DE3714840C2 - - Google Patents
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- DE3714840C2 DE3714840C2 DE3714840A DE3714840A DE3714840C2 DE 3714840 C2 DE3714840 C2 DE 3714840C2 DE 3714840 A DE3714840 A DE 3714840A DE 3714840 A DE3714840 A DE 3714840A DE 3714840 C2 DE3714840 C2 DE 3714840C2
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1486—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using enzyme electrodes, e.g. with immobilised oxidase
- A61B5/14865—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using enzyme electrodes, e.g. with immobilised oxidase invasive, e.g. introduced into the body by a catheter or needle or using implanted sensors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/001—Enzyme electrodes
- C12Q1/005—Enzyme electrodes involving specific analytes or enzymes
- C12Q1/006—Enzyme electrodes involving specific analytes or enzymes for glucose
Description
Die Erfindung betrifft im allgemeinen eine Elektrode zum Messen und/oder
Bestimmen von Blutbestandteilen und insbesondere eine derartige Elektrode, die
einen stabilen und unempfindlichen Nachweisvorgang ermöglicht zur Bestimmung
der Blutzuckerspiegel entweder bei in-vivo oder in-vitro Anwendungen. Die
Elektrode besteht im wesentlichen aus einem silanisierten (silanized) Iridiu
moxidsubstrat mit einem kovalent daran gebundenen Glucoseoxydasefilm. Eine
Schutzüberzugsschicht oder -film, durchlässig für Glucose und Sauerstoff, wird
ebenfalls verwendet, wobei der Überzugsfilm die Oberfläche des kovalent ge
bundenen Oxydasefilms vor direktem Kontakt mit Blut schützt, aber gute Trans
porteigenschaften für Glucose- und Sauerstoffbestandteile des Bluts besitzt.
Die Bestimmung der Blutzuckerspiegel bzw. -gehalte ist für eine Vielzahl von
Anwendungen nützlich. Eine besondere Anwendung ist die Benutzung durch Diabe
tiker in Verbindung mit einer implantierbaren Insulin-Infusionspumpenvorrich
tung. Die Verwendung von implantierbaren Insulinpumpen ist häufig bei Patien
ten angezeigt, insbesondere bei solchen Diabetikern, deren Zustände am besten
durch die Verwendung von implantierbaren Insulin-Infusionspumpen behandelt
oder stabilisiert werden. In Verbindung mit solchen Pumpen sind Glucosesenso
ren nützlich, da diese Sensoren zum Bestimmen der Glucosegehalte verwendet
werden können und für das System brauchbare Information liefern, um die Zufuhr
an Insulin als Antwort auf die aktuellen und/oder erwarteten Änderungen der
Blutzuckerspiegel zu überwachen. Zum Beispiel ist bekannt, daß sich die Glu
cosespiegel in Abhängigkeit von Nahrungs- und Getränkeaufnahme ändern ebenso
wie von der normalen Stoffwechselfunktion. Während bestimmte Diabetiker in der
Lage sind, richtige Glucose-Insulinspiegel durch herkömmliche Insulininjek
tion oder andere Insulinzufuhrtechniken aufrechtzuerhalten, begegnen einige
Personen außergewönlichen Problemen, so daß der Bedarf nach einer im wesent
lichen konstanten Glucoseüberwachungseinrichtung besteht, um einen geeigneten
Glucose-Insulinhaushalt in ihren Körpern aufrechtzuerhalten. Die Elektrode der
Erfindung ist vorgesehen mit einer Einrichtung zum Bestimmen des unmittelbaren
bzw. direkten Blutzuckerwertes, wobei die Bestimmung brauchbar ist zur Steue
rung des Glucosespiegels an einem bestimmten zukünftigen oder erwarteten
Zeitpunkt. Auf diese Weise können die Glucosegehalte auf die erwartete normale
Aktivität der Person, deren System
überwacht wird, steuerbar eingestellt oder in sonstiger Weise eine Inbetrieb
nahme erfolgen. Aufmerksamkeit wird zeitlichen Verzögerungen geschenkt, die
allen Körperfunktionen anhaften, insbesondere Stoffwechselvorgängen, weshalb
eine Einrichtung zur Erzielung eines richtigen Insulin-Glucose-Gleichge
wichts über eine ausgedehnte Zeitdauer vorgesehen ist. Durch die Verwendung
des Sensors der vorliegenden Erfindung können Glucose und/oder Insulinspiegel
im richtigen Gleichgewicht gehalten und auf einen gewünschten und geeigneten
Spiegel eingestellt werden mittels rechtzeitiger Infusion geeigneter Mengen an
Insulin in das System der Patienten.
