对乙醇浓度的说明性曲线图。曲线形状与使用AOX/XOX获得的相似(图11A，示例2A)。

图12B显示了在暴露于不同浓度的乙醇时，含有葡萄糖氧化酶和黄嘌呤氧化酶的电极之间的比较响应数据，所述葡萄糖氧化酶和黄嘌呤氧化酶分层在分开的活性区域中并通过膜间隔开，其中过氧化氢酶分开存在于活性区域中。如所示，当过氧化氢酶包括在含有黄嘌呤氧化酶的活性区域中时，传感器响应更大。

示例3：在存在各种传质限制膜的情况下，分析物传感器对乳酸的对比响应。对于该实施例，将下面的膜制剂涂布到在其活性区域中包含乳酸氧化酶的碳工作电极上。使用示例1中所述的乳酸氧化酶制剂沉积活性区域，不同的是在制剂中用式1聚合物代替式2聚合物，并将浓度调节至下表6中所规定的浓度。

表6

如示例1所述进行活性区域沉积和固化，除了沉积六个各自具有0.01mm²面积的点，而不是示例1中具有0.1mm²面积的单个点。除非以下另有说明，通过浸涂(1-5次电极浸涂，浸涂之间的等待时间为约10分钟)进行膜沉积。在完成浸涂之后，在干燥的小瓶中，在25℃下固化膜24小时，然后在56℃下固化48小时。

通过将电极的活性区域置于含有100mM pH＝7.5磷酸盐缓冲盐水的烧杯中在37℃下测量电极响应。相对于Ag/AgCl，电位升高到+40mV，此后连续监测电流。为了测定在不同乳酸盐浓度下的响应，将乳酸钠以1mM至5mM的增量加入缓冲溶液中。为了确定应答稳定性，在5mM乳酸钠中在延长的时间内，例如两周，测量电流。

膜聚合物1A和1B：第一测试膜聚合物为交联聚乙烯基吡啶-共-苯乙烯聚合物，其中一部分吡啶氮原子用非交联聚(乙二醇)尾官能化，一部分吡啶氮原子用烷基磺酸基团官能化。使用两种不同的交联剂来影响该膜聚合物的交联：甘油三缩水甘油醚(Gly3-制剂1)和聚乙二醇二缩水甘油醚400(PEGDGE400-制剂2)。制剂1在80:20乙醇HEPES缓冲液(140mg/ml_)中含有4ml_膜聚合物，在80:20乙醇：HEPES缓冲液(35mg/ml_)中的1ml_of Gly3和乙醇溶液(100mg/m l_)中的0.0132ml_氨基丙基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)。制剂2含有在80:20乙醇：HEPES缓冲液(140mg/mL)中的4ml_膜聚合物，在80:20乙醇：HEPES缓冲液(100mg/mL)中的0.2mL PEGDGE400和在乙醇溶液(100mg/mL)中的0.0132mL氨基丙基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)。相应的交联聚合物在此分别被称为聚合物1A和1B。

图14显示了用聚合物1A和1B涂覆的电极对5mM乳酸盐溶液的响应的示例性曲线。如图所示，两种制剂都不能提供随时间的稳定传感器响应。由聚合物1A(制剂1)提供的传感器电流在两周的测量时间内缓慢降低，而由聚合物1B(制剂2)提供的传感器电流在乳酸盐暴露的第一周内最初增加，然后降低。相反，这两种膜在葡萄糖分析物存在下提供稳定的响应(数据未显示)。

膜聚合物2：第二测试的膜聚合物是与聚乙二醇二缩水甘油醚1000(PEGDGE1000)交联的聚乙烯基吡啶(PVP)。该膜聚合物在此被称为聚合物2。膜制剂(制剂3)含有在80:20乙醇HEPES缓冲液(100mg/ml_)中的4.3ml_PVP，在80:20乙醇：HEPES缓冲液(200mg/ml_)中的0.25ml_PEGDGE1000和在乙醇溶液(100mg/ml_)中的0.0132ml_PDMS。

图15显示了用聚合物2(制剂3)涂覆的电极对5mM乳酸盐溶液的响应的示例性曲线。与聚合物1A和1B类似，聚合物2也不能提供随时间的稳定电流响应。在最初的48小时内响应有很大的降低，随后是相对稳定的性能。此外，灵敏度远低于约1nA/mM的目标值。与聚合物1A和1B类似，聚合物2在葡萄糖分析物存在下提供稳定的电流响应(数据未显示)。

膜聚合物3：第三种测试的膜聚合物是与PEGDGE400交联的聚乙烯基吡啶(PVP)。该膜聚合物在此被称为聚合物3。膜制剂(制剂4)含有在80:20乙醇：HEPES缓冲液(100mg/mL)中的4.3mL PVP，在80:20乙醇：HEPES缓冲液(100mg/mL)中的0.23mL PEGDGE400和乙醇溶液(100mg/mL)中的0.0132mL PDMS。

图16显示了用聚合物3(制剂4)涂覆的电极对5mM乳酸盐溶液的响应的示例性曲线。与用相同交联剂的较高分子量变体交联的聚合物2不同，聚合物3令人惊奇地提供了随时间的稳定电流响应。此外，当以1mM的增量加入增加量的乳酸盐时，电流迅速响应并达到稳定的电流(图17)。

