JP2021164475A - 連続センサー用双性イオン表面修飾 - Google Patents

連続センサー用双性イオン表面修飾 Download PDF

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Abstract

【課題】非特異的タンパク質の吸着と細胞接着に抵抗性を有する、および／または宿主の炎症反応を低減させる表面処理を有するインビボセンサーが望まれる。
【解決手段】分析物、例えば、宿主におけるグルコースの濃度の測定装置が提供される。その装置は分析物の濃度に関連する信号を発生するように構成されている連続分析物センサー３４、基準電極３０、および作用電極３８上に位置する感応膜３２を含むことができる。その感応膜は前記感応膜を通り抜ける前記分析物の流動を制御するように構成されている拡散抵抗ドメインを含む。その拡散抵抗ドメインは１種類以上の双性イオン性化合物および親水性領域と疎水性領域の両方を含む基礎重合体を含む。
【選択図】図１

Description

分析物、例えば、宿主におけるグルコースの濃度の測定装置が提供される。その装置は分析物の濃度に関連する信号を発生するように構成されているセンサー、および前記センサー上に位置する感応膜を含むことができる。その感応膜は前記感応膜を通り抜ける前記分析物の流動を制御するように構成されている拡散抵抗ドメインを含む。その拡散抵抗ドメインは１種類以上の双性イオン性化合物および親水性領域と疎水性領域の両方を含む基礎重合体を含む。
電気化学センサーは生物学的分析物の存在または濃度を決定する化学および医学において有用である。そのようなセンサーは例えば糖尿病患者においてグルコースをモニターするのに有用であり、救命救急時に乳酸をモニターするのに有用である。血中グルコースレベルなどの血中分析物の連続的検出と定量のために様々な血管内センサー、経皮センサー、および移植可能センサーが開発されている。
しかしながら、連続的グルコースセンサーの主要な性能問題のうちの１つは、インビボでのそのセンサーの感度のドリフトである。疎水性成分と親水性成分を有する高分子膜を含むセンサーでは、より多くの親水性成分を表面に持ってくるか、他の場合では膜系の水和時に親水性成分へのアクセスを上昇させるように再構成するための疎水性高分子成分と親水性高分子成分の再構成によってドリフトが引き起こされ得る。したがって、表面の湿潤が改善したインビボセンサーが望まれる。
さらに、標的化薬品／生体物質送達のためにインビボセンサーを被覆することができる。送達される薬品または生体物質は通常はセンサーの表面に被覆され、理想的には制御された予測可能な様式でインビボ放出する。したがって、移植されると送達される薬品または生体物質が対象の血液または組織へ制御された予測可能な様式で放出されることを可能にする表面処理を有するインビボセンサーが望まれる。
最後に、インビボセンサーは、非特異的タンパク質の吸着と細胞接着による汚損を受けやすい。さらに、インビボセンサーは、センサーの性能に悪影響を及ぼし得る、白血球の活性化、組織線維症などのような炎症反応を引き起こし得る。したがって、非特異的タンパク質の吸着と細胞接着に抵抗性を有する、および／または宿主の炎症反応を低減させる表面処理を有するインビボセンサーが望まれる。
第１の態様では、分析物の濃度の測定装置であって、分析物の濃度に関連する信号を発生するように構成されているセンサーおよび前記センサー上に位置する感応膜を含む前記装置が提供される。その感応膜は測定される分析物を含む体液と境界面で接する生体防御ドメインを含む。この態様の装置では生体防御ドメインは親水性領域と疎水性領域の両方を有する基礎重合体および１種類以上の双性イオン性化合物、前駆物質、またはそれらの誘導体を含む。
幾つかの実施形態では前記の生体防御ドメインは最大で約０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、１、２、または５重量％の双性イオン性化合物、前駆物質、またはそれらの誘導体を含む。
幾つかの実施形態では前記の双性イオン性化合物、前駆物質、またはそれらの誘導体はベタイン化合物、前駆物質、またはその誘導体を含む。幾つかの実施形態では前記の双性イオン性化合物、前駆物質、またはそれらの誘導体はカルボキシルベタイン、スルホベタイン、またはホスホルベタイン化合物、前駆物質、またはその誘導体を含む。幾つかの実施形態では前記の双性イオン性化合物、前駆物質、またはそれらの誘導体は、コカミドプロピルベタイン、オレアミドプロピルベタイン、オクチルスルホベタイン、カプリリルスルホベタイン、ラウリルスルホベタイン、ミリスチルスルホベタイン、パルミチルスルホベタイン、ステアリルスルホベタイン、ベタイン（トリメチルグリシン）、オクチルベタイン、ホスファチジルコリン、グリシンベタイン、ポリ（カルボキシベタイン）（ｐＣＢ）、ポリ（スルホベタイン）（ｐＳＢ）、およびそれらの前駆物質または誘導体からなる群より選択される１つ以上のものを含む。幾つかの実施形態では前記の１種類以上の双性イオン性化合物またはそれらの誘導体は、ポリ（カルボキシベタイン）（ｐＣＢ）、ポリ（スルホベタイン）（ｐＳＢ）、およびそれらの前駆物質または誘導体からなる群より選択される１つ以上のものを含む。
双性イオン性化合物の上記のリストは完全なものでは全くなく、限定を目的としたものではないことが理解される。当業者は他の適切な双性イオン性化合物を認識することができるものとする。さらなる例として、その他の双性イオン性化合物、前駆物質、またはそれらの誘導体は、ホスホリルコリン、ホスホリルエタノールアミン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスホエタノールアミン、ホスファチジルセリン、およびそれらの前駆物質または誘導体からなる群より選択される１つ以上のものを含み得る。
幾つかの実施形態では前記の基礎重合体は、エポキシ、ポリオレフィン、ポリシロキサン、ポリエーテル、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、およびポリウレタンからなる群より選択される少なくとも１種類の重合体を含む。幾つかの関連の実施形態ではそのポリウレタンはポリウレタン共重合体を含む。幾つかの実施形態ではその基礎重合体はポリウレタンを含む。
幾つかの実施形態では前記のセンサーはそのセンサーを通り抜ける流動を制御するように構成されている拡散抵抗ドメインをさらに含む。幾つかの実施形態ではその生体防御ドメインは一元的生体防御／拡散抵抗ドメインの一部である。
幾つかの実施形態では前記の感応膜は、グルコース酸化酵素、グルコース脱水素酵素、ガラクトース酸化酵素、コレステロール酸化酵素、アミノ酸酸化酵素、アルコール酸化酵素、乳酸酸化酵素、およびウリカーゼからなる群より選択される酵素を含む酵素ドメインをさらに含む。幾つかの関連の実施形態では前記酵素はグルコース酸化酵素である。
幾つかの実施形態では前記のセンサーは電極を含む。
幾つかの実施形態では前記の装置は分析物濃度の連続測定用に構成されている。
幾つかの実施形態では前記の分析物はグルコースである。
第２の態様では、分析物の濃度の測定装置であって、分析物の濃度に関連する信号を発生するように構成されているセンサーおよび前記センサー上に位置する感応膜を含む前記装置が提供される。その感応膜は、測定される分析物を含む体液と境界面で接するように構成されている生体防御ドメインを含む。この態様の装置では、生体防御ドメインは親水性領域と疎水性領域の両方を有する高分子両性電解質重合体を含む。
幾つかの実施形態では前記の高分子両性電解質重合体は、エポキシ、ポリオレフィン、ポリシロキサン、ポリエーテル、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、およびポリウレタンからなる群より選択される少なくとも１種類の重合体を含む。幾つかの関連の実施形態ではそのポリウレタンはポリウレタン共重合体を含む。幾つかの実施形態ではその高分子両性電解質重合体はポリウレタンを含む。
幾つかの実施形態では前記の高分子両性電解質重合体は最大で約０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、１、２、または５重量％の帯電末端基を有するモノマーを含む。幾つかの実施形態では前記の高分子両性電解質重合体中の陽イオン性末端基および陰イオン性末端基の数はほとんど同じである。幾つかの実施形態では前記の高分子両性電解質重合体において陽イオン性末端基の数は陰イオン性末端基の数よりも多い。幾つかの実施形態では前記の高分子両性電解質重合体において陰イオン性末端基の数は陽イオン性末端基の数よりも多い。
幾つかの実施形態では前記のセンサーは、そのセンサーを通り抜ける流動を制御するように構成されている拡散抵抗ドメインをさらに含む。幾つかの実施形態ではその生体防御ドメインは一元的生体防御／拡散抵抗ドメインの一部である。
幾つかの実施形態では前記の感応膜は、グルコース酸化酵素、グルコース脱水素酵素、ガラクトース酸化酵素、コレステロール酸化酵素、アミノ酸酸化酵素、アルコール酸化酵素、乳酸酸化酵素、およびウリカーゼからなる群より選択される酵素を含む酵素ドメインをさらに含む。幾つかの関連の実施形態では前記酵素はグルコース酸化酵素である。
幾つかの実施形態では前記のセンサーは電極を含む。
幾つかの実施形態では前記の装置は分析物濃度の連続測定用に構成されている。
幾つかの実施形態では前記の分析物はグルコースである。
第３の態様では、分析物の濃度の測定装置であって、分析物の濃度に関連する信号を発生するように構成されているセンサーおよび前記センサー上に位置する感応膜を含む前記装置が提供される。この態様の装置では、そのセンサーから最も遠位にある感応膜の表面が１種類以上の双性イオン性化合物、前駆物質、またはそれらの誘導体を含む被覆で被覆されている。
幾つかの実施形態では前記のセンサーから最も遠位にある感応膜の前記の表面は前記の双性イオン性化合物、前駆物質、またはそれらの誘導体との架橋に適切な表面活性末端基を含み、且つ、それらの双性イオン性化合物、前駆物質、またはそれらの誘導体が前記の表面活性末端基に架橋される。
幾つかの実施形態では前記の双性イオン性被覆はヒドロゲルではない。
幾つかの実施形態では前記の双性イオン性被覆は最大で約０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、１、２、５、１０、２０、３０、４０、または５０重量％の双性イオン性化合物、前駆物質、またはそれらの誘導体を含む。
幾つかの実施形態では前記の双性イオン性化合物、前駆物質、またはそれらの誘導体はベタイン化合物、前駆物質、またはその誘導体を含む。幾つかの実施形態では前記の双性イオン性化合物、前駆物質、またはそれらの誘導体はカルボキシルベタイン、スルホベタイン、またはホスホルベタイン化合物、前駆物質、またはその誘導体を含む。幾つかの実施形態では前記の双性イオン性化合物、前駆物質、またはそれらの誘導体は、コカミドプロピルベタイン、オレアミドプロピルベタイン、オクチルスルホベタイン、カプリリルスルホベタイン、ラウリルスルホベタイン、ミリスチルスルホベタイン、パルミチルスルホベタイン、ステアリルスルホベタイン、ベタイン（トリメチルグリシン）、オクチルベタイン、ホスファチジルコリン、グリシンベタイン、ポリ（カルボキシベタイン）（ｐＣＢ）、ポリ（スルホベタイン）（ｐＳＢ）、およびそれらの前駆物質または誘導体からなる群より選択される１つ以上のものを含む。幾つかの実施形態では前記の１種類以上の双性イオン性化合物またはそれらの誘導体は、ポリ（カルボキシベタイン）（ｐＣＢ）、ポリ（スルホベタイン）（ｐＳＢ）、およびそれらの前駆物質または誘導体からなる群より選択される１つ以上のものを含む。
前記の双性イオン性化合物、前駆物質、またはそれらの誘導体がベタイン化合物、前駆物質、またはその誘導体を含む幾つかの実施形態ではそのベタイン化合物、前駆物質、またはその誘導体は加水分解性陽イオン性ベタインエステルである。幾つかの関連の実施形態ではその加水分解性陽イオン性ベタインエステルは陽イオン性ポリ（カルボキシベタイン）（ｐＣＢ）エステルである。