Die Glucosegehalte in dem Blutstrom eines Patienten variieren in Abhängigkeit
von der Zeit und sind normalerweise abhängig von der physischen Aktivität der
Person, seiner Nahrungs-, Getränke- und Zuckeraufnahme und seiner Stoffwech
selrate zusammen mit anderen Faktoren. Demzufolge treten Änderungen des Insu
lin-Glucose-Gleichgewichts als direkte Antwort auf diese zeitabhängigen Va
riablen auf. Bestimmte implatierbare Insulin-Infusionspumpen eignen sich für
einen Betrieb mit variablen und/oder programmierbaren Zufuhrmengen, wobei
diese Mengen variieren auf Zunahmen und Abnahmen des gemessenen sowie ge
wünschten Glucosegehaltes hin. Auf einem anderen Weg führen Infusionspumpen
für variable Mengen dem Blut Insulin in einer Menge teilweise bestimmt durch
den unmittelbaren Glucosegehalt im Blut zu, und ein Glucosesensor wird be
nutzt, um Information in Form eines Signals zu liefern, das für den unmit
telbaren Glucosegehalt in dem System des Patienten indikativ ist. Andere Fak
toren oder Informationen, die für den Betrieb von Infusionspumpen mit varia
bler Mengenrate brauchbar sind, schließen Ernährung und physische Tätigkeit
zusammen mit unmittelbarer vergangener Tätigkeit und erwarteter Tätigkeit ein,
die fortwährend berücksichtigt werden. Eine richtig programmierte Infusions
pumpe verwertet eine derartige Information und weiteres, um ihre Funktion zu
erfüllen und unterstützt den Patienten beim Aufrechterhalten eines richtigen
Insulinhaushalts in seinem System während einer ausgedehnten
Zeitdauer.
Als Verbindung ist Glucose schwierig elektrochemisch direkt zu stimmen, da
ihre Eigenschaften zu relativ geringem Verhalten während einer Oxydations-
und/oder Reduktionsaktivität führen. Weiterhin sind die Glucosegehalte des
Bluts schwierig zu bestimmen, da die meisten Vorgänge zum Messen und/oder
Bestimmen der Glucosegehalte durch die Anwesenheit anderer Bestandteile oder
Verbindungen, die man normalerweise im Blut findet, beeinträchtigt werden.
Deshalb ist die Verwendung verschiedener Enzyme und/oder anderer Proteine
wünschenswert, da diese spezifische Reaktionen mit der Glucose liefern und
Messungen und/oder Nebenerzeugnisse ergeben, die sich für quantitative Analy
sen eignen.
Demzufolge sind eine Anzahl von Verfahren zur quantitativen Bestimmung der
Glucose vorhanden, die eine quantitative Bestimmung des Blutzuckers unter
Verwendung von Enzymen enthalten. Diese Verfahren sind allerdings typischer
weise nicht anwendbar für in-vivo Anwendungen und bereiten zum größten Teil
Schwierigkeiten selbst bei den einfachen in-vitro Bestimmungen.
Bekannt ist die Verwendung chemisch modifizierter Elektroden für bestimmte
elektrochemische Meßvorgänge. In diesem Zusammenhang können Enzyme oder an
dere Reagensproteine an der Oberfläche einer Elektrode kovalent anhaften und
dadurch eine einfache Elektrode schaffen, die dazu verwendet werden kann, die
elektrochemischen Bestimmungen entweder amperometisch oder potentiometrisch
durchzuführen. Genaue Messungen können mit jeder der beiden Betriebsarten er
zielt werden. Aus "Laboratory Practice, Febr. 1985, 11-15" ist
ein Biosensor bekannt, bei dem als Enzym Glucose-Oxidase Verwendung findet.
Bei diesem bekannten Biosensor ist die Glucose-Oxidase frei in Lösung
aber mittels einer Membran in der Nachbarschaft der Elektrode gehalten.