膜聚合物4：第四个测试的膜聚合物是含有3-4wt％非交联PEG侧链的PVP，然后用PEGDGE1000交联。因此，测试的膜聚合物含有非交联的PEG链和交联的PEG1000链。该膜聚合物在此被称为聚合物4。膜制剂(制剂5)含有在80:20乙醇HEPES缓冲液(100mg/ml_)中的4.3ml_聚合物，在80:20乙醇：HEPES缓冲液(200mg/ml_)中的0.025ml_PEGDGE1000和在乙醇溶液(100mg/ml_)中光的0.0132ml_PDMS。

图18显示了用聚合物4(制剂5)涂覆的电极对5mM乳酸盐溶液的响应的示例性曲线。与聚合物2和3不同，聚合物4令人惊奇地提供了随时间稳定的电流响应。此外，当以1mM的增量加入增加量的乳酸盐时，电流迅速响应并达到稳定值(图19)。

包含聚合物2和1B或聚合物2和1A的双层膜：通过重复浸涂操作将制剂3(聚合物2)涂覆到电极表面上。喷涂、丝网印刷或类似工艺可以替代地用于沉积膜。然后通过重复浸涂操作将制剂2(聚合物1B)涂布到沉积的交联PVP层上。在连续的浸涂之间有10分钟的等待时间。在所有浸涂操作完成后，传感器在25℃下固化24小时，然后在干燥的小瓶中在56℃下固化48小时。如上所示，这些膜聚合物在单独使用时都不能提供令人满意的性能。

图20显示了用双层膜涂覆的电极对5mM乳酸盐溶液的响应的示例性曲线，所述双层膜包括下层交联PVP(聚合物2)和上层交联聚合物1B。与聚合物1B或用相同交联剂交联的PVP(聚合物2)不同，包含这些膜聚合物的双层膜令人惊讶地以可接受的灵敏度水平提供了随时间推移的稳定电流响应，即使任何一种聚合物都不能单独提供可接受的性能。图20中的响应数据是电极在制剂3(聚合物2)中浸涂两次和在制剂2(聚合物1B)中浸涂四次。

双层膜中每种膜聚合物的量(厚度)可以改变传感器性能，如下文对聚合物2和聚合物1A所示。因此，当与聚合物2结合成双层膜时，聚合物1B(即聚合物1A)的Gly3交联变体可类似地提供可接受的性能，即使两种聚合物都不能单独提供可接受的性能。

图21显示了用双层膜涂覆的电极对5mM乳酸盐溶液的响应的说明性曲线，所述双层膜包括交联PVP(聚合物2)的下层和交联聚合物1A的上层，其中用制剂1(聚合物1A)和制剂3(聚合物2)浸涂电极不同次数。在这种情况下，PVP(聚合物2)的交联剂保持为PEGDGE1000，但聚合物1A的交联剂为Gly3，这表明该交联剂也可适用于双层膜配置。如图21所示，在制剂3中浸涂两次和在制剂1中浸涂四次电极提供了灵敏度和稳定电流响应的良好平衡。改变浸涂操作的次数改变了双层膜的每种组分的厚度，以及膜聚合物彼此的质量比。如图21所示，如果PVP层太薄(0或1聚合物2浸涂)，灵敏度高但响应稳定性差，而如果太厚(3或更多浸涂)，在某些情况下电极表现出低灵敏度和差的响应稳定性。

包含膜聚合物1B和3的混合膜：通过将1.5ml_PVP混合在80:20乙醇HEPES缓冲液(100mg/ml_)，2.5ml_用于制备制剂1A和1B的共聚物混合在80:20乙醇：HEPES缓冲液(140mg/ml_)，0.175ml_PEGDGE400混合在80:20乙醇：HEPES缓冲液(100mg/ml_)和0.0132ml_PDMS混合在乙醇溶液(100mg/ml_)中制备组合的膜制剂(制剂6)。因此，交联后，制剂6含有聚合物1B和聚合物3，它们各自用PEG400交联。

图22显示了用包含交联PVP(聚合物3)和交联聚合物1B的混合膜涂覆的电极对5mM乳酸盐溶液的响应的示例性曲线。与含有相同组分之一(聚合物1B)的双层膜一样，该混合的膜提供了随时间稳定的电流响应和可接受的灵敏度水平。此外，当以1mM的增量加入增加量的乳酸盐时，电流迅速响应并达到稳定值(图23)。

图24显示了用包含各种比例的交联PVP(聚合物3)和交联聚合物1B的混合膜涂覆的传感器的响应的示例性曲线。如图24所示，聚合物1B的量越高，灵敏度增加，但提供的响应稳定性较差。

示例4：包括两个工作电极的传感器的性能，所述工作电极用双层传质限制膜涂覆。对于该示例，含有葡萄糖氧化酶的第一个工作电极和含有乳酸氧化酶的第二个工作电极用双层膜涂覆。使用如示例1中所述的葡萄糖氧化酶制剂沉积含有葡萄糖氧化酶的活性区域(表1)。使用示例3中所述的乳酸氧化酶制剂沉积含乳酸氧化酶的活性区域(表6)。如示例1所述进行活性区域沉积和固化，除了沉积各自具有0.01mm²的面积的五个点代替示例1中具有0.1mm²的面积的单个点。在本示例中，使用对应于示例3的制剂2(聚合物1B)和制剂4(聚合物3)的膜聚合物制剂来沉积双层膜。即，聚合物3沉积在具有乳酸氧化酶特征的第二工作电极上。通过改进的涂覆过程在第二工作电极上实现选择性沉积。然后在25℃下进行24小时的固化。然后，将整个组件(即两个工作电极、第二个工作电极上的PVP涂层、以及对电极和参考电极)浸涂制剂2。在25℃下再次固化24小时，然后在干燥环境中在56℃下烘焙48小时。因此，在第一个工作电极(葡萄糖响应)上沉积均质膜，在第二个工作电极(乳酸盐响应)上沉积双层膜。交联的PVP(聚合物3)与第二个工作电极上的乳酸响应活性区域接触。