双性イオン性化合物の上記のリストは完全なものでは全くなく、限定を目的としたものではないことが理解される。当業者は他の適切な双性イオン性化合物を認識することができるものとする。さらなる例として、その他の双性イオン性化合物、前駆物質、またはそれらの誘導体は、ホスホリルコリン、ホスホリルエタノールアミン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスホエタノールアミン、ホスファチジルセリン、およびそれらの前駆物質または誘導体からなる群より選択される１つ以上のものを含み得る。
幾つかの実施形態では前記のセンサー膜はそのセンサーの最も遠位に位置する生体防御ドメインを含む。これらの実施形態ではその生体防御ドメインは、エポキシ、ポリオレフィン、ポリシロキサン、ポリエーテル、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、およびポリウレタンからなる群より選択される少なくとも１種類の重合体を含む。幾つかの関連の実施形態ではそのポリウレタンはポリウレタン共重合体を含む。幾つかの実施形態ではその基礎重合体はポリウレタンを含む。
幾つかの実施形態では前記のセンサー膜は、そのセンサーの最も遠位に位置する一元的生体防御／拡散抵抗ドメインを含む。これらの実施形態ではその拡散抵抗ドメインは、エポキシ、ポリオレフィン、ポリシロキサン、ポリエーテル、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、およびポリウレタンからなる群より選択される少なくとも１種類の重合体を含む。幾つかの関連の実施形態ではそのポリウレタンはポリウレタン共重合体を含む。幾つかの実施形態ではその基礎重合体はポリウレタンを含む。
幾つかの実施形態では前記の感応膜は、グルコース酸化酵素、グルコース脱水素酵素、ガラクトース酸化酵素、コレステロール酸化酵素、アミノ酸酸化酵素、アルコール酸化酵素、乳酸酸化酵素、およびウリカーゼからなる群より選択される酵素を含む酵素ドメインをさらに含む。幾つかの関連の実施形態では前記酵素はグルコース酸化酵素である。
幾つかの実施形態では前記のセンサーは電極を含む。
幾つかの実施形態では前記の装置は分析物濃度の連続測定用に構成されている。
幾つかの実施形態では前記の分析物はグルコースである。
連続的分析物センサーの模範的な実施形態の拡大図である。 膜系の様々な実施形態を例示する、図１のセンサーのライン２−２を通る断面図である。 膜系の様々な実施形態を例示する、図１のセンサーのライン２−２を通る断面図である。 膜系の様々な実施形態を例示する、図１のセンサーのライン２−２を通る断面図である。 糖尿病ではないボランティアの宿主において（センサーの待機が完了した後に）グルコースセンサーにより測定された先行技術信号の成分を例示するグラフである。 １つの実施形態における連続的分析物センサーのインビボ部分を模式的に表している側面図である。 １つの実施形態における連続的分析物センサーのインビボ部分を模式的に表している透視図である。 １つの実施形態における連続的分析物センサーのインビボ部分を模式的に表している側面図である。 １つの実施形態における連続的分析物センサーのインビボ部分を模式的に表している断面図／側面図である。
以下の説明と実施例は、分析物濃度を測定するための装置と方法の幾つかの模範的な実施形態を詳細に説明する。本明細書に記載される装置と方法には多数の変形と修飾が存在し、本発明に包含されることを理解すべきである。よって、ある特定の模範的な実施形態の説明が本発明の範囲を限定するとみなされるべきではない。
定義
本明細書に記載される装置と方法の理解を促進するために多数の用語が以下で定義される。
「分析物」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのその通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、分析することができる体液（例えば、血液、間質液、脳脊髄液、リンパ液、尿、汗、唾液など）中の物質または化学成分を指す。分析物には天然物、人工物、代謝物、または反応産物が含まれ得る。幾つかの実施形態では検出領域、検出装置、および検出方法によって測定される分析物はグルコースである。しかしながら、限定されないが、アカルボキシプロトロンビン；アシルカルニチン；アデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ；アデノシンデアミナーゼ；アルブミン；α−フェトプロテイン；アミノ酸プロファイル（アルギニン（クレブス回路）、ヒスチジン／ウロカニン酸、ホモシステイン、フェニルアラニン／チロシン、トリプトファン）；アンドレノステンジオン；アンチピリン；アラビニトールエナンチオマー；アルギナーゼ；ベンゾイルエクゴニン（コカイン）；ビオチニダーゼ；ビオプテリン；Ｃ反応性タンパク質；カルニチン；カルノシナーゼ；ＣＤ４；セルロプラスミン；ケノデオキシコール酸；クロロキン；コレステロール；コリンエステラーゼ；複合体化１−βヒドロキシ−コール酸；コルチゾール；クレアチンキナーゼ；クレアチンキナーゼＭＭイソ酵素；シクロスポリンＡ；Ｄ−ペニシラミン；デエチルクロロキン；硫酸デヒドロエピアンドロステロン；ＤＮＡ（アセチル化遺伝的多様性、アルコール脱水素酵素、α１−アンチトリプシン、嚢胞性線維症、デュシェンヌ型／ベッカー型筋ジストロフィー、グルコース−６−リン酸脱水素酵素、ヘモグロビンＡ、ヘモグロビンＳ、ヘモグロビンＣ、ヘモグロビンＤ、ヘモグロビンＥ、ヘモグロビンＦ、Ｄパンジャブ、β−サラセミア、Ｂ型肝炎ウイルス、ＨＣＭＶ、ＨＩＶ−１、ＨＴＬＶ−１、レーバー遺伝性視神経萎縮症、ＭＣＡＤ、ＲＮＡ、ＰＫＵ、三日熱マラリア原虫（Ｐｌａｓｍｏｄｉｕｍ ｖｉｖａｘ）、性分化、２１−デオキシコルチゾール）；デスブチルハロファントリン；ジヒドロプテリジンレダクターゼ；ジフテリア／破傷風抗毒素；赤血球アルギナーゼ；赤血球プロトポルフィリン；エステラーゼＤ；脂肪酸／アシルグリシン；遊離β−ヒト絨毛性ゴナドトロピン；遊離赤血球ポルフィリン；遊離チロキシン（ＦＴ４）；遊離トリヨードサイロニン（ＦＴ３）；フマリルアセトアセターゼ；ガラクトース／Ｇａｌ−１−リン酸；ガラクトース−１−リン酸ウリジルトランスフェラーゼ；ゲンタマイシン；グルコース−６−リン酸脱水素酵素；グルタチオン；グルタチオンペリオキシダーゼ；グリココール酸；グリコシル化ヘモグロビン；ハロファントリン；ヘモグロビン異型体；ヘキソサミニダーゼＡ；ヒト赤血球炭酸脱水素酵素Ｉ；１７−α−ヒドロキシプロゲステロン；ヒポキサンチンホスホリボシルトランスフェラーゼ；免疫反応性トリプシン；乳酸；鉛；リポタンパク質（（ａ）、Ｂ／Ａ−１、β）；リゾチーム；メフロキン；ネチルマイシン；フェノバルビトン；フェニロイン；フィタン酸／プリスタン酸；プロゲステロン；プロラクチン；プロリダーゼ；プリンヌクレオシドホスホリラーゼ；キニン；リバーストリヨードサイロニン（ｒＴ３）；セレン；血清膵臓リパーゼ；シソマイシン；ソマトメジンＣ；特定の抗体（アデノウイルス、抗核抗体、抗ゼータ抗体、アルボウイルス、オーエスキー病ウイルス、デングウイルス、メジナ虫（Ｄｒａｃｕｎｃｕｌｕｓ ｍｅｄｉｎｅｎｓｉｓ）、単包条虫（Ｅｃｈｉｎｏｃｏｃｃｕｓ ｇｒａｎｕｌｏｓｕｓ）、赤痢アメーバ（Ｅｎｔａｍｏｅｂａ ｈｉｓｔｏｌｙｔｉｃａ）、エンテロウイルス、ジアルディア・デュオデナリサ（Ｇｉａｒｄｉａ ｄｕｏｄｅｎａｌｉｓａ）、ヘリコバクター・ピロリ（Ｈｅｌｉｃｏｂａｃｔｅｒ ｐｙｌｏｒｉ）、Ｂ型肝炎ウイルス、ヘルペスウイルス、ＨＩＶ−１、ＩｇＥ（アトピー性疾患）、インフルエンザウイルス、リーシュマニア・ドノバーニ（Ｌｅｉｓｈｍａｎｉａ ｄｏｎｏｖａｎｉ）、レプトスピラ、麻疹／流行性耳下腺炎／風疹、らい菌（Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｌｅｐｒａｅ）、肺炎マイコプラズマ（Ｍｙｃｏｐｌａｓｍａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）、ミオグロビン、回旋糸状虫（Ｏｎｃｈｏｃｅｒｃａ ｖｏｌｖｕｌｕｓ）、パラインフルエンザウイルス、熱帯熱マラリア原虫（Ｐｌａｓｍｏｄｉｕｍ ｆａｌｃｉｐａｒｕｍ）、ポリオウイルス、緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、呼吸器多核体ウイルス、リケッチア（ツツガムシ病）、マンソン住血吸虫（Ｓｃｈｉｓｔｏｓｏｍａ ｍａｎｓｏｎｉ）、トキソプラズマ・ゴンヂ（Ｔｏｘｏｐｌａｓｍａ ｇｏｎｄｉｉ）、トレペノマ・パリジウム（Ｔｒｅｐｅｎｏｍａ ｐａｌｌｉｄｉｕｍ）、トリパノソーマ・クルーズ／ランゲーリ（Ｔｒｙｐａｎｏｓｏｍａ ｃｒｕｚｉ／ｒａｎｇｅｌｉ）、水疱性口炎ウイルス、バンクロフト糸状虫（Ｗｕｃｈｅｒｅｒｉａ ｂａｎｃｒｏｆｔｉ）、黄熱病ウイルス）；特定の抗原（Ｂ型肝炎ウイルス、ＨＩＶ−１）；スクシニルアセトン；スルファドキシン；テオフィリン；サイロトロピン（ＴＳＨ）；サイロキシン（Ｔ４）；サイロキシン結合グロブリン；微量元素；トランスフェリン；ＵＤＰ−ガラクトース−４−エピメラーゼ；尿素；ウロポルフィリノーゲンＩシンターゼ；ビタミンＡ；白血球；および亜鉛プロトポルフィリンを含む他の分析物も同様に検討されている。血液または間質液中の天然の塩、糖、タンパク質、脂肪、ビタミン、およびホルモンもある特定の実施形態において分析物を構成することができる。分析物は、例えば代謝産物、ホルモン、抗原、抗体などのように、天然で体液中に存在し得るか、または内在性であり得る。あるいは、分析物は、例えば画像撮影用造影剤、放射性同位体、化学薬剤、フッ化炭素系合成血液、または、限定されないが、インスリン；エタノール；カンナビス（マリファナ、テトラヒドロカンナビノール、ハシシ）；吸入剤（一酸化二窒素、亜硝酸アミル、亜硝酸ブチル、塩化炭化水素、炭化水素）；コカイン（クラックコカイン）；興奮剤（アンフェタミン、メタンフェタミン、リタリン、サイラート（Ｃｙｌｅｒｔ）、プレルジン（Ｐｒｅｌｕｄｉｎ）、ジドレックス、プレステート（ＰｒｅＳｔａｔｅ）、ボラニル（Ｖｏｒａｎｉｌ）、サンドレックス（Ｓａｎｄｒｅｘ）、プレジン（Ｐｌｅｇｉｎｅ））；抑制剤（バルビツレート、メタカロン、バリウム、リブリウム、ミルタウン、セラックス、エクワニル、トランキセン（Ｔｒａｎｘｅｎｅ）などの精神安定剤）；幻覚剤（フェンサイクリジン、リゼルグ酸、メスカリン、ペヨーテ、プシロシビン）；麻薬（ヘロイン、コデイン、モルヒネ、オピウムアヘン、メペリジン、ペルコセット、ペリコダン、ツシオネックス（Ｔｕｓｓｉｏｎｅｘ）、フェンタニール、ダルフォン、タルウィン、ロモティル）；デザイナードラッグ（フェンタニール、メペリジン、アンフェタミン、メタンフェタミン、およびフェンサイクリジンの類似体、例えばエクスタシー）；アナボリックステロイド；およびニコチンを含む薬品または医薬組成物のように体内に導入され得る、または外来性であり得る。薬品および医薬組成物の代謝産物も分析物に考えられている。神経化学物質および体内で産生される他の化学物質、例えばアスコルビン酸、尿酸、ドーパミン、ノルアドレナリン、３−メトキシチラミン（３ＭＴ）、３，４−ジヒドロキシフェニル酢酸（ＤＯＰＡＣ）、ホモバニリン酸（ＨＶＡ）、５−ヒドロキシトリプタミン（５ＨＴ）、および５−ヒドロキシインドール酢酸（ＦＨＩＡＡ）などの分析物も分析され得る。
「連続的（または継続的）分析物計測」という語句は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのその通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、分析物濃度のモニタリングが連続的、継続的、および／または断続的（だが定期的）に行われる、例えば、約５分〜１０分毎に行われる期間を指す。