Der Aufbau derartiger Glucose-Sensoren ist für die medizinische Anwendung
häufig zu kompliziert und die Abmessungen sind zu groß. Die Verwendung
von Glucose-Oxidase für Glucose-Sensoren ist ebenfalls aus J-
Phys. E: Sci. Instrum., Bd. 18 (1985), S. 736-750 bekannt. Zum Aufbau eines
einfacheren Sensors besteht dieser im wesentlichen aus einer dünnen
Graphitelektrode, auf der Glucose-Oxidase immobilisiert ist. Zur Ausbildung
von Glucose-Sensoren mit geringen Abmessungen werden auch Enzyme auf
Transistoren immobilisiert. Diese Transistoren werden als Enzym-Feldeffekt
transistoren bezeichnet und ihre Empfindlichkeit basiert auf den
gleichen Prinzipien wie bei potentiometrischen Enzymelektroden. Die Empfind
lichkeit derartiger Glucose-Sensoren ist häufig nicht ausreichend.
Zudem ist die Herstellung aufwendig. Die Erfindung benutzt eine Elektrodenein
richtung, bei der ein
Enzymmaterial kovalent an eine behandelte Substratoberfläche gebunden ist,
wobei die Elektrode stabil, unempfindlich und brauchbar für Bio-Bestimmungen
ist. Die Substratoberfläche besteht aus oxidiertem Iridium, auf das ein sil
anisierter Film aufgebracht ist und danach eine Glucoseoxidase Schicht auf
der behandelten Substraloberfläche kovalent gebunden ist. Ein schützender
Überzug in Form eines Siliconkautschukfilms ist vorzugsweise auf dem kovalent
gebundenen Enzymmaterial angebracht, wobei derartige Filme den Glucose- und
Sauerstofftransport für richtige und genaue quantitative Bestimmungen anpassen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Glucose-Sensor nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 bzw. 2 zu schaffen, der eine sichere und zuverlässige Bestimmung
der Glucosekonzentration bei in-vitro oder in-vivo Anwendungen erlaubt und ein
Verfahren zur Herstellung des Glucose-Sensors zu schaffen.
Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw.
2 bzw. 3 gelöst.
Hierdurch wird eine Elektrode geschaffen zur Glucosemessung, bei der die
Elektrode auf einer amperometrischen Basis arbeitet. Die Elektrode besteht aus
einem Iridiumsubstrat mit einer oxidierten Oberfläche, an die eine Zahl von
Schichten bzw. Filmen nacheinander gebunden sind - der erste Film besteht aus
silanisiertem Gamma Aminopropyltriäthoxysilan und der zweite Film besteht aus
Glucose Oxidase, die kovalent an das Substrat gebunden ist. Ein Überzugsfilm,
wie ein Silikonkautschukfilm, ist über die äußere Oberfläche der Glucose Oxi
dase-Schicht geformt und/oder angebracht. Wird die Elektrodeneinrichtung in
das Blut eingebracht, liefert sie ein Signal, das die Glucosekonzentration
anzeigt und ist da ein brauchbarer Blut-Glucosesensor für eine Vielzahl von
Anwendungen. Eine besonders brauchbare Anwendung ist die Kombination mit einer
implatierbaren Insulin-Infusionspumpe, die variable Zufuhrmengen liefert oder
programmierbar ist. Implantierbare Insulin-Infusionspumpen mit variabler Men
genzufuhr, sind natürlich bekannt und elektronische Vorrichtungen sind ver
fügbar zur Programmierung der Tätigkeit der Pumpe, um so zu jeder Zeit einen
gewünschten und geeigneten Gehalt an Blutinsulin für den Patienten bereitzu
stellen. Der Programmrahmen der implantierbaren Infusionspumpe berücksichtigt
oder nimmt im übrigen eine Anpassung vor an die erwartete normale tägliche
Aktivität des Patienten einschließlich der Aufnahme von Nahrung und Getränken,
Arbeitsperioden, Ruheperioden und dergleichen. Der Betrieb der Infusionspumpe
einschließlich der Zufuhrmenge an Insulin für den Patienten wird gesteuert,
und zwar zumindest teilweise durch den Blut-Glucosesensor, wobei die Sensor
vorrichtung eine Anzeige des unmittelbaren bzw. direkten Glucosegehalts im
Blut des Patienten liefert.
Ein Vorteil der Erfindung besteht daher darin, daß eine verbesserte Elek
trodeneinrichtung geschaffen wird, die sich insbesondere dazu eignet, die
Blutzuckerspiegel oder -konzentration im Blut zu bestimmen und sich entwe
der für in-vitro oder in-vivo Anwendungen eignet.