该传感器用于在37℃下同时测定100mM PBS中的葡萄糖和乳酸。在第一个实验中，将传感器在37℃下暴露于含有30mM葡萄糖和5mM乳酸盐的100mM PBS溶液中2周。对于该测试，传感器相对于Ag/AgCl保持在+40mV。图25示出了在暴露于30mM葡萄糖和5mM乳酸盐后每个工作电极的传感器响应的示例性曲线图。如图所示，传感器响应在观察期间保持非常稳定。

接着，在37℃下将葡萄糖和乳酸盐递增加入100mM PBS中，以测定传感器对每种分析物的响应性。对于该测试，传感器再次保持在相对于Ag/AgCl+40mV。添加葡萄糖至0-30mM的浓度范围，添加乳酸盐至0-5mM的浓度范围。图26示出了传感器对不同浓度的葡萄糖和乳酸盐的响应的示例性曲线。如图26所示，传感器对两种分析物的响应都很快，并且在给定的分析物浓度下保持稳定。

示例5：使用具有协同相互作用的心肌黄酶和β-羟基丁酸脱氢酶的分析物传感器检测酮。对于该实施例，将下表7中所示的膜制剂涂覆到碳工作电极上。进行沉积以在工作电极上放置六个点，每个点具有约0.01mm²的面积。沉积后，工作电极在25℃固化过夜。此后，使用由4ml_100mg/ml_PVP、0.2ml_100mg/ml_PEGDGE400和0.0132ml_100mg/ml_PDMS配制的涂覆溶液，通过浸涂将PVP膜施加到工作电极上。膜固化在25℃下进行24小时，然后在干燥的小瓶中在56℃下进行48小时。

表7

酮分析通过将电极浸入33℃的100mM PBS缓冲液(pH＝7.4)中并引入各种量的β-羟基丁酸(0、1、2、3、4、6和8mM总β-羟基丁酸添加)来进行。图27显示了当暴露于不同浓度的β-羟基丁酸时，含有心肌黄酶、NAD+和β-羟基丁酸脱氢酶的电极的四个重复的响应。如所示，在暴露于新β-羟基丁酸浓度后，在其后稳定之前，电流响应在几分钟的过程中增加。图28示出了图27的电极的平均电流响应对β-羟基丁酸浓度的说明性曲线。酮传感器还在延长的测量时间内呈现稳定的响应，如图29所示。图29显示了当图27的电极在33℃暴露于100mMPBS中的8mMβ-羟基丁酸2周时，其电流响应的示例性曲线。在测量期间的平均信号损失仅为3.1％。

示例6：各种传感器配置的乳酸传感器响应的比较。制备了两种不同的用于活性区域沉积的乳酸氧化酶/聚合物制剂和两种不同的用于传质限制膜沉积的膜聚合物制剂，以测定特征为这些制剂的各种变化的乳酸响应传感器的性能。用于制备分析物传感器的制剂细节和方法提供如下。通常，以与上述类似的方式制备分析物传感器。

表8

表9

为了沉积每个活性区域，将约20nL的每种溶液沉积在碳工作电极上以形成6个离散的点，每个点具有约0.01mm²的面积。将制剂A分配4次，将制剂B分配6次以形成点。沉积后，工作电极在25℃固化过夜。制剂A对应于用于沉积葡萄糖响应分析物传感器的活性区域的制剂，除了用乳酸氧化酶代替葡萄糖氧化酶。

用于传质限制膜沉积的制剂：膜聚合物制剂在下表10和11中规定的水溶液制剂中制备。

表10

表11

使用浸涂在如上制备的各活性区域上沉积传质限制膜。使用4次浸涂沉积制剂C，使用4次浸涂沉积制剂D。在两次浸涂之间使用约10分钟的等待时间。在完成浸涂之后，在干燥的小瓶中，在25℃下固化膜24小时，然后在56℃下固化48小时。喷涂、丝网印刷或类似工艺可以替代地用于沉积传质限制膜。制剂C对应于用于在葡萄糖响应分析物传感器内沉积传质限制膜的制剂。

使用上述沉积条件制备乳酸响应分析物传感器。制备了活性区域和传质限制膜的所有可能的组合，其中对于每个可能的组合制造8个传感器。在制造之后，将每个传感器在37℃下暴露于100mM磷酸盐缓冲盐水(PBS)中的5mM乳酸盐溶液190小时，其中工作电位相对于Ag/AgCl保持在+40mV。活性区域和传质限制膜的测试组合在表12中详细说明。测试结果在图30中示出。

表12

如图30所示，具有活性区域和传质限制膜的乳酸响应分析物传感器与成功用于葡萄糖响应分析物传感器(组1)的那些类似地配制，当暴露于乳酸时，提供了差的性能。如图所示，所有测试样品的信号强度都低于0.5nA，而对于可行的乳酸响应传感器来说，这是不希望有的低值。当聚乙烯基吡啶和不同的交联剂代替制剂C(组2)中的聚乙烯基吡啶-共-苯乙烯和Gly3交联剂时，信号强度甚至更差。

如图30进一步所示，人血清白蛋白的掺入显著改善了传感器性能。例如，样品组3显示出比组1或组2样品中任何一个所实现的高得多的信号强度。然而，在这组样品中，初始信号强度有相当大的变化(＞4nA变化)。此外，信号强度从最初观察到的最大信号强度稳定下降。随着时间的响应可变性和差的信号稳定性同样使得该样品组的组合不可能适合于可行的乳酸响应分析物传感器。