「機能的接続」、「機能的に接続している」、および「機能的に結合している」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのそれらの通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、１つ以上の構成要素が別の構成要素に、それらの構成要素間での信号伝達を可能にするように結合されていることを指す。例えば、試料中の分析物の量を検出し、その情報を信号に変換するために１つ以上の電極を使用することができ、次にその信号を回路に伝達することができる。この事例では、電極は電子回路部品に「機能的に結合」している。
「宿主」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのその通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、動物（例えば、ヒト）および植物を指す。
「電気化学的反応性表面」および「電気活性表面」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのそれらの通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、電気化学的反応が生じる電極の表面を指す。一例として、作用電極では検出されている分析物の酵素触媒反応により産生されたＨ２Ｏ２（過酸化水素）が反応することによって測定可能な電流を作る。例えば、グルコースの検出ではグルコース酸化酵素がＨ２Ｏ２を副産物として産生する。そのＨ２Ｏ２が作用電極の表面と反応して２個のプロトン（２Ｈ＋）、２個の電子（２ｅ−）、および１個の酸素分子（Ｏ２）を産生し、それらが検出されている電流を作る。カウンター電極の場合では作用電極によって作られている電流とのバランスを取るために還元可能な種、例えば、Ｏ２がカウンター電極の表面で還元される。
「検出領域」、「センサー」、および「検出機構」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのそれらの通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、特定の分析物の検出を担当するモニタリング装置の領域または機構を指す。
「生データ流」および「データ流」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのそれらの通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、グルコースセンサーにより測定されたグルコース濃度に直接的に関連するアナログ信号またはデジタル信号を指す。一例では生データ流はグルコース濃度を表すアナログ信号（例えば、ボルト数またはアンペア数）からＡ／Ｄ変換器により変換された「カウント」によるデジタルデータである。それらの用語は、実質的に連続的なグルコースセンサーからの、小数点以下の秒から最大で、例えば、１分、２分、または５分またはそれより長い時間までの範囲の時間間隔で採られた個々の測定値を含む、時間間隔をあけた複数のデータポイントを広範に包含する。
「カウント」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのその通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、デジタル信号の測定単位を指す。一例ではカウント単位で測定された生データ流は（例えば、Ａ／Ｄ変換器により変換される）ボルト数に直接的に関連し、そのボルト数は作用電極からの電流に直接的に関連する。別の例ではカウント単位で測定されたカウンター電極電圧はボルト数に直接的に関連する。
「電位」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのその通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、電流が流れる原因である回路内の２点間の電位差を指す。
「遠位にある」という語句は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのその通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、様々な要素間の特定の基準点と比較した空間的関係を指す。例えば、センサーの幾つかの実施形態は生体防御ドメインと酵素ドメインを有する膜系を含む。センサーを基準点とみなし、且つ、生体防御ドメインが酵素ドメインよりもセンサーから離れて位置する場合、生体防御ドメインは酵素ドメインよりもセンサーの遠位にある。
「近位にある」という語句は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのその通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、様々な要素間の特定の基準点と比較した空間的関係を指す。例えば、装置の幾つかの実施形態は生体防御ドメインと酵素ドメインを有する膜系を含む。センサーを基準点とみなし、且つ、酵素ドメインが生体防御ドメインよりもセンサーの近くに位置する場合、酵素ドメインは生体防御ドメインよりもセンサーの近位にある。
「干渉物質」および「干渉性の種」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのそれらの通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、センサー内で目的の分析物の測定に干渉して分析物測定値を正確に表さない信号を作る作用または種を指す。模範的な電気化学的センサーでは、干渉性の種には測定される分析物の酸化能と重複する酸化能を有する化合物が含まれ得る。
「ドメイン」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのその通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、層、一様な勾配、または一様ではない（すなわち、異方性の）勾配であり得る膜の領域、または膜の一部として提供される領域を指す。
「感応膜」および「膜系」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのそれらの通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、１つ以上のドメインを含むことができ、且つ、数ミクロン以上の厚みの材料から構築され、酸素を透過し、且つ、目的の分析物を透過してもしなくてもよい透過膜または半透膜を指す。一例では感応膜または膜系は、グルコースの濃度を測定するために電気化学的反応が生じることを可能にする固定化グルコースオキシダーゼ酵素を含んでもよい。
「基線」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのその通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、分析物濃度に関連しない分析物センサー信号の要素を指す。グルコースセンサーの一例では基線はグルコース以外の因子（例えば、干渉性の種、反応に関連しない過酸化水素、または過酸化水素と重複する酸化能を有する他の電気活性種）に起因する分の信号から実質的に構成される。等式ｙ＝ｍｘ＋ｂを解決することにより校正が定義される幾つかの実施形態ではｂの値は信号の基線を表す。
「感度」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのその通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、所定の量（単位）の測定された分析物によって作られる電流の量を指す。例えば、１つの実施形態ではセンサーは１ｍｇ／ｄＬのグルコース分析物毎に約１ピコアンペアから約１００ピコアンペアの電流という感度（または勾配）を有する。
「双極子」または「双極性化合物」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのその通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、化合物の中性の分子がその分子内の異なる位置に正電荷と負電荷を有する化合物を指す。分子内の正電荷と負電荷は、完全単位電荷を含むそれ以下のあらゆる非ゼロ電荷であり得る。
「双性イオン」および「双性イオン性化合物」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのそれらの通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、化合物の中性の分子が分子内の異なる位置に正の単位電荷と負の単位電荷を有する化合物を指す。そのような化合物は一種の双極性化合物であり、時には「分子内塩」としても知られる。
「双性イオン前駆物質」または「双性イオン性化合物前駆物質」は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのそれらの通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、それ自体は双性イオンではないが、双性イオン化学反応を通して最終状態または経過状態で双性イオンになることができるあらゆる化合物を指す。本明細書に記載される幾つかの実施形態では装置はその装置のインビボ移植の前に双性イオンに変換され得る双性イオン前駆物質を含む。あるいは、本明細書に記載される幾つかの実施形態では装置はその装置のインビボ移植の後にある化学反応によって双性イオンに変換され得る双性イオン前駆物質を含む。
「双性イオン誘導体」または「双性イオン性化合物誘導体」は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのそれらの通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、それ自体は双性イオンではないが、むしろ双性イオンが非双性イオンに変換される化学反応の産物であるあらゆる化合物を指す。そのような反応は、ある特定の条件下で双性イオン誘導体が双性イオン前駆物質として作用することができるように、可逆的であり得る。例えば、双性イオン性ベタインから形成される加水分解性ベタインエステルは、適切な条件下で双性イオン性ベタインに戻るために加水分解を行うことができる陽イオン性双性イオン誘導体である。
「非双性イオン性双極子」および「非双性イオン性双極性化合物」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのそれらの通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、化合物の中性の分子がその分子内の異なる位置に正電荷と負電荷を有する化合物を指す。分子内の正電荷と負電荷はあらゆる非ゼロ電荷であり得るが、完全単位電荷未満である。
「高分子両性電解質重合体」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのその通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、陽イオン性基と陰イオン性基の両方を含む重合体を指す。そのような重合体はほとんど等しい数の正電荷と負電荷を有するように調製され得、そうしてそのような重合体の表面は全体でほとんど中性に荷電され得る。あるいは、そのような重合体は正電荷または負電荷のどちらかを過剰に有するように調製され得、そうしてそのような重合体の表面はそれぞれ全体で正または負に荷電され得る。
本明細書において使用される場合、以下の略語が適用される：ＥｑおよびＥｑｓ（等量）；ｍＥｑ（ミリ等量）；Ｍ（モーラー）；ｍＭ（ミリモーラー）μＭ（マイクロモーラー）；Ｎ（規定）；ｍｏｌ（モル）；ｍｍｏｌ（ミリモル）；μｍｏｌ（マイクロモル）；ｎｍｏｌ（ナノモル）；ｇ（グラム）；ｍｇ（ミリグラム）；μｇ（マイクログラム）；Ｋｇ（ｋｉｌｏグラム）；Ｌ（リットル）；ｍＬ（ミリリットル）；ｄＬ（デシリットル）；μＬ（マイクロリットル）；ｃｍ（センチメートル）；ｍｍ（ミリメートル）；μｍ（マイクロメートル）；ｎｍ（ナノメートル）；ｈおよびｈｒ（時間）；ｍｉｎ．（分）；ｓおよびｓｅｃ（秒）；℃（セルシウス度）。