Weiterhin wird eine verbesserte Elektrodeneinrichtung geschaffen, die sich
insbesondere zum Bestimmen der Blutzuckerkonzentration bei in-vitro und/oder
in-vivo Anwendungen eignet, wobei die Meßelektrode zuverlässig, stabil und
betriebssicher ist.
Weiterhin kann durch die Erfindung ein Verfahren und eine Technik zur Her
stellung eines Glucosesensors bereitgestellt werden, der insbesondere ein
elektrisches Signal in Abhängigkeit vom Blutzuckerspiegel liefert und dabei
zur Verwendung in Verbindung mit einer Insulin-Infusionspumpe für variable
Zufuhrmengen geeignet ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und
den Unteransprüchen zu entnehmen.
Fig. 1 zeigt den Strom gegen die Glucosekonzentration unter Verwendung der
erfindungsgemäßen Elektrodeneinrichtung.
Ein Iridiumsubstrat wird aus einer Iridiumdrahtlänge mit einem Durchmesser von
50,8 bis 127 µm (2 bis 5 mils) ausgewählt, wobei am distalen Ende davon eine
im allgemeinen rechteckige ebene Blattfahne befestigt ist. Die Blattfahne ist
entweder quadratisch oder rechteckig und vorzugsweise um 10 Millimeterqua
drat. Das Iridiumdrahtstück und sein anhängendes Blatt werden dann durch
thermische Behandlung in einer Luftatmosphäre bei einer Temperatur von 700°C
mit einer Iridiumoxidbeschichtung an Ort und Stelle (in-situ-coating) verse
hen. Obwohl thermische Iridiumoxidschichten im allgemeinen bevorzugt werden,
können ebenfalls elektrolytisch hergestellt Iridiumoxidschichten erfolgreich
benutzt werden. Das mit dem Oxid beschichtete Iridiumsubstrat wird dann in
eine Lösung aus Gamma-Aminopropyltriäthoxysilan (30 Volumen Prozent) in Hexan
bei 70°C für eine Stunde getaucht, um eine Schicht bzw. einen Film aus sil
anisiertem Aluminiumoxid auf dem Substrat abzulagern. Die silanisierte Elek
trode wird dann mit entionisiertem Wasser abgespült und bei Raumtemperatur
eine Stunde lang mit einer 2,5% Glutaraldehydlösung in einem 7,4 pH Phos
phatpuffer behandelt. Die mit Glutaraldehyd behandelte Elektrode wird dann
abgespült und mit einer wäßrigen Lösung aus Glucoseoxydase mit 140 Einhei
ten/cm3(unit/sec) in einer 7,4 pH Phosphatpufferlösung behandelt. Die Behand
lung mit Glucoseoxydase liefert eine kovalent gebundene Schicht aus Glucose
oxydase auf der Iridium/Iridiumoxid-Elektrode.
Ein 50,8 µm (2 mil) Iridiumdraht zusammen mit einer 50,8 µm 10 mm Quadrat-
(2 mil 104 mm square) Fahne wird zur Entfernung jeglicher Oberflächenoxid
beschichtung in eine heiße 5 M Schwefelsäure getaucht. Falls notwendig, werden
die Teile dann mit Aceton entfettet. Der Iridiumdraht wird daraufhin zu einer
Iridiumfahnen-Elektrode punktgeschweißt. Das Drahtseil wird normalerweise an
einem Ende abgeflacht, wodurch die Bindungsfähigkeit verbessert wird, wobei
das Abflachen entweder durch einen Schraubstock oder durch Hämmern erreicht
wird. Die zu verschweißenden Flächen sind natürlich sauber und frei von Ober
flächenoxid oder Fett. Zum Vorbereiten der Schweißelektroden werden die Ar
beitsflächen zuerst mit 500er Sandpapier gesäubert und dann mit Aceton abge
wischt.
Geeignet ist ein Punktschweißer mit standardmäßigem 3,175 mm (⅛th inch)
Durchmesser der Elektroden, wobei in Kurzimpulsintervallen eine Energie von
12-15 Watt-Sekunden geliefert wird.
Die geschweißte Iridiumelektrode wird dann in gesättigtes Natriumbicarbonat
oder alternativ hierzu in 0,1 M KOH eingetaucht. Die Elektrode wird anschlie
ßend in einem Ofen in einer Luftatmosphäre mit einer Temperatur zwischen 600°C
und 700°C eine Minute lang erhitzt. Das Erhitzen wird in einer Aluminium
oxidschale durchgeführt, wobei die Elektrode so positioniert ist, daß der Blatt
fahnenabschnitt nicht in direktem Kontakt mit der Schale oder den heißen
Ofenwänden tritt. Die oxidierte Elektrode wird dann aus der heißen Zone her
ausbewegt und während einer Zeitdauer von 6 bis 10 Minuten auf Raumtemperatur
herabgekühlt.