令人惊奇的是，含人血清白蛋白的活性区域与包含交联聚乙烯基吡啶均聚物(第4组)的传质限制膜的组合产生了高信号强度和随时间延长的信号稳定性的可接受的组合。如图30所示，组4的所有重复传感器具有在4nA和5nA之间彼此聚集在1nA内的初始信号强度。这种水平的信号强度和可变性在商业上可行的乳酸响应分析物传感器可以被开发的范围内。此外，在190小时的信号观察中，信号强度仅变化十分之几nA或更少，这也在适于开发商业上可行的传感器的范围内。

如图31所示，当以1mM的增量向最初不含乳酸盐的PBS溶液中加入增加量的乳酸盐时，观察到的第4组传感器的电流响应迅速并达到稳定值。

除非另有说明，否则本说明书和相关权利要求中所有表示数量等的数字应理解为在所有情况下都由术语“约”修饰。因此，除非相反地指出，否则在以下说明书和所附权利要求书中阐述的数值参数是近似值，其可以根据本发明的实施方案寻求获得的期望特性而变化。至少，并且不试图限制权利要求范围的等同原则的应用，每个数值参数应该至少根据所报告的有效数字的数值并通过应用普通的舍入技术来解释。

分析物传感器点火锁

车辆故障保险设备，例如点火锁，有时用于防止操作者在受损或不处于安全操作车辆的情况下操作车辆。在受损时操作车辆可能潜在地对操作者和公众造成重大危险。一种常见类型的点火锁经设计以防止酒后驾驶，且更具体来说，防止个人在醉酒使用酒精时操作交通工具。这种锁设备将呼吸酒精分析仪或光学传感器连接到车辆的点火系统，并且驾驶员必须在车辆可以启动之前成功地通过血液酒精水平测试。

醉酒是操作者可能经历的一种类型的损害或病况，其致使操作者不适合或不能够操作交通工具。然而，其他损伤和状况也可能折磨操作者，并且也应当被密切地监视以确保操作者在受损时不操作车辆。例如，患有糖尿病和在低血糖(即，低血糖)时驾驶的操作者可能潜在地经历头晕目眩、意识错乱、头痛、意识丧失、癫痫发作和反射延迟，其中任何一种都可能危及他/她自己的生命和在车辆中或在车辆附近的那些人。

已开发出分析物监测系统以促进体液(例如，血液)中分析物的长期监测。一些分析物监测系统旨在检测和监测血糖水平，这有助于治疗糖尿病。但是，其它分析物监测系统旨在检测和监测操作者体液中存在的其它分析物，并且在操作者体内检测到的异常分析物水平可以指示操作者目前不适合安全操作车辆。

以下讨论描述了一种分析物监测和车辆控制系统，用于在操作者分析物水平超过预定阈值时阻止车辆的操作。正确部署传感器控制设备102(图1)允许用户智能地跟踪和监测体液分析物水平和趋势。当一些分析物水平超过某些阈值时，可能会出现身体或认知障碍，从而使用户不适合安全操作车辆。在这种情况下，用户应当在尝试操作车辆之前采取适当的措施使分析物水平回到安全范围内。但是，在一些情况下，用户可能感觉很好地操作车辆，但仍然有可能会突然引发危险的身体损伤的发作的不安全分析物水平。在这种情况下，安装故障安全系统可能是有利的，该系统可以防止用户操作车辆并可能使自己和/或他人处于危险之中或警告用户不要操作车辆并可能使自己和/或他人处于危险之中。

图32是根据本公开一个或多个实施例的示例分析物监测和车辆控制系统3200的示意图。如图所示，分析物监测和车辆控制系统3200(下文中称为“系统3200”)包括传感器控制设备102，其可以部署在用户或“操作者”3202上并以其它方式递送到操作者3202身体上的目标监测位置(诸如手臂后部)。如以上所讨论的，传感器控制设备102包括传感器104(图1)，并且当正确部署时，传感器104经皮定位在皮肤内以检测和监测存在于操作者3202的体液中的分析物。施加到传感器控制设备102底部的粘性贴片105(图1)粘附到皮肤以在操作期间将传感器控制设备102固定就位。

虽然系统3200在本文中被描述为包括身体上的传感器控制设备102以检测和报告分析物水平，但是，在不脱离本公开范围的情况下，系统3200可以可替代地结合离体分析物传感器(例如，自我监测血糖“SMBG”计)。因而，术语“传感器控制设备”在本文中应当被解释为不仅包括如上所述的身体上的传感器系统，而且还包括传统的手持式传感器系统。

如图所示，系统3200还可以包括读取器设备120，并且传感器控制设备102可以经由本地通信路径或链路与读取器设备120通信，以自动地、周期性地或根据操作者3202的期望提供分析物浓度数据。读取器设备120可以与控制模块3204通信，该控制模块3204与车辆3206的电气系统通信并且由车辆电池供电或以其它方式由分离的电池供电。在此类实施例中，从传感器控制设备102传输到读取器设备120的数据可以随后由读取器设备120传输到控制模块3204以进行处理。但是，在其它实施例中，传感器控制设备102可以经由任何无线通信协议(诸如

)直接与控制模块3204通信。在此类实施例中，读取器设备120在系统3200中可以是或可以不是必需的。

在图示的实施例中，车辆3206被描绘为汽车。但是，如本文所使用的，术语“车辆”被广泛使用并且意在包括可以由人类用户或“操作者”操作的任何种类的运输车辆，但也可以包括用于运输人类的自主车辆。车辆3206的示例包括但不限于任何类型的汽车、卡车、运动型多功能车、飞机、船只、航天器和/或任何其它交通工具，或其组合。