大要
好ましい実施形態の膜系は体液と接触する移植可能装置との使用に適切である。例えば、それらの膜系は体液中の分析物レベルのモニタリングおよび決定用の装置、例えば、糖尿病を有する個体のグルコースレベルのモニタリング用の装置などの移植可能装置と共に使用され得る。幾つかの実施形態では分析物測定装置は連続的装置である。分析物測定装置は生信号を提供するあらゆる適切な検出要素を使用することができ、その検出要素には酵素的要素を伴う検出要素、化学的要素を伴う検出要素、物理的要素を伴う検出要素、電気化学的要素を伴う検出要素、分光光度的要素を伴う検出要素、旋光分析的要素を伴う検出要素、熱量測定的要素を伴う検出要素、放射測定的要素を伴う検出要素、免疫化学的要素を伴う検出要素などが含まれるが、これらに限定されない。
記載される膜系およびそれらの使用方法をはじめとして、後続の説明のいくらかはグルコース測定装置に向けられたものであるが、これらの膜系はグルコースを測定またはモニターする装置中での使用に限定されない。これらの膜系は、例えば体液中に存在する他の分析物（例えば、コレステロール、アミノ酸、アルコール、ガラクトース、および乳酸）を検出および定量する装置、細胞移植装置（例えば、米国特許第６，０１５，５７２号明細書、米国特許第５，９６４，７４５号明細書、および米国特許第６，０８３，５２３号明細書を参照のこと）、薬品送達装置（例えば、米国特許第５，４５８，６３１号明細書、米国特許第５，８２０，５８９号明細書、および米国特許第５，９７２，３６９号明細書を参照のこと）などを含む様々な装置のうちのいずれかの装置中での使用に適切である。
１つの実施形態では分析物センサーは移植可能グルコースセンサー、例えば、参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許第６，００１，０６７号明細書および米国特許出願公開第２００５−００２７４６３−Ａ１号明細書に関連して説明されるものである。別の実施形態では分析物センサーはグルコースセンサー、例えば、参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００６−００２０１８７−Ａ１号明細書に関連して説明されるものでる。さらに他の実施形態ではセンサーは、参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００７−００２７３８５−Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２００８−０１１９７０３−Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２００８−０１０８９４２−Ａ１号明細書および米国特許出願公開第２００７−０１９７８９０−Ａ１号明細書において記載されるように、宿主血管に移植または体外に移植されるように構成されている。幾つかの実施形態ではセンサーは、参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００５−０１４３６３５−Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２００７−００２７３８５−Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２００７−０２１３６１１−Ａ１号明細書、および米国特許出願公開第２００８−００８３６１７−Ａ１号明細書に記載されるように、二電極センサーとして構成される。１つの代替的実施形態では連続的グルコースセンサーは、例えばＳａｙらの米国特許第６，５６５，５０９号明細書に記載されるもののようなセンサーを含む。別の代替的実施形態では連続的グルコースセンサーは、例えばＢｏｎｎｅｃａｚｅらの米国特許第６，５７９，６９０号明細書またはＳａｙらの米国特許第６，４８４，０４６号明細書に関連して説明されるもののような皮下センサーを含む。別の代替的実施形態では連続的グルコースセンサーは、例えばＣｏｌｖｉｎらの米国特許第６，５１２，９３９号明細書に関連して説明されるもののような再充填可能皮下センサーを含む。さらに別の代替的実施形態では連続的グルコースセンサーは、例えばＳｃｈｕｌｍａｎらの米国特許第６，４７７，３９５号明細書に関連して説明されるもののような血管内センサーを含む。別の代替的実施形態では連続的グルコースセンサーは、例えばＭａｓｔｒｏｔｏｔａｒｏらの米国特許第６，４２４，８４７号明細書に関連して説明されるもののような血管内センサーを含む。幾つかの実施形態では前記の電極系はＷａｒｄの米国特許第７，１５７，５２８号明細書；Ｗａｒｄらの米国特許第６，２１２，４１６号明細書；Ｓｃｈｕｌｍａｎらの米国特許第６，１１９，０２８号明細書；Ｌｅｓｈｏの米国特許第６，４００，９７４号明細書；Ｂｅｒｎｅｒらの米国特許第６，５９５，９１９号明細書；Ｋｕｒｎｉｋらの米国特許第６，１４１，５７３号明細書；Ｓｕｎらの米国特許第６，１２２，５３６号明細書；Ｖａｒａｌｌらの欧州特許公開第１１５３５７１号明細書；Ｃｏｌｖｉｎらの米国特許第６，５１２，９３９号明細書；Ｓｌａｔｅらの米国特許第５，６０５，１５２号明細書；Ｂｅｓｓｍａｎらの米国特許第４，４３１，００４号明細書；Ｇｏｕｇｈらの米国特許第４，７０３，７５６号明細書；Ｈｅｌｌｅｒらの米国特許第６，５１４，７１８号明細書；Ｇｏｕｇｈらの米国特許第５，９８５，１２９号明細書；Ｃａｄｕｆｆの国際公開第４／０２１８７７号；Ｍａｌｅｙらの米国特許第５，４９４，５６２号明細書；Ｈｅｌｌｅｒらの米国特許第６，１２０，６７６号明細書；およびＧｕｙらの米国特許第６，５４２，７６５号明細書のような様々な公知のインビボ分析物センサーまたはモニターのうちのいずれかと使用され得る。総じて、開示される実施形態は様々な連続的分析物測定装置構成に適用可能であることが理解される。
幾つかの実施形態では長期センサー（例えば、完全移植可能センサーまたは血管内センサー）は約３０日以下から約１年以上までの期間（例えば、センサー活動期）にわたって機能するように構成および配置されている。幾つかの実施形態では短期センサー（例えば、経皮または血管内のセンサー）は約数時間から約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８または２９日の期間を含む約３０日までの期間（例えば、センサー活動期）にわたって機能するように構成および配置されている。本明細書において使用される場合、「センサー活動期」という用語は、広い意味を持つ用語であり、限定されないが、センサーが宿主に適用される（例えば、移植される）、またはセンサー値を得るために使用されている期間を指す。例えば、幾つかの実施形態ではセンサー活動期は（例えば、皮下組織へのセンサーの挿入および宿主の循環系とのセンサーの体液を介したコミュニケーションの確立を含む）センサー移植時からセンサーが取り外される時までにわたる。
模範的なグルコースセンサー構成
図１は分析物センサーとも呼ばれる連続的分析物センサー３４の模範的な実施形態の拡大図であり、検出機構を例示する。幾つかの実施形態では検出機構は宿主の皮膚の下への挿入用に適合させられており、そのセンサーの残りの部分（例えば、電子装置など）は生体外にあることができる。例示された実施形態では分析物センサー３４は２つの電極、すなわち、作用電極３８とカウンター電極または基準電極として機能することができ、これ以降は基準電極３０と呼ばれる少なくとも１つの追加の電極３０を含む。
様々な断面の形のいずれかを有するように電極を形成することができると考えられている。例えば、幾つかの実施形態では電極は円形または実質的に円形を有するように形成され得るが、他の実施形態では電極は楕円、多角形（例えば、三角形、正方形、長方形、平行四辺形、台形、五角形、六角形、八角形）などに類似する断面の形を有するように形成され得る。様々な実施形態において電極の断面の形は対称的であり得るが、他の実施形態ではその断面の形は非対称的であり得る。幾つかの実施形態では各電極は例えば約０．００１インチ以下から約０．０５０インチ以上までの直径の細いワイヤーから形成され得、例えばメッキ済み絶縁体、メッキ済みワイヤー、またはバルク電気伝導性材料から形成される。幾つかの実施形態では作用電極を形成するために使用されるワイヤーは直径が約０．００２、０．００３、０．００４、０．００５、０．００６、０．００７、０．００８、０．００９、０．０１、０．０１５、０．０２、０．０２５、０．０３、０．０３５、０．０４または０．０４５インチであり得る。幾つかの実施形態では作用電極はプラチナ、白金黒、プラチナイリジウム合金、パラジウム、黒鉛、金、炭素、電気伝導性重合体、合金などのような電気伝導性材料から形成されるワイヤーを含むことができる。例示されている電極構成および関連の文章はセンサーを形成する１つの方法を説明しているが、様々な公知のセンサー構成のうちのいずれかを分析物センサーシステムと共に使用することができる。
作用電極３８は、限定されないが、グルコース、尿酸、コレステロール、乳酸などのような分析物の濃度を測定するように構成されている。例えば、グルコース検出用の酵素的電気化学的センサーでは作用電極は検出されている分析物の酵素触媒反応により産生された過酸化水素を測定することができ、且つ、測定可能な電流を作る。例えば、グルコース酸化酵素（ＧＯＸ）がＨ２Ｏ２を副産物として産生するグルコースの検出ではＨ２Ｏ２が作用電極の表面と反応して２個のプロトン（２Ｈ＋）、２個の電子（２ｅ−）および１個の酸素分子（Ｏ２）を産生し、それらが検出されている電流を作る。
作用電極と基準電極を電気的に絶縁するために絶縁体が用意され得る。この模範的な実施形態では作用電極３８は絶縁物質、例えば、非電気伝導性重合体で被覆される。浸漬被覆、スプレー被覆、蒸着、または他の被覆技術または被着技術を用いて絶縁物質を作用電極に被着させることができる。１つの実施形態では絶縁物質はパリレンを含み、それはその強度、潤滑性、および電気絶縁性のために有利な重合体であり得る。概して、パリレンは蒸着およびパラキシレン（またはその置換誘導体）の重合により作製される。しかしながら、あらゆる適切な絶縁物質、例えば、フッ素化重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリイミド、他の非電気伝導性重合体などを使用することができる。ガラス材料またはセラミック材料も使用することができる。使用するのに適切な他の材料にはペンシルバニア州のＡｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ社によりＡＭＣ１８、ＡＭＣ１４８、ＡＭＣ１４１、およびＡＭＣ３２１の商品名で販売されているもののような表面エネルギー改質被覆システムが含まれる。しかしながら、幾つかの代替的実施形態では作用電極は絶縁体の被覆を必要としなくてもよい。
幾つかの実施形態では基準電極３０は基準電極としてのみまたは基準およびカウンター二重電極として機能することができ、銀、銀／塩化銀などから形成される。幾つかの実施形態では電極は互いに並置または互いに巻き付けられるが、しかしながら他の構成も可能であると考えられる。１つの実施形態では基準電極３０は作用電極３８の周りにらせん状に巻き付けられている。それから、組み立てられたワイヤーは、（例えば、作用電極と基準電極を共に固定する）絶縁性接着面を提供するために、上に記載されたのと同様に任意により絶縁物質で共に被覆されてもよい。
外側絶縁体が配置される実施形態では電気活性表面を露出させるために、例えば手、エキシマレーザー処理、化学エッチング、レーザー削摩、グリットブラスティングなどにより被覆組立構造の一部を取り除く、または、除去することができる。あるいは、露出した電気活性表面領域を保全するために絶縁体の被着の前に電極の一部をマスクすることができる。