Die Schritte des Eintauchens in Natriumbicarbonat, Aufheizen und Abkühlen
werden solange wiederholt, bis ein einheitlicher Film aus bläuchlich-schwarzem
Iridiumoxid auf der Oberfläche entstanden ist. Üblicherweise werden 4 bis 5
derartiger Wiederholungszyklen benötigt.
Nach der Bildung des Iridiumoxids wird die Elektrode 30 Minuten lang in dest
iliertem Wasser gekocht und ist dann bereit für eine Behandlung mit Gamma-
Aminopropyltriäthoxysilan.
Die Behandlung in dem Silan umfaßt ein Tauchen in ein 30 volumen-prozentiges
Gamma-Aminopropyltriäthoxysilan in Hexan, wobei die Lösung auf eine Temperatur
von 70°C erhitzt wird. Das Tauchen wird über eine Zeitdauer von einer Stunde
fortgeführt. Nach dem Entfernen aus der Silanlösung wird die silanisierte
Elektrode mit entionisiertem Wasser abgespült und danach eine Stunde lang in
einer 2,5% Glutaraldehydlösung in einem 7,4 pH Phosphatpuffer getaucht. Die
Glutaraldehydbehandlung wird gefolgt von einem Abspülen mit entionisiertem
Wasser und anschließendem Tauchen der Elektrode in eine wäßrige Lösung von
Glucoseoxydase mit 140 Einheiten/cm3 in einer 7,4 pH Phosphatpufferlösung. Die
bei diesem Vorgang benutzten Phosphatpuffer sind vorzugsweise Mischungen aus
einbasigen und zweibasigen Natriumphosphaten mit einer Konzentration von etwa
0,1 M, wobei die Verhältnisse so gewählt sind, daß ein pH-Wert von 7,4 er
reicht wird.
Zur Vervollständigung der Herstellung der Arbeitselektrode wird ein Sili
conkautschukfilm auf der Oberfläche des kovalent gebundenen Glucoseoxydase
films angebracht. Insbesondere Siliconkautschuk, wie er von der Firma Dow
Chemical Corp. of Midland, Michigan, unter der Handelsbezeichnung "Silicon Typ
A, Silastic Medical Adhesive" vertrieben wird, benutzt werden. Derartige Filme
mit einer Dicke zwischen etwa 76,2 und 203,2 µm (3 bis 8 mils) sind verwend
bar, wobei eine Filmdicke von etwa 127 µm (5 mils) bevorzugt wird. Obwohl
derartige Filme bzw. Schichten die Oberfläche des Glucoseoxydasematerials vor
einem direkten Aussetzen oder Berühren des Bluts schützen, wird dennoch
ein Transportmechanismus für die beiden Bestandteile des Bluts, Glucose und
Sauerstoff, geschaffen.
Die sich ergebende Elektrode liefert eine hohe EMK als Reaktion auf die Glu
cose. Und zwar wurde die Reaktion der Elektrode auf Konzentrationsänderungen
der normalerweise im Blut anzutreffenden Glucosegehalte mit annäherungsweise
90 mv/Dekade der Glucosekonzentrationsänderung gemessen. Die Iridiumoxidober
fläche kann ferner umkehrbar re-oxydiert werden zu Iridiumoxid, wobei eben
falls festgestellt wurde, daß der Oxydationsstrom proportional zur Glucose
konzentration ist.
Fig. 1 zeigt den Strom gegen die Glucosekonzentration unter der Verwendung der
Elektrodeneinrichtung. Der Strom ist in Einheiten A × 109 mit zunehmender
Konzentration und die Glucosekonzentration in Einheiten Gramm pro Deziliter
dargestellt. Der gelieferte Strom wird bei Raumtemperatur bestimmt unter Ver
wendung eines 7,4 pH Phosphatpuffers, 50 ml 0,1 M KH2PO4 + 39,1 ml 0,1 M NaOH
+ 8,8 g NaCl (die resultierende Lösung ist 0,15 M in NaCl). Die Spannung be
trägt 0,031 gegen eine gesättigte Kalomel-Elektrode.