控制模块3204可以包括通信接口以向传感器控制设备102和/或读取器设备120传送/从其传送信息。在示例性启用

的传感器控制设备102和/或读取器设备120的情况下，当传感器控制设备102接近车辆3206时可以进入配对模式。在配对后，控制模块3204可以被编程和配置为自动检测传感器控制设备102和/或读取器设备120的存在并与其建立通信。例如，当操作者3202接近或进入车辆3206时，控制模块3204可以自动检测传感器控制设备102的存在并启用它们之间的通信或与读取器设备120的通信。

在一些实施例中，控制模块3204可以与包括在车辆3206中的车辆用户接口3208(诸如信息娱乐系统、触摸屏显示器或信息显示器)通信。在此类实施例中，控制模块3204可以经由车辆用户接口3208与操作者3202视觉通信，并且还可以能够经由车辆3206中包括的音频扬声器与操作者3202听觉通信。但是，在其它实施例中，控制模块3204可以被配置为与读取器设备120通信以能够与操作者3202通信。

如图所示，控制模块3204可以是或以其它方式包括计算机系统3210，该计算机系统3210被配置和编程为基于由传感器控制设备102获得的实时测得的操作者3202的分析物水平来控制车辆3206的各种操作和/或系统。或者通过禁用车辆3206的一个或多个关键系统或者通过激活车辆3206中的警告系统来控制、禁用或修改车辆3206的操作。当操作者3202的实时测得的分析物水平在预定安全范围内时，操作者3202操作车辆3206可以被认为是安全的。但是，当实时测得的操作者3202的分析物水平落在预定安全范围之外或超过预定阈值时，计算机系统3210然后可以被编程以控制、禁用或修改车辆3206的操作。

在一些实施例中，例如，计算机系统3210可以被配置为当检测到的操作者3202的分析物水平落在预定范围之外或以其它方式超过预定阈值时禁用各种关键车辆系统，从而在将操作者3202识别为对于车辆3206的安全操作受损时逐渐且安全地禁用车辆的操作。车辆3206的可能被禁用的关键车辆系统包括点火系统(例如，能量切换/控制系统)、传动系统(或齿轮箱)、燃料系统、能量供应系统(例如，电池、电容器、转化/反应池等)。当检测到升高或降低的(不安全的)分析物水平时，计算机系统3210可以防止关键车辆系统起作用或操作。因此，操作者3202将无法起动或操作车辆3206，从而防止操作者3202将自己和/或他人置于危险之中。

在其它实施例中，或除此之外，计算机系统3210可以被配置为当检测到的操作者3202的分析物水平超过或跨越预定阈值时激活各种非关键车辆系统。可以被激活的非关键车辆系统包括例如车辆喇叭、车辆灯或安装在车辆3206中的声音警告系统。在此类实施例中，非关键车辆系统的激活可以警告执法部门和其他人(例如，相邻车辆的操作者、旁观者、行人等)可能在受损情况下驾驶的操作者3202，从而允许执法部门迅速解决与此相关的任何问题，并让其他人注意到潜在的危险情况。

在还有其它实施例中，或除此之外，计算机系统3210可以被配置为当操作者3202的分析物水平落在预定安全操作范围之外或以其它方式超过预定阈值时自动拨打电话给一个或多个紧急联系人。在此类实施例中，计算机系统3210可以通过结合到车辆3206(例如，中的读取器设备120(例如，蜂窝电话)或者蜂窝或卫星通信系统

)来操作。在其它实施例中，或除此之外，计算机系统3210可以被配置为当操作者3202的分析物水平落在预定安全操作范围之外或以其它方式超过预定阈值时自动向紧急联系人发送消息(例如，文本或SMS消息、电子邮件等)。示例紧急联系人包括但不限于配偶、父母、医务人员(例如，医生)、医院、911或其任何组合。

在一些实施例中，系统3200还可以包括一个或多个接近传感器3212，其被配置为检测操作者3202以及，更具体而言，传感器控制设备102的存在。在此类实施例中，(一个或多个)接近传感器3212可以被配置为监测车辆3206内驾驶员座椅3214的一般区域。如果(一个或多个)接近传感器3212在驾驶员座椅3214的区域内检测到传感器控制设备102，那么这可以提供操作者3202在驾驶员座椅3214上并且可能试图操作车辆3206的肯定指示。在此类情况下，可以向控制模块3204发送信号，警告计算机系统3210操作者3202在车辆3206中并且可能试图操作车辆3206。如果实时测得的操作者3202的分析物水平在预定安全范围内或低于预定水平，那么计算机系统3210可以允许操作者3202操作车辆3206。但是，当操作者3202的实时测得的分析物水平落在预定安全范围之外或超过预定阈值时，计算机系统3210可以控制、禁用或修改车辆3206的操作，如上面一般描述的。如将认识到的，仅当受损操作者3202在驾驶员座椅3214上并准备操作车辆3206时，(一个或多个)接近传感器3212在阻止车辆3206的操作方面可以是有利的。因此，穿戴传感器控制设备102的用户能够在任何状态下作为乘客乘坐车辆3206而不影响控制模块3204或车辆3206的操作。