幾つかの実施形態では絶縁物質にラジアルウィンドウを形成して作用電極の円周状電気活性表面を露出させる。さらに、基準電極の電気活性表面の部分を露出させる。例えば、外側絶縁層の被着の際に電気活性表面の部分をマスクすることができ、または、外側絶縁層の被着の後に電気活性表面の部分をエッチングすることができる。幾つか用途では、細胞によるセンサーへの攻撃、または細胞のセンサーへの移動が特に移植の初日の後に装置の感度または機能を低下させる原因となり得る。しかしながら、センサーの周りに（例えば、ラジアルウィンドウの形状で）円周状に露出した電気活性表面を分布させるとき、センサー信号に対するセンサーの局所的細胞進入の影響を最小にするように反応に利用することができる表面領域を充分に分布させることができる。あるいは、例えば被覆組立構造の一側面のみを取り除くことにより正接露出電気活性ウィンドウを形成することができる。他の代替的実施形態では電気活性表面がセンサーの先端で露出するように被覆組立構造の先端にウィンドウを用意することができる。電気活性表面を露出させる他の方法と構成を使用することもできる。
幾つかの代替的実施形態ではその他の電極、例えば、三電極系（作用電極、基準電極、およびカウンター電極）および追加の作用電極（例えば、基線控除電極として構成されている、またはその他の分析物の測定のために構成されている、酸素を産生するために使用され得る電極）が組立品内に含まれ得る。それぞれが参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，０８１，１９５号明細書、米国特許出願公開第２００５−０１４３６３５−Ａ１号明細書、および米国特許出願公開第２００７−００２７３８５−Ａ１号明細書は追加の作用電極、カウンター電極、および基準電極を設置および使用するための幾つかの系および方法について記載している。センサーが２つの作用電極を含む１つの実施形態ではそれらの２つの作用電極が並置され、その周りに基準電極が配置される（例えば、らせん状に巻かれて）。２つ以上の作用電極が提供される幾つかの実施形態では作用電極は二重らせん、三重らせん、四重らせんなどの構成でセンサーの長手方向に沿って（例えば、基準電極、絶縁ロッド、または他の支持構造の周りに）形成され得る。結果生じる電極系は適切な膜系を有して構成され得、その中で第１作用電極はグルコース信号と基線信号を含む第１信号を測定するように構成されており、その他の作用電極は基線信号のみからなる基線信号を測定するように構成されている。これらの実施形態では第１作用電極と実質的に類似しているように第２作用電極を構成してよいが、第２作用電極は第１作用電極に配置されている酵素を有しない。参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００５−０１４３６３５−Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２００７−００２７３８５−Ａ１号明細書、および米国特許出願公開第２００７−０２１３６１１−Ａ１号明細書、および米国特許出願公開第２００８−００８３６１７−Ａ１号明細書に記載されるように、このように基線信号を決定し、第１信号から減算して異なる信号、すなわち、実質的に基線の変動または信号に対する干渉性の種に左右されないグルコースのみの信号を作成することができる。
２つの作用電極を伴う幾つかの電極系、すなわち、幾つかの二重電極系では作用電極は時に互いにわずかに異なることがあり得ることが分かっている。例えば、一つの設備で作られたものであっても製作時の環境条件（例えば、温度、湿度）に対する電極の高い感受性のために２つの作用電極の厚みまたは透過性にわずかな違いがあることがある。よって、二重電極系の作用電極は時に異なる拡散作用、膜の厚み、および拡散特性を持つことがあり得る。結果として、上記の差分信号（すなわち、第１信号から基線信号を減算して引き出されたグルコースのみの信号）は完全に正確ではないことがあり得る。これを軽減するため、幾つかの二重電極系では生体防御層をそれぞれが含む１つ以上の膜を使用して両方の作用電極を製作することができると考えられている。生体防御層について本明細書中の別の箇所でさらに詳細に説明する。
検出領域は様々な電極構成のうちのいずれかを含むことができると考えられている。例えば、幾つかの実施形態では検出領域は１つ以上のグルコース測定作用電極に加えてその作用電極に付随する基準電極または他の電極を含んでもよい。これらの特定の実施形態では検出領域は１つ以上の任意の補助作用電極に付随する別の基準電極またはカウンター電極を含んでもよい。他の実施形態では検出領域はグルコース測定作用電極、補助作用電極、２つのカウンター電極（各作用電極にそれぞれ１つ）、および１つの共有基準電極を含み得る。さらに他の実施形態では検出領域はグルコース測定作用電極、補助作用電極、２つの基準電極、および１つの共有カウンター電極を含み得る。
それぞれ参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１１−００２７１２−Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２００８−０１１９７０３−Ａ１号明細書および米国特許出願公開第２００５−０２４５７９９−Ａ１号明細書は体の様々な位置において連続的センサーを使用するための追加的構成について記載している。幾つかの実施形態ではセンサーは宿主における経皮移植用に構成されている。別の実施形態ではセンサーは末梢静脈または動脈などの循環系への挿入用に構成されている。しかしながら、他の実施形態ではセンサーは、限定されないが、大静脈などの中枢循環系への挿入用に構成されている。さらに他の実施形態ではセンサーは、限定されないが、血管への体外アクセスを提供する血管内アクセス装置、静脈内液体点滴系、体外血液化学分析装置、透析機、人工心肺（すなわち、心臓手術中に心臓が止まっている間に血液循環と酸素投与をもたらすために使用される装置）などのような体外循環系に設置され得る。さらに他の実施形態ではセンサーは米国特許第６，００１，０６７号明細書に記載されるように完全に移植可能であるように構成され得る。
図４Ａから４Ｃは、連続的分析物センサー４００のインビボ部分の別の実施形態を例示し、それは細長い電気伝導体４０２を含む。細長い電気伝導体４０２はコア４１０（図４Ｂを参照のこと）と少なくとも部分的にそのコアを取り囲む第１層４１２を含む。第１層は（例えば、ウィンドウ４０６に位置する）作用電極と作用電極上に位置する膜４０８を含む。幾つかの実施形態ではそのコアと第１層は単一の材料（例えば、プラチナなど）からなり得る。幾つかの実施形態では細長い電気伝導体は少なくとも２種類の材料からなる合成物、例えば、２種類の電気伝導性材料からなる合成物、または少なくとも１種類の電気伝導性材料と少なくとも１種類の非電気伝導性材料からなる合成物である。幾つかの実施形態では細長い電気伝導体は複数の層を含む。ある特定の実施形態では少なくとも２つの同心円層または環状層、例えば、第１の材料から形成されるコアと第２の材料から形成される第１層が存在する。しかしながら、幾つかの実施形態では追加の層を含むことができる。幾つかの実施形態ではそれらの層は軸を同じとする。
細長い電気伝導体は細長くて薄く、それでいて柔軟で強度があってもよい。例えば、幾つかの実施形態では細長い電気伝導体の最小の寸法は約０．１インチ未満、０．０７５インチ未満、０．０５インチ未満、０．０２５インチ未満、０．０１インチ未満、０．００４インチ未満、または０．００２インチ未満である。細長い電気伝導体は図４Ａから４Ｃにおいて円形の断面を有するように示されているが、他の実施形態では細長い電気伝導体の断面は卵形、長方形、三角形、多面体、星型、Ｃ形、Ｔ形、Ｘ形、Ｙ形、不規則形などであり得る。１つの実施形態では電気伝導性ワイヤー電極をコアとして使用する。そのような被覆電極に（例えば、電気的隔離のために提供された中間絶縁層を有する）２つの追加の電気伝導層を付加することができる。それらの電気伝導性層はあらゆる適切な材料から構成され得る。ある特定の実施形態では重合体または他の結合剤の中に電気伝導性粒子（すなわち、電気伝導性材料の粒子）を含む電気伝導性層を使用することが望ましい場合があり得る。
細長い電気伝導体を形成するために使用される材料（例えば、ステンレス鋼、チタン、タンタル、プラチナ、プラチナイリジウム合金、イリジウム、ある特定の重合体、および／またはそれらのようなものなど）は強度があって堅いことがあり得るので耐破損性を有する。幾つかの実施形態では前記のセンサーの小さい寸法がこれらの材料に柔軟性をもたらし、それ故、そのセンサーを全体として柔軟なものにする。そうしてセンサーは周囲の組織によって反復して加えられる力に耐えることができる。
幾つかの実施形態ではコア４１０またはその構成要素は構造補強、弾力性および柔軟性をもたらすと共に作用電極からセンサー電子装置への電気信号（示されず）に電気伝導を提供する。幾つかの実施形態ではコア４１０はステンレス鋼、チタン、タンタル、電気伝導性重合体、および／またはそれらのようなものなどの電気伝導性材料を含む。しかしながら、他の実施形態ではコアは非電気伝導性重合体などの非電気伝導性材料から形成される。さらに他の実施形態ではコアは（複数の）材料からなる複数の層を含む。例えば、１つの実施形態ではコアは内側コアと外側コアを含む。追加の実施形態では内側コアは第１電気伝導性材料から形成され、外側コアは第２電気伝導性材料から形成される。例えば、幾つかの実施形態ではその第１電気伝導性材料はステンレス鋼、チタン、タンタル、電気伝導性重合体、合金、および／またはそれらのようなものであり、その第２電気伝導性材料はコアと第１層の間を電気伝導性にするために、および／または第１層をコアに付着させるために（すなわち、コア材料によく付着しない材料から第１層が形成される場合に）選択される電気伝導性材料である。別の実施形態ではコアは非電気伝導性材料（例えば、非電気伝導性金属および／または非電気伝導性重合体など）から形成され、第１層はステンレス鋼、チタン、タンタル、電気伝導性重合体、および／またはそれらのようなものなどの電気伝導性材料から形成される。コアと第１層はプラチナなどの単一の（または、同一の）材料からなり得る。当業者はその他の構成が可能であることを理解する。
図４Ａ〜４Ｃを再度参照すると、第１層４１２は電気伝導性材料から形成され得、作用電極は第１層４１２の表面の露出部分であり得る。よって、第１層４１２は作用電極に適切な電気活性表面を提供するように構成されている材料、限定されないが、プラチナ、プラチナイリジウム合金、金、パラジウム、イリジウム、黒鉛、炭素、電気伝導性重合体、合金および／またはそれらのようなものなどの材料から形成され得る。
図４Ｂ〜４Ｃに例示されるように、第２層４０４が第１層４１２の少なくとも一部を取り囲むことによって作用電極の境界を限定する。幾つかの実施形態では第２層４０４は絶縁体として作用し、絶縁物質、例えば、ポリイミド、ポリウレタン、パリレン、または他のあらゆる公知の絶縁物質などから形成される。例えば、１つの実施形態では第２層は第１層上に配置され、作用電極がウィンドウ４０６を介して露出するように構成されている。幾つかの実施形態ではコア、第１層および第２層を含む細長い電気伝導体が提供される。ウィンドウ４０６を形成するために第２層の一部を除去することができ、それを介して作用電極の電気活性表面（すなわち、第１層４１２の露出表面）が露出される。幾つかの実施形態ではウィンドウ４０６を形成するために第２層および（任意により）第３層の一部を除去することができ、そうして作用電極を露出させる。（例えば、作用電極の電気活性表面を露出させるための）細長い電気伝導体の１つ以上の層からの被覆材料の除去は手、エキシマレーザー処理、化学エッチング、レーザー削摩、グリットブラスティングなどにより実行され得る。
センサーは電気伝導性材料を含む第３層４１４をさらに含むことができる。例えば、第３層４１４は基準電極を含んでもよく、それは第２層４０４に適用される銀含有材料（すなわち、絶縁体）から形成され得る。
細長い電気伝導体４０２はコア４１０と第１層４１２の間に位置する１つ以上の中間層（示されず）をさらに含み得る。例えば、中間層は絶縁体、伝導体、重合体、および／または接着剤のうちの１つ以上であり得る。