Die Glucoseoxydase-Elektrodeneinrichtung ist verwendbar in bezug auf Kalomel
und ebenso auf Silber/Silberchlorid-Halbzellen.
Die erfindungsgemäße Elektrode liefert Vorteile für in-vivo wie auch in-vitro
Blutzuckerspiegelbestimmungen. Das elektrische Ergebnis, insbesondere das
amperometrische Ergebnis, ist spezifisch für die Glucosekonzentrationsgehalte,
so daß die Elektrodeneinrichtung zur Verwendung als Glucosebestimmungsein
richtung brauchbar ist.
Der Glucoseoxydasefilm ist unempfindlich und beständig und ist kovalent an die
Elektrodenoberfläche gebunden, wobei die anderen Filme bzw. Schichten, die in
Verbindung mit diesem zusammengesetzten Film benutzt werden, ebenfalls ge
wünschte adhäsive und kohäsive Eigenschaften besitzen. Die auf dem Iridium
substrat angebrachte Oxidfläche ist aufgrund ihrer porigen Ausbildung eben
falls erwünscht, da sie weiter zur Stabilität, Zuverlässigkeit und Unempfind
lichkeit des sich ergebenden Produkts beiträgt.
Claims (6)
1. Glucosesensor zur in-vivo Erzeugung eines elektrischen Signals in Abhän
gigkeit von einem Glucosevorkommen im Blutstrom und zum elektrischen Bestimmen
der Blutzuckerkonzentrationen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Iri
diumsubstrat mit einer in-situ oxidierten Außenfläche aus Iridiumoxid umfaßt,
an die erste und zweite übereinanderliegende Filme gebunden sind, wobei der
erste Film an die Iridiumoxidfläche gebunden ist und im wesentlichen aus sil
anisiertem Gamma-Aminopropyltriäthoxysilan besteht und der zweite Film im we
sentlichen aus Glucoseoxydase besteht und in-situ an den ersten Film kovalent
gebunden ist.
2. Glucosesensor zur in-vivo Erzeugung eines elektrischen Signals in Abhän
gigkeit von einem Glucosevorkommen im Blutstrom und zum elektrischen Bestim
men der Blutzuckerkonzentration, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein
Iridiumbasissubstrat umfaßt mit einer in-situ Beschichtung aus Iridiumoxyd auf
der Oberfläche davon und mit einem ersten Film, der daran anhaftend gebunden
ist, und mit einem zweiten Film, der an die Oberfläche des ersen Films an
haftend und dahinter gebunden ist, wobei der erste Film im wesentlichen aus
einer silanisierten Schicht von Gamma-Aminopropyltriäthoxysilan besteht und
der zweite Film im wesentlichen aus kovalent an die Oberfläche des ersten
Films gebundener Glucoseoxydase besteht, und mit einem Siliconkautschukfilm
versehen ist, der auf der äußeren Fläche des Glucoseoxydase-Films angebracht
ist.
3. Verfahren zur Herstellung eines Glucosesensors zum elektrischen Bestim
men der Blutzuckerkonzentrationen, gekennzeichnet durch die folgenden Schrit
te:
- a) Oxidieren der Oberfläche einer Iridiumbasis zur Bildung einer Schicht aus in-situ Iridiumoxid daran;
- b) nachfolgender Behandlung der Iridiumoxidfläche mit einer Lösung aus Gamma-Aminopropyltriäthoxysilan zur Herstellung eines silanisierten Films daran;
- c) danach Behandlung der silanisierten Beschichtung mit einer wäßrigen Lösung aus Glucoseoxydase zur Bildung eines kovalent gebundenen Films aus Glucoseoxydase auf dem silanisierten Film; und
- d) danach Behandlung des Glucoseoxydase-Films durch Aufbringung eines Films aus Siliconkautschuk auf der Oberfläche davon.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in-situ Be
schichtung aus Iridiumoxid erhalten wird durch thermische Behandlung eines
Iridiumsubstrats in Luftatmosphäre bei einer Temperatur von 600-700°C wäh
rend einer Zeitdauer von etwa einer Minute, wobei der sich ergebende zusam
mengesetzte Film gekühlt und danach in eine wäßrige Lösung aus KOH getaucht
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wäß
rige Lösung aus KOH eine Konzentration von etwa 0,1 M KOH besitzt.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte des
Aufheizens, Kühlens und Eintauchens wiederholt werden, bis eine einheitliche
Oberflächenschicht aus blau-schwarzem Iridiumoxid (IrO2) hergestellt ist.
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