在一些实施例中，控制模块3204还可以包括车辆状态检测模块3216，其被配置为检测车辆3206的当前状态，包括车辆3206当前是在移动还是静止。此外，车辆状态检测模块3232可以被配置为确定车辆3206中的马达当前是操作还是停止。在一个或多个实施例中，车辆状态检测模块3216可以向控制模块3204提供状态信号，然后控制模块3204可以使用状态信号来确定当实时测得的操作者3202的分析物水平落在预定安全范围之外或超过预定阈值时应当激活或禁用哪些车辆操作。例如，当状态信号指示车辆3206静止时，控制模块3204可以禁用车辆燃料系统、传动系统、点火系统或其任何组合。相反，当状态信号指示车辆3206正在移动时，控制模块3204可以激活车辆喇叭、闪烁车辆灯或向给操作者3202和/或操作者3202周围的人激活声音警告以告知操作者3202受损。

在一些实施例中，一旦操作者3202进入车辆3206或当控制模块3204与传感器控制设备102和/或读取器设备120配对时，应用就可以在读取器设备120或车辆用户界面3208上启动，并且数字仪表板可以出现在读取器设备120和/或车辆用户界面3208上，其描绘当前分析物水平、趋势、历史数据和预计分析物水平。但是，如果当前分析物水平落在预定安全操作范围之外，那么计算机系统3210可以被编程为禁用一个或多个关键车辆系统以防止操作者3202操作车辆3206。在此类实施例中，视觉或听觉警报可以由控制模块3204发出以通知操作者3202车辆3206未起动的原因。更具体而言，可以在读取器设备120或车辆用户接口3208上生成和显示视觉警报(例如，书面消息)，或者可以通过读取器设备120或车辆3206中的扬声器传输听觉警报(例如，声音消息)。

如果不是自动完成，那么可以在将传感器控制设备102与控制模块3204配对时提示操作者3202获得当前分析物水平。在一些情况下，在获得当前分析物水平之前，可以阻止车辆3206操作。如果当前分析物水平在安全限度内，那么计算机系统3210可以允许车辆3206的操作。在一些方面，除非自动完成，否则控制模块3204可以在操作车辆3206预定时间段后(例如，在1小时、2小时、5小时等之后)提示操作者3202获得附加的当前分析物水平。

在一些实施例中，控制模块3204可以被配置为向操作者3202发出视觉或听觉建议或指导，这可以帮助将测得的分析物水平带回到安全范围内。在此类实施例中，此类视觉或听觉推荐可以提示用户采取可以导致将分析物水平带回到安全范围内的种些行动。而且，在一些实施例中，操作者3202可以能够通过发出口头响应或命令来与控制模块3204口头通信。这可以证明在帮助防止车辆3206分心操作方面是有利的。

在一些实施例中，控制模块3204的设置可以由操作者3202定制以允许用户在检测到不安全的分析物水平并且控制模块3204已经发出视觉或听觉警报时做出明智的决定。更具体而言，在至少一个实施例中，控制模块3204可以包括旁路特征，操作者3202可以启用该旁路特征以允许操作者3202即使已经测量到不安全的分析物水平以操作车辆3206。在此类实施例中，操作者3202可以通过承认操作者3202可能在受损或不安全的健康状态下操作车辆3206来操作车辆3206。

在一些实施例中，当操作者3202的分析物水平可能偏离预定安全范围或以其它方式超过预定阈值时，计算机系统3210可以被配置或以其它方式编程以计算预测的时间线。在此类实施例中，控制模块3204可以被配置为向操作者3202发出视觉或听觉警报，指示操作者3202在达到不安全的分析物水平并且可能发生潜在的不安全医疗状况之前大约有多少时间。可以提供多个警报以指示操作者何时在达到不安全的分析物水平之前剩余特定时间增量。例如，当在一小时内、半小时内、10分钟内、5分钟内、1分钟内以及其间的任何时间增量内将达到不安全的分析物水平时，可以发出视觉或听觉警报。此外，一旦操作者的分析物水平达到不安全水平或超过预定阈值，就可以发出视觉或听觉警报。

在一些实施例中，如果在操作者3202正在操作车辆3206时测量到不安全的分析物水平，那么控制模块3204可以被配置为发出一个或多个警报(视觉或听觉)警告操作者3202不安全的分析物水平。在一些情况下，车辆3206中的立体声音量可以自动降低以使操作者3202能够听到声音警报。在此类实施例中，控制模块3204可以被配置为向操作者3202建议一个或多个校正动作。示例校正动作包括但不限于使车辆减速和停止3206、定位并驾驶到附近的便利店或药房，以及定位附近的医院或医疗机构。如果车辆3206是自主车辆，并且当前的分析物水平将操作者3202置于潜在危险的条件下，那么控制模块3204可以自动地将车辆3206引导至医疗机构进行治疗。可替代地或除此之外，当检测到不安全的分析物水平时，控制模块3204可以逐渐降低或限制车辆3206的速度，从而迫使操作者3202在继续操作车辆3206之前停下来并解决问题.