（例えば、意図したよりも深く切り込んだために意図せず電気活性表面を露出させた結果生じた欠陥に起因して）欠陥センサーを生じさせることがない、ある特定の誤差範囲（すなわち、エッチング過程に伴う誤差範囲）を可能にするように銀／塩化銀層の厚みと絶縁体（例えば、ポリウレタンまたはポリイミドなど）層の厚みの間の比率を管理することができると考えられている。この比率は使用されるエッチング過程がレーザー削摩、グリットブラスティング、化学エッチング、または幾つかの他のエッチング方法であるかどうかに応じて異なり得る。銀／塩化銀層とポリウレタン層を除去するためにレーザー削摩を実施する１つの実施形態では銀／塩化銀層の厚みとポリウレタン層の厚みの比率は約１：５から約１：１まで、または約１：３から約１：２までであり得る。
幾つかの実施形態ではコア４１０は非電気伝導性重合体を含み、第１層４１２は電気伝導性材料を含む。そのようなセンサー構成は有利なことに通常は高価な材料を安価な材料で置き換える点で材料費の低下をもたらすことができる。例えば、ナイロンまたはポリエステルの繊維、糸または紐などの非電気伝導性重合体からコア４１０を形成することができ、それをプラチナ、プラチナイリジウム合金、金、パラジウム、イリジウム、黒鉛、炭素、電気伝導性重合体、および合金またはそれらの組合せなどの電気伝導性材料によって被覆および／またはメッキすることができる。
図４Ｃおよび４Ｄに例示されるように、センサーは例えば図２Ａ〜２Ｃに関連して本明細書中の別の箇所で考察されるもののような膜４０８を含むこともできる。膜４０８は本明細書中の別の箇所に記載されるように酵素層（示されず）を含むことができる。例えば、酵素層は分析物と反応するように構成されている触媒または酵素を含むことができる。例えば、酵素層はグルコース酸化酵素を含む固定化酵素層であり得る。他の実施形態では酵素層は、例えばガラクトース酸化酵素、コレステロール酸化酵素、アミノ酸酸化酵素、アルコール酸化酵素、乳酸酸化酵素、またはウリカーゼを含む他の酸化酵素をしみ込ませたものであり得る。
図４Ｂは、細長い電気伝導体４０２または伸長体であって、本明細書中の別の箇所にさらに詳細に記載されるように少なくとも２種類の材料および／または電気伝導性材料の層から形成される細長い電気伝導体の実施形態を例示する模式図である。分析物を検出する電気活性表面を含む細長い電気伝導体を指すために「電極」という用語を本明細書において使用することができる。幾つかの実施形態では細長い電気伝導体は電気活性表面（すなわち、作用電極）とセンサー電子装置（示されず）の間に電気的接続を提供する。ある特定の実施形態では各電極（すなわち、電気活性表面が位置する細長い電気伝導体）は約０．００１インチ以下から約０．０１インチ以上までの直径を有する細いワイヤーから形成される。各電極は例えばメッキ済み絶縁体、メッキ済みワイヤー、またはバルク電気伝導性材料から形成され得る。例えば、幾つかの実施形態では作用電極を形成するために使用されるワイヤーおよび／または細長い電気伝導体は直径約０．００２インチ、０．００３インチ、０．００４インチ、０．００５インチ、０．００６インチ、０．００７インチ、０．００８インチ、０．００９インチ、０．０１インチ、０．０１５インチ、０．０２インチ、０．０２５インチ、０．０３インチ、０．０３５インチ、０．０４インチまたは０．０４５インチである。
さらに、第１層は電気活性表面（すなわち、ウィンドウ４０６を介して露出した部分）を含むことができる。露出した電気活性表面が作用電極であり得る。例えば、センサーが酵素的電気化学的分析物センサーである場合、分析物は電気活性表面の少なくとも一部を被覆する膜中の酵素と酵素的に反応する。その反応は測定可能な電流として電気活性表面において検出される電子（ｅ−）を産生することができる。例えば、グルコース酸化酵素が過酸化水素を副産物として産生するグルコースの検出では過酸化水素が作用電極の表面と反応して２個のプロトン（２Ｈ＋）、２個の電子（２ｅ−）および１個の酸素分子（Ｏ２）を産生し、それらが検出されている電流を作る。
図４Ａに関連してこれまでに記載し、且つ、図４Ｃに例示されるように、絶縁体４０４が細長い電気伝導体４０２の少なくとも一部の上に配置される。幾つかの実施形態では伸長体がコア４１０と第１層４１２を含み、第１層４１２の一部が絶縁体４０４中にウィンドウ４０６を介して露出するようにセンサーが構成および配置される。他の実施形態では伸長体４０２が絶縁体４０４に埋め込まれたコア４１０を含み、コア４１０の一部が絶縁体４０４中にウィンドウ４０６を介して露出するようにセンサーが構成および配置される。例えば、第１層４１２の表面（またはコア４１０の表面）の少なくとも一部を露出させるように設計された構成において（例えば、スクリーンプリント、インクジェットプリントおよび／またはブロックプリントによって）絶縁物質を伸長体４０２に塗布することができる。例えば、伸長体４０２の一部を被覆しないパターンで絶縁物質を印刷することができる。あるいは、絶縁物質の塗布の前に伸長体４０２の一部をマスクすることができる。絶縁物質の塗布後のマスクの除去により伸長体４０２の一部を露出させることができる。
幾つかの実施形態では絶縁物質４０４は重合体、例えば、非電気伝導性（すなわち、誘電性）重合体を含む。浸漬被覆、スプレー被覆、蒸着、印刷、ならびに／または他の薄膜および／もしくは厚膜被覆技術もしくは被着技術を用いて絶縁物質を伸長体４０２および／またはコア４１０に被着させることができる。例えば、幾つかの実施形態では厚さが約５ミクロン未満、または５、１０または１５ミクロンから約２０、２５、３０または３５ミクロン以上までの層として絶縁物質を塗布する。本明細書中の別の箇所に記載されるように、同一材料か異なる材料のどちらかより構成される単一の材料層または２つ以上の層として絶縁体を塗布することができる。あるいは、電気伝導性コアは絶縁体の被覆を必要としないことがあり得る。幾つかの実施形態では絶縁物質が分析物センサー（すなわち、作用電極）の電気活性表面を限定する。例えば、電気伝導性コアの表面（例えば、第１層４１２の一部など）が絶縁体の塗布時に露出したままであってもよいし、上記のように塗布された絶縁体の一部を除去して電気伝導性コアの表面の一部を露出させてもよい。
幾つかの実施形態ではセンサーは電気伝導性構造体上に配置された絶縁化伸長体または絶縁体を有し、電気活性表面を露出させるために例えば手、エキシマレーザー処理、化学エッチング、レーザー削摩、（例えば、炭酸水素ナトリウムまたは他の適切なグリットなどによる）グリットブラスティングなどにより絶縁物質の一部を取り除くことができ、またはそうでない場合は除去することができる。１つの模範的な実施形態では例えば重合体材料を削摩するのに充分堅く、それでいて基底金属電極（例えば、プラチナ電極）への損害を最小化または回避するために充分に軟らかいグリット材を利用することにより、グリットブラスティングを実施して電気活性表面を露出させる。（例えば、砂、タルク、クルミ殻、摩砕プラスチック、海塩などのような）様々な「グリット」材を使用することができるが、幾つかの実施形態では炭酸水素ナトリウムは例えば基底プラチナ伝導体を損傷することなく例えばパリレン被覆を削摩するのに充分に堅いので有利なグリット材である。炭酸水素ナトリウムブラスティングによって重合体層を取り除くことによって他の場合では必要であり得るクリーニングステップが除外されるので、炭酸水素ナトリウムブラスティングのその他の利点は金属に対するその研磨作用を含む。あるいは、露出した電気活性表面領域を保全するために絶縁体の被着前に電極または他の電気伝導体の一部をマスクすることができる。
絶縁体４０４中にウィンドウ４０６を形成することによって作用電極の電気活性表面を露出させることができる。作用電極の電気活性ウィンドウ４０６は分析物の濃度を測定するように構成され得る。
幾つかの実施形態では銀のワイヤーをセンサーに形成および／または製作し、その後に塩化して銀／塩化銀基準電極を形成する。有利なことに、本明細書に記載されるような銀ワイヤーの塩化によって好適なインビボ性能を有する基準電極の製造が可能になる。銀／塩化銀を形成するために銀の塩化の分量と量を制御することによって幾つかの実施形態では改善された基準電極の待機時間、安定性および延びた寿命を得ることができる。さらに、上記のような塩化銀の使用により基準電極の比較的に安価で簡単な製造が可能になる。
図４Ｂ〜４Ｃを参照すると、基準電極４１４は本明細書中の別の箇所でさらに詳細に考察されるように絶縁物質４０４の少なくとも一部に塗布される銀含有材料（例えば、銀／塩化銀）を含むことができる。例えば、本明細書中の別の箇所に記載されるように、浸漬、スプレー、印刷、電気被着、蒸着、スピンコーティング、およびスパッタ蒸着などの薄膜技術および／または厚膜技術を用いて銀含有材料を塗布することができる。例えば、絶縁化電気伝導性コアのリールに銀または塩化銀含有ペイント（または類似の製剤）を塗布することができる。あるいは、絶縁化伸長体（またはコア）のリールを単一単位片に切断し（すなわち、「単位化」し）、銀含有インクをその上にパッド印刷する。さらに他の実施形態では銀含有材料を銀箔として適用する。例えば、絶縁化伸長体に接着剤を塗布することができ、その後にその周りを銀箔で包むことができる。あるいは、充分な量の銀が基準電極として機能するようにＡｇ／ＡｇＣｌ粒子用の接着剤に付着、および／または包埋、および／またはその他の場合では接着するようにそれらの粒子でセンサーを巻くことができる。幾つかの実施形態ではセンサーの基準電極は分析物を少なくとも３日間測定および／または検出するのに充分な量の塩化銀を含む。
図２Ａは膜系３２の１つの実施形態を例示する、図１のセンサーのライン２−２を通る断面図である。この特定の実施形態ではその膜系は作用電極３８の周囲に位置する酵素ドメイン４２、拡散抵抗ドメイン４４、および生体防御ドメイン４６を含み、それらの全てが本明細書中の別の箇所でさらに詳細に記載される。幾つかの実施形態では一元的拡散抵抗ドメインと生体防御ドメインがその膜系に含まれ得る（例えば、両方のドメインの機能性が１つのドメイン、すなわち、生体防御ドメインに組み込まれる）。幾つかの実施形態ではセンサーは（例えば、約１日から３０日までの）短期移植用に構成されている。しかしながら、他の装置での使用のために、例えば、それらのドメインのうちの１つ以上、またはその他のドメインのみを含むことによって膜系３２を修飾することができることが理解される。
幾つかの実施形態では膜系は、本明細書中の別の箇所でさらに詳細に記載されるような表面修飾基礎重合体を含む、細胞非浸透性ドメインまたはバイオインターフェイスドメインとも呼ばれる生体防御ドメイン４６を含むことができる。しかしながら、幾つかの実施形態の感応膜３２は、本明細書中の別の箇所および参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００６−００３６１４５−Ａ１号明細書でさらに詳細に記載されるように、例えば（例えば、図２Ｃに例示されるような）電極ドメイン、（例えば、図２Ｂに例示されるような）干渉ドメイン、または細胞破壊ドメイン（示されず）を含む複数のドメインまたは層を含むこともできる。
他のセンサー用に修飾された感応膜は、例えばより少ない数の層を含むことも、追加の層を含むこともあり得ることが理解されるべきである。例えば、幾つかの実施形態では膜系が１つの電極層、１つの酵素層、および２つの生体防御層を含むことがあり得るが、他の実施形態では膜系が１つの電極層、２つの酵素層、および１つの生体防御層を含むことがあり得る。幾つかの実施形態では生体防御層は拡散抵抗ドメインとして機能し、且つ、分析物（例えば、グルコース）の基底膜層への流動を制御するように構成され得る。
幾つかの実施形態ではシリコン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン・ポリテトラフルオロエチレン共重合体、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、生体安定ポリテトラフルオロエチレン、ホモ重合体、共重合体、ポリウレタンの三元重合体、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリウレタン、セルロースポリマー、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（プロピレンオキシド）ならびにその共重合体および混合物、ポリスルホンならびに例えばジブロック、トリブロック、交互共重合体、無作為共重合体およびグラフト共重合体を含むそのブロック共重合体などの材料から感応膜の１つ以上のドメインを形成することができる。
幾つかの実施形態では公知の薄膜技術または厚膜技術（例えば、スプレー、電気被着、浸漬など）を用いて電極材料の電気活性表面に感応膜を被着させることができる。作用電極上に位置する感応膜は基準電極上に位置する感応膜と同じ構造を持ってはならないことが理解されるべきであり、例えば、作用電極上に被着された酵素ドメインは必ずしも基準電極またはカウンター電極の上に被着される必要は無い。
図２Ａ〜２Ｃに示される模範的な実施形態は円周状に延びる膜系を伴うが、本明細書に記載される膜はあらゆる平面状のまたは非平面上の表面、例えばＳａｙらの米国特許第６，５６５，５０９号明細書の基材ベースセンサー構造に適用され得る。
センサー電子装置
分析物センサーシステムは概して宿主における分析物レベルに関連したデータの測定と処理を可能にするハードウェア、ファームウェア、またはソフトウェアを含むことができる「コンピューターシステム」とも呼ばれるそれに付随した電子装置を有する。電気化学的センサーの１つの模範的な実施形態では電子装置は定電位電解装置、電力をセンサーに供給する電源、および信号処理に有用な他の構成要素を含む。追加の実施形態ではそれらの電子装置のうちの幾つか、または全てがセンサーまたは電子装置の他の部分と有線通信または無線通信することができる。例えば、装置に配置された定電位電解装置をベッドサイドに在る残りの電子装置（例えば、プロセッサー、レコーダー、トランスミッター、レシーバーなど）に電線でつなぐことができる。別の例では電子装置のうちの幾つかの部分を例えば赤外線（ＩＲ）またはＲＦによりその電子装置の別の部分（例えば、レシーバー）に無線で接続する。それぞれ参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００５−０１９２５５７−Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２００５−０２４５７９５−Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２００５−０２４５７９５−Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２００５−０２４５７９５−Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２００８−０１１９７０３−Ａ１号明細書、および米国特許出願公開第２００８−０１０８９４２−Ａ１号明細書に記載されるものなど、電子装置の他の実施形態はセンサーデータ出力に有用であり得ると考えられている。
１つの好ましい実施形態では定電位電解装置は（本明細書中の別の箇所に記載されるものなど）電極に機能的に接続しており、それによってセンサーが宿主における分析物濃度を表す（アナログ部分とも呼ばれる）電流信号の測定を可能にするように方向付けられる。幾つかの実施形態では定電位電解装置は電流を電圧に翻訳する抵抗器を含む。幾つかの代替的実施形態では例えば電荷計測装置を使用して測定された電流を連続的に統合する電流周波数変換器が提供される。幾つかの実施形態では電子装置はアナログ信号を処理「カウント」とも呼ばれるデジタル信号にデジタル化するＡ／Ｄ変換器を含む。よって、生センサーデータとも呼ばれる結果生じるカウント単位の生データ流は定電位電解装置によって測定された電流に直接的に関連する。
電子装置は概してセンサーシステムの処理を制御する中央制御装置を含むプロセッサーモジュールを含む。幾つかの実施形態ではプロセッサーモジュールはマイクロプロセッサーを含むが、本明細書に記載されるようにデータを処理するためにマイクロプロセッサー以外のコンピューターシステムを使用することができ、例えば、センサーの中央処理の幾つかまたは全てのためにＡＳＩＣを使用することができる。プロセッサーは通常はデータの半永久的保存を提供し、例えば、センサー識別子（ＩＤ）などのデータとデータ流を処理するためのプログラミング（例えば、米国特許出願公開第２００５−００４３５９８−Ａ１号明細書に記載されるものなどのデータの平滑化または信号アーチファクトの置換のためのプログラミング）を保存する。加えて、そのシステムのキャッシュメモリー、例えば、最近の一時的保存センサーデータにプロセッサーを使用することができる。幾つかの実施形態ではプロセッサーモジュールはＲＯＭ、ＲＡＭ、ダイナミックＲＡＭ、スタティックＲＡＭ、ノンスタティックＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、再書き込み可能ＲＯＭ、フラッシュメモリーなどのようなメモリー保存要素を含む。
幾つかの実施形態ではプロセッサーモジュールは生データ流を平滑化するように構成されたデジタルフィルター、例えば、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルターまたは有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルターを含む。デジタルフィルターは概して所定の時間間隔（サンプリングレートとも呼ばれる）でサンプリングされたデータをフィルタリングするようにプログラムされている。定電位電解装置が別々の時間間隔で分析物を測定するように構成されている幾つかの実施形態ではこれらの時間間隔がデジタルフィルターのサンプリングレートを決定する。例えば上記のように電流周波数変換器を使用して定電位電解装置が分析物を連続的に測定するように構成されている幾つかの代替的実施形態では収集時間とも呼ばれる所定の時間間隔でＡ／Ｄ変換器からデジタル値を求めるようにプロセッサーモジュールがプログラムされ得る。これらの代替的実施形態ではそのプロセッサーによって得られた値は有利なことに電流測定の連続性のために収集時間に対して平均化される。よって、収集時間がデジタルフィルターのサンプリングレートを決定する。
幾つかの実施形態ではプロセッサーモジュールは外部ソースへの伝達、例えば、レシーバーへのＲＦ伝達のためにデータパケットを構築するように構成されている。データパケットは概して複数のビットを含み、プリアンブル、電子装置ユニット、レシーバー、または両方を特定するユニークな識別子（例えば、センサーＩＤコード）、データ（例えば、生データ、フィルタリング済みデータ、または積算値）またはエラー検出またはエラー訂正を含むことができる。好ましくは、データ（伝達）パケットは約８ビットから約１２８ビット、好ましくは約４８ビットの長さを有する。しかしながら、ある特定の実施形態ではより長いパケットまたはより小さいパケットが望ましいことがあり得る。プロセッサーモジュールは生データまたはフィルタリング済みデータのあらゆる組合せを伝達するように構成され得る。１つの模範的な実施形態では伝達パケットは一定のプレアンブル、電子装置ユニットのユニークなＩＤ、単一の５分間平均（例えば、統合）センサーデータ値、および巡回冗長コード（ＣＲＣ）を含む。
幾つかの実施形態ではプロセッサーは、分析物値、プロンプト、メッセージ、警告、アラームなどの提供によりデータ保存、データ流分析、分析物センサーデータの校正、分析物値の推定、推定分析物値の対応する測定分析物値との比較、推定分析物値の変動の分析、データダウンロード、およびユーザーインターフェイスの制御などの処理をさらに実行する。そのような場合、プロセッサーは本明細書に記載される処理を実行するハードウェアとソフトウェアを含み、例えば、フラッシュメモリーがデータの永久的または半永久的保存を提供し、センサーＩＤ、レシーバーＩＤなどのデータ、およびデータ流を処理するためのプログラミング（例えば、推定と本明細書中の別の箇所に記載される他のアルゴリズムを実施するためのプログラミング）を保存し、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）がシステムのキャッシュメモリーを保存し、データ処理に役立つ。あるいは、データ処理の幾つかの部分（例えば、本明細書中の別の箇所でプロセッサーに関連して説明されるもの）を別の（例えば、リモート）プロセッサーにおいて成し遂げることができ、且つ、それと有線接続または無線接続されるように構成することができる。
幾つかの実施形態ではプロセッサーと統合している、または機能的に接続している出力モジュールはセンサーシステムにより受信されたデータ流に基づいて出力信号を作成するためのプログラミングを含み、それはそのプロセッサーに伴う処理である。幾つかの実施形態では出力信号はユーザーインターフェイスを介して作成される。
ノイズ
移植可能センサーは概して宿主内で目的の分析物に関連する信号を測定する。例えば、電気化学的センサーは動物（例えば、ヒト）などの宿主の内部でグルコース、クレアチニン、または尿素を測定することができる。その信号は本明細書中の別の箇所でさらに詳細に記載されるように概して分析物濃度などの分析物の状態を表す数値に数学的に変換される。従来の分析物センサーにより作成された信号は概してノイズを幾らか含む。ノイズは、例えば分析物濃度が実際の分析物濃度よりも高い、または低いよう見える信号を提供することにより間違いを引き起こしたり、センサーの性能を低下させたりすることがあり得るので臨床上重要である。例えば、上向きのノイズまたは高いノイズ（例えば、信号が増加する原因となるノイズ）は実際の値よりも高いように宿主のグルコース濃度を読み取る原因となり得、そのことが次に不適切な治療決定につながり得る。同様に、下向きのノイズまたは低いノイズ（例えば、信号が減少する原因となるノイズ）はその実際の値よりも低いように宿主のグルコース濃度を読み取る原因となり得、そのことが次に不適切な治療決定につながり得る。よって、ノイズの減少が望ましい。
センサーにより検出される信号は概してその要素部分に分解され得る。例えば、酵素的電気化学的分析物センサーにおいては好ましくはセンサーの待機が完了した後に全信号が分析物（例えば、グルコース）濃度を表す「分析物要素」と適用された電圧において分析物（または測定種、例えば、Ｈ２Ｏ２）の酸化還元能と実質的に重複する酸化還元能を有する非分析物関連種によって生じる「ノイズ要素」に分解され得る。ノイズ要素はその要素部分、例えば、定常ノイズおよび非定常ノイズにさらに分解され得る。センサーがある特定のレベルのノイズを経験することはよくあることである。一般に、「定常ノイズ」（時には定常バックグラウンドまたは定常基線と呼ばれる）は、限定されないが、概して定常（例えば、日常的）代謝過程により生じる電気活性種を含む、時間経過に対して比較的に安定な非分析物関連因子によって引き起こされる。定常ノイズは宿主によって大きく変化することがあり得る。対照的に、「非定常ノイズ」（時には非定常バックグラウンドと呼ばれる）は、宿主の代謝過程（例えば、創傷治癒または病気に応答した代謝過程）時などの一時的事象の際に、またはある特定の化合物（例えば、ある特定の薬品）の摂取に起因して生じ得る非定常、非分析物関連種（例えば、非定常ノイズ誘導性電気活性種）が一般に原因となる。幾つかの状況では様々なノイズ誘導性電気活性種がノイズの原因となることができ、本明細書中の別の箇所でそれらのノイズ誘導性電気活性種を詳細に考察する。
図３は、非糖尿病のボランティアの宿主において（センサーの待機が完了した後に）経皮グルコースセンサーによって測定された信号の要素を示すグラフである。Ｙ軸はセンサーにより検出された（カウント単位の）信号の振幅を示す。センサーによって収集された全信号がライン１０００によって表されており、それはグルコース、定常ノイズおよび非定常ノイズに関連する要素を含み、それらについては本明細書中の別の箇所でさらに詳細に説明する。幾つかの実施形態では全信号は、例えば電荷計測装置を使用して平均化信号または統合化信号を含むことができる生データ流である。