系统3200在若干不同场景中可以被用于在驾驶时保护操作者3202和/或操作者3202周围的人。在一些应用中，系统3200可以由操作者自愿结合以实时检测损伤。在其它应用中，车辆3206的所有者可能要求系统3200检测操作者3202的损伤。在此类应用中，车辆3206的所有者可以是运输或卡车运输公司。在还有其它应用中，系统3200可以合法地强加给操作者3202以检测损伤。

本文公开的实施例包括：

K.一种分析物监测和车辆控制系统，包括具有检测和监测存在于操作者体内的一种或多种分析物的传感器的传感器控制设备，以及与传感器控制设备和车辆的电气系统通信的控制模块，控制模块包括计算机系统，该计算机系统被编程为接收和处理由传感器控制设备提供的数据，其中当实时测得的操作者的分析物水平超过预定安全阈值时，计算机系统控制或禁用车辆的操作。

L.一种方法，包括使用具有传感器的传感器控制设备检测和监测存在于操作者体内的一种或多种分析物，使用与传感器控制设备和车辆的电气系统通信的控制模块接收和处理由传感器控制设备提供的数据；当实时测得的操作者的分析物水平超过预定安全阈值时，通过控制模块的计算机系统控制或禁用车辆的操作。

实施例K和L中的每一个可以具有任意组合的一个或多个以下附加元素：元素1：其中传感器控制设备耦合到操作者并且传感器经皮定位在操作者的皮肤下以检测和监测存在于操作者的体液中的分析物。元素2：其中传感器控制设备包括体外分析物传感器。元素3：还包括读取器设备，其从传感器控制设备接收数据并将数据传输到控制模块。元素4：其中车辆包括选自汽车、自主车辆、卡车、运动型多功能车、飞机、船只、航天器或其任何组合的运输车辆。元素5：其中传感器控制设备与控制模块配对以在操作者接近车辆时进行通信。元素6：还包括车辆用户接口，该车辆用户接口包括在车辆中并与控制模块通信。元素7：其中通过禁用车辆的一个或多个关键系统来禁用车辆的操作，关键系统选自由点火系统、传动系统、燃料系统和能量供应系统构成的组。元素8：其中车辆的操作通过激活车辆的一个或多个非关键系统、呼叫一个或多个紧急联系人或向其发送消息以及逐渐降低车辆速度中的至少一种来控制。元素9：还包括安装在车辆上的一个或多个接近传感器，以监测车辆驾驶员座椅的区域并检测操作者的存在。元素10：其中控制模块还包括检测车辆的当前状态的车辆状态检测模块。元素11：其中当实时测得的操作者的分析物水平落在预定安全阈值之外时，控制模块生成可由操作者感知的视觉或听觉警报。元素12：其中在达到不安全的分析物水平之前以特定的时间增量生成视觉或听觉警报。元素13：其中视觉或听觉警报包括传达给操作者的一个或多个建议的校正动作。元素14：其中控制模块包括旁路特征，当实时测得的操作者的分析物水平超过预定阈值时，该旁路特征允许操作者操作车辆。

元素15：还包括从传感器控制设备接收数据并且利用与传感器控制设备和控制模块通信的读取器设备将数据传输到控制模块。元素16：其中禁用车辆的操作包括禁用车辆的一个或多个关键系统，关键系统选自由点火系统、传动系统、燃料系统和能量供应系统构成的组。元素17：其中控制车辆的操作包括激活车辆的一个或多个非关键系统、呼叫一个或多个紧急联系人或向其发送消息以及逐渐降低车辆速度中的至少一种。元素18：还包括监测车辆驾驶员座椅的区域并利用安装在车辆上的一个或多个接近传感器检测操作者的存在。元素19：还包括利用包括在控制模块中的车辆状态检测模块检测车辆的当前状态。元素20：还包括当实时测得的操作者的分析物水平超过预定阈值时，通过控制模块生成可由操作者感知的视觉或听觉警报。

本文呈现了结合各种特征的一个或多个说明性实施例。为了清楚起见，在本申请中并未描述或示出物理实施方式的所有特征。可以理解，在结合本发明的实施例的物理实施例的开发中，必须做出许多特定于实施方式的决定来实现开发人员的目标，诸如遵守系统相关的、业务相关的、政府相关的和其它限制，这些限制因实施方式并且不时地变化。虽然开发人员的努力可能是耗时的，但是这样的努力对于本领域并且从本公开中受益的普通技术人员将是例行的工作。

虽然各种系统、工具和方法在本文中是根据“包括”各种组件或步骤来描述的，但是系统、工具和方法也可以“基本上由”或“由”各种组件和步骤组成。

如本文所使用的，在一系列项目之前的短语“至少其中一个”，用术语“和”或“或”来分隔任何项目，将列表作为一个整体而不是列表中的每个成员(即每个项目)进行修改。短语“至少其中之一”允许包括任何一项的至少一个、和/或项的任何组合的至少一个、和/或每项的至少一个的含义。例如，短语“A、B和C中的至少一个”或“A、B或C中的至少一个”各自指仅A、仅B或仅C；A、B和C的任意组合；和/或A、B和C中的每一个中的至少一个。

因此，所公开的系统、工具和方法很好地适用于实现所提及的目的和优点以及其中固有的那些目的和优点。以上公开的特定实施例仅仅是说明性的，因为本公开的教导可以以不同但等效的方式修改和实践，这对于受益于本文教导的本领域技术人员是清楚的。此外，除了在下面的权利要求中描述的之外，不旨在限制本文所示的构造或设计的细节。因此很明显，上面公开的特定说明性实施例可以被改变、组合或修改，并且所有这些变化都被认为在本公开的范围内。在没有本文未具体公开的任何元素和/或本文公开的任何可选元素的情况下，本文示例性公开的系统、工具和方法可以适当地实施。虽然系统、工具和方法是根据“包括”、“包含”各种组件或步骤来描述的，但系统、工具和方法也可以“基本上由”或“由”各种组件和步骤组成。上面公开的所有数字和范围都可以有所不同。每当公开具有下限和上限的数值范围时，都具体公开落入该范围内的任何数值和任何包括的范围。特别地，本文公开的值的每个范围(形式为“从约a到约b”，或等效地“从近似地a到b”，或等效地，“从近似地a-b”)应理解为列出更广泛的数值范围内涵盖的每个数字和范围。而且，除非专利权人另有明确和明确的定义，否则权利要求中的术语具有其简单、普通的含义。而且，在权利要求中使用的不定冠词“一”在本文中被定义为表示它引入的一个或多个元素。如果本说明书中的词语或术语的用法与可能通过引用并入本文的一个或多个专利或其它文件发生冲突，那么应采用与本说明书一致的定义。

Claims (20)

1.一种分析物传感器，包括：

传感器尾部，被配置用于插入到组织中，所述传感器尾部至少包括工作电极；以及

设置在传感器尾部上的第一活性区域和第二活性区域，第一活性区域和第二活性区域包括用于测量至少一种分析物的浓度的至少两种不同的酶；

其中所述第一活性区域涂覆有彼此不同的第一膜聚合物和第二膜聚合物。

2.根据权利要求1所述的分析物传感器，其中，所述第一活性区域被所述第一膜聚合物和所述第二膜聚合物的混合物涂覆，并且所述第一膜聚合物和所述第二膜聚合物中的一个作为均质膜涂覆所述第二活性区域。

3.根据权利要求1所述的分析物传感器，其中所述第一活性区域涂覆有双层膜，所述双层膜包括设置在所述第二膜聚合物上的所述第一膜聚合物，并且所述第二膜聚合物作为均质膜涂覆所述第二活性区域。

4.根据权利要求1所述的分析物传感器，其中所述第一活性区域包括所述至少两种不同的酶中的第一酶，并且所述第二活性区域包含所述至少两种不同的酶中的第二酶。

5.根据权利要求4所述的分析物传感器，其中第一酶不与所述至少一种分析物反应，并且所述第一酶和第二酶能够协同相互作用以产生与所述至少一种分析物的浓度成比例的信号。

6.根据权利要求5所述的分析物传感器，其中所述第二酶能够将所述至少一种分析物转化为与所述第一酶反应的产物，使得所述第一酶能够使所述产物反应以在所述工作电极处产生信号。

7.根据权利要求5所述的分析物传感器，其中所述第一酶是黄嘌呤氧化酶并且所述第二酶是葡萄糖氧化酶，所述第一活性区域和所述第二活性区域的至少一者还包含过氧化氢酶。

8.根据权利要求7所述的分析物传感器，其中所述过氧化氢酶存在于所述第一活性区中。

9.根据权利要求5所述的分析物传感器，其中，所述第一活性区域直接设置在所述工作电极上，并且还包括电子转移剂。

10.根据权利要求5所述的分析物传感器，其中所述第一膜聚合物直接设置在所述第一活性区域上，所述第二活性区域直接设置在所述第一膜聚合物上，并且所述第二膜聚合物直接设置在所述第二活性区域上。

11.根据权利要求4所述的分析物传感器，其中所述传感器尾部包括第一工作电极和第二工作电极，所述第一活性区域设置在所述第一工作电极的表面上，所述第二活性区域设置在所述第二工作电极的表面上，所述第一酶与第一分析物反应以产生与所述第一分析物的浓度成比例的信号，并且所述第二酶与第二分析物反应以产生与所述第二分析物的浓度成比例的信号。

12.根据权利要求4所述的分析物传感器，其中，所述第一活性区域和所述第二活性区域各自具有氧化还原电位，并且所述第一活性区域的氧化还原电位与所述第二活性区域的氧化还原电位充分分离，以允许独立于来自所述第二活性区域的信号的产生的来自所述第一活性区域的信号的产生。

13.根据权利要求12所述的分析物传感器，其中所述第一活性区域的所述氧化还原电位与所述第二活性区域的所述氧化还原电位分离至少约100mV。

14.根据权利要求12所述的分析物传感器，其中，来自所述第一活性区域的信号对应于所述第一分析物浓度，并且来自所述第二活性区域的信号对应于所述第二分析物浓度。

15.根据权利要求12所述的分析物传感器，其中所述第一活性区域包括第一电子转移剂，并且所述第二活性区域包括不同于所述第一电子转移剂的第二电子转移剂。

16.一种分析物传感器，包括：

传感器尾部，所述传感器尾部被配置用于插入组织中并且包括至少一个工作电极；以及

设置在所述传感器尾部上的至少两个活性区域，每个活性区域包括酶、电子转移剂和聚合物；

其中每个活性区域中的酶是不同的，并且对不同的分析物有响应；以及

其中每个活性区域具有氧化还原电位，并且第一活性区域的氧化还原电位与第二活性区域的氧化还原电位充分分离，以允许独立于来自第二活性区域的信号的产生的来自第一活性区域的信号的产生。

17.根据权利要求16所述的分析物传感器，其中所述第一活性区域的所述氧化还原电位与所述第二活性区域的所述氧化还原电位分离至少约100mV。

18.根据权利要求16所述的分析物传感器，其中所述第一活性区域包括第一电子转移剂，并且所述第二活性区域包括不同于所述第一电子转移剂的第二电子转移剂。

19.根据权利要求16所述的分析物传感器，其中，所述第一活性区域和所述第二活性区域被传质限制膜涂覆，所述第一活性区域被单个膜聚合物涂覆，并且所述第二活性区域被两种或更多种不同的膜聚合物涂覆。

20.根据权利要求16所述的分析物传感器，还包括：

控制模块，所述控制模块与所述分析物传感器和车辆的电气系统通信，所述控制模块包括被编程为接收和处理由所述分析物传感器提供的数据的计算机系统，

其中，当所述操作者的实时测量的分析物水平超过预定安全阈值时，所述车辆的操作由所述计算机系统控制或禁用。

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