全信号の非定常ノイズ要素がライン１０１０によって表されている。フィルタリング済み信号１０２０を得るために様々な公知のフィルタリング技術のうちのいずれかを用いて全信号１０００をフィルタリングし、次に全信号１０００からフィルタリング済み信号１０２０を減算することにより全信号１０００の非定常ノイズ要素１０１０を得ることができる。幾つかの実施形態ではｎ（例えば、１０）個の最新のサンプリングされたセンサー値の線形回帰分析を用いて全信号をフィルタリングすることができる。幾つかの実施形態では非線形回帰を用いて全信号をフィルタリングすることができる。幾つかの実施形態では（例えば、回帰直線から大幅に外れた任意のポイントを拒絶した後の）トリム平均の線形回帰であるトリム回帰を用いて全信号をフィルタリングすることができる。この実施形態ではセンサーが所定のサンプリングレート（例えば、３０秒毎）でグルコース測定値を記録した後にそのセンサーがトリム平均を計算し（例えば、データセットから最大と最小の測定値を除去し）、次に残りの測定値を回帰させてグルコース値を推定する。幾つかの実施形態では非再帰型フィルター、例えば、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルターを用いて全信号をフィルタリングすることができる。ＦＩＲフィルターは、全ての出力試料が過去と現在の入力試料の加重合計であって、ある有限数の過去の試料のみを使用するデジタル信号フィルターである。幾つかの実施形態では再帰型フィルター、例えば、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルターを用いて全信号をフィルタリングすることができる。ＩＩＲフィルターは、全ての出力試料が過去と現在の入力試料の加重合計である、ある種のデジタル信号フィルターである。幾つかの実施形態では最大平均（ｍａｘ平均）フィルタリングアルゴリズムを用いて全信号をフィルタリングすることができ、その最大平均（ｍａｘ平均）フィルタリングアルゴリズムは、ヒトにおけるグルコースセンサーの移植の後に観察される信号アーチファクトの圧倒的大部分が、例えば、実際の血中グルコースレベルよりも均一に高く、および低く分布してはいないという発見に基づいてデータを平滑化する。多くのデータセットが実際には長期にわたって時には高スパイクがあるもののノイズが最大値から減少傾向にあるように見えることを特徴とすることが観察されている。これらの減少傾向にある信号アーチファクトを克服するため、ｍａｘ平均計算が最大センサー値をトラックし、より低い値の大部分を破棄する。さらに、ｍａｘ平均方法は高いスパイクの中から非生理学的に高いデータを有するデータの混入を減少させるように設計されている。ｍａｘ平均計算は、非生理学的に低いデータの影響を最小化するためにあるサンプリング間隔（例えば、３０秒毎）でデータを平滑化してより低い頻度の伝達間隔（例えば、５分毎）でレシーバーへ伝達する。まず、マイクロプロセッサーが第１セットのサンプリングされたデータポイント（例えば、５回の連続的に受容された３０秒毎のデータポイント）の中の最大センサーカウント値を見つけ出し、保存する。フレームシフト時間ウィンドウが各セットのサンプリングされたデータ（例えば、それぞれ５ポイント周期）の最大センサーカウント値を見つけ出し、それぞれの最大値を保存する。その後、マイクロプロセッサーが各サンプリング間隔（例えば、３０秒毎）のこれらの最大値のローリング平均（例えば、５ポイント平均）を計算し、これらのデータを保存する。周期的に（例えば、１０番目の間隔毎に）センサーが（例えば、最新の１０回の３０秒の間隔にわたってその時間間隔（例えば、５分）についての平滑化された値としての）ローリング平均の電流最大値をレシーバーに出力する。幾つかの実施形態ではヒトの内部での生理学的に実現可能なグルコース信号値の「円錐（ｃｏｎｅ）」を定義するためにグルコース信号値と共に生理学的情報を利用する「可能性置換円錐（Ｃｏｎｅ ｏｆ Ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙ Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ）方法」を用いて全信号をフィルタリングすることができる。具体的には、生理学的情報は文献中ならびに我々自身の観察における連続的試験より得られた生理学的パラメーターに依存する。第１生理学的パラメーターはヒトにおけるグルコースの最大持続変化速度（例えば、約４〜６ｍｇ／ｄｌ／分）およびその変化速度の最大持続加速度（例えば、約０．１〜０．２ｍｇ／分／分）を使用する。第２生理学的パラメーターは、グルコースの変化速度は極大と極小において最低であり、それらが患者の治療において最もリスクが大きい領域であるという知見を使用する。第３生理学的パラメーターは、ある特定の期間（例えば、約２０〜２５分）の曲線に沿う任意のポイントにおけるその曲線の形の最適の解は直線であるという事実を使用する。幾つかの例では最大変化速度を狭めることができることが留意される。したがって、センサーグルコース値について可能性置換円錐方法に賦課された限度を改変するために追加の生理学的データを使用することができる。例えば、対象が横たわっている、または眠っているときの分当たりの最大変化速度は低速であり得、一方、対象が例えば運動しているときの分当たりの最大変化速度は高速であり得る。幾つかの実施形態では電気化学的グルコースセンサーからの信号アーチファクトのポジティブ検出時にグルコースセンサーデータを推定するための電極電位の基準変化を使用する方法であって、これ以降は基準ドリフト置換と呼ぶ方法を用いて全信号をフィルタリングすることができ、この実施形態では電気化学的グルコースセンサーは作用電極、カウンター電極、および基準電極を含む。この方法は、基準電極が酸素不足、ｐＨ変化、または温度変化の際にカウンター電極の限度を補償するためにドリフトするのでその基準電極の機能を活用する。したがって、基準ドリフト方法の代替的実施形態では基準電極で測定された変化に基づいて様々なアルゴリズムを実行することができる。線形アルゴリズムなどは基準電極ドリフトと非グルコース速度制限信号ノイズの間の直接的関係を解釈するのに適切であり、それにより信号ノイズ補償への適切な変換を得ることができる。信号フィルタリングの追加的説明を米国特許出願公開第２００５−００４３５９８−Ａ１号明細書中に見出すことができる。
携帯型血液グルコース計などから得られた１つ以上の血液グルコース値などの基準データを用いてセンサー信号を校正することにより定常ノイズ信号要素１０３０を得ることができ、その基準データより定常ノイズ信号要素１０３０を表す回帰基線「ｂ」を得ることができる。
フィルタリング済み信号１０２０から定常ノイズ信号要素１０３０を減算することにより分析物信号要素１０４０を得ることができる。
非定常ノイズは一般に宿主に投与された薬品などの化合物、または断続的に産生される様々な宿主代謝過程の産物であり得る干渉性の種（非定常ノイズ誘導性種）によって引き起こされる。模範的な干渉物質には様々な薬品（例えば、アセトアミノフェン）、外部起源の（例えば、センサー膜系の外側で産生される）Ｈ２Ｏ２、および反応性代謝種（例えば、反応性酸素種および窒素種、幾つかのホルモンなど）が含まれるが、これらに限定されない。グルコースセンサーに対する幾つかの公知の干渉性の種には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、メチルドパ、サリシレート、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、および尿酸が含まれるが、これらに限定されない。長期にわたって眠っているか座っているときなど、宿主が断続的に座りがちであるときに非定常ノイズが増加し得ることも観察されている。このノイズは宿主による新たな活動によって消散し得る。この作用についての追加的説明を米国特許出願公開第２００９−０２４７８５６−Ａ１号明細書中に見出すことができる。
干渉物質
干渉物質はセンサーが偽陽性または偽陰性の分析物信号（例えば、非分析物関連信号）を作成する原因になり得る分子または他の種である。幾つかの干渉物質はセンサーの電気化学的反応性表面において還元または酸化されることが知られており、一方、他の干渉物質は測定されている分析物との反応に使用される酵素（例えば、グルコース酸化酵素）の能力に干渉することが知られている。さらに他の干渉物質は酵素（例えば、グルコース酸化酵素）と反応して電気化学的に活性である副産物を産生することが知られている。干渉物質は応答信号を強調しすぎるかマスクすることによって誤った結果または紛らわしい結果を生じさせることがあり得る。例えば、偽陽性信号は宿主の分析物濃度（例えば、グルコース濃度）が本当の分析物濃度よりも高く見える原因になり得る。偽陽性信号が幾つかの従来のセンサーにおいて臨床的に重要な問題を持ち出すことがあり得る。例えば、宿主が干渉物質（例えば、アセトアミノフェン）を摂取した重症の低血糖状況では結果生じる人為的に高いグルコース信号によって宿主は自身が正常血糖または高血糖であると信じることになり得る。それに呼応して、食事を始めることが適正な行動であるときに宿主が過剰なインスリンを注射するか、何にも行動を採らないなど、不適切な治療決定を行うことがあり得る。次に、この不適切な行動または無活動が宿主に危険な低血糖エピソードを引き起こし得る。よって、本明細書において考えられているある特定の実施形態は分析物測定値に対する干渉物質の効果を実質的に低減または除外する膜系を含む。これらの膜系は電極の電気活性表面への干渉物質の流動を阻止またはかなり低減させることができる１つ以上のドメインを含んでよく、それによって米国特許出願公開第２００９−０２４７８５６−Ａ１号明細書にさらに詳細に記載されるようにノイズを減少させることができ、センサーの正確性を改善することができる。
ドリフト
「ドリフト」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのその通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、センサーの感度の経時的変化を指す。センサー膜系の透過性の変化がドリフトを生じさせることがあり得、それはポリウレタン拡散抵抗ドメインを使用する実施形態において特に明らかであり得る。理論に捉われることを望むものではないが、そのような系の透過性の変化は、より多くの親水性成分を表面に持ってくるか、他の場合では膜系の水和時に親水性高分子成分へのアクセスを増大させるようにどうにか再構成するための拡散抵抗ドメインポリウレタン重合体鎖の再構成により生じると考えられている。このため、膜系の水和速度の増加または湿潤能の増加が系のドリフトを減少させる。
静電的誘導性水和のために双性イオン性化合物からなる重合体および架橋被覆はほぼ瞬時に湿潤する特性を有する。以下にさらに詳細に考察されるように、膜系の最も外側のドメインに１種類以上の双性イオン性化合物、それらの前駆物質または誘導体（加水分解性陽イオン性エステルなど）を含むこと、またはそのような化合物の被覆を膜系の表面に適用することによってセンサードリフトが減少することになる。
膜の製作
好ましくは、スプレー、浸漬、流延、電界紡糸、蒸着、スピンコーティング、被覆などのような溶液ベースの技術によって好ましい実施形態の重合体を処理することができる。溶媒ベースの材料に用いられる方法と類似した方法によって水ベースの高分子エマルジョンを製作して膜を形成することができる。両方の場合で揮発性の液体（例えば、有機溶媒または水）の蒸発によりその重合体の膜が残される。当業者に周知の多数の方法により多機能性反応性成分を使用して被着した膜の架橋を実行することができる。その液体系は熱、蒸気、高エネルギー放射線、紫外線により、または鋳型中または被覆される基材上で最終重合体を作製する反応を完了することにより硬化することができる。
幾つかの実施形態では膜の湿潤特性（および、延長線上で考えると、センサーにより示されるセンサードリフトの程度）は表面活性基含有重合体、双性イオン性基を有する重合体（またはそれらの前駆物質もしくは誘導体）、およびそれらの組合せの間の共有結合性架橋の構築により調節および／または制御され得る。架橋は薄膜構造にかなりの影響を有することがあり得、それが次に薄膜表面の湿潤特性に影響し得る。
架橋重合体は異なる架橋密度を有することがあり得る。ある特定の実施形態では架橋剤を使用して層の間の架橋を促進する。他の実施形態では上記の架橋技術の代わりに（または、それに加えて）架橋を形成するために熱を使用する。例えば、幾つかの実施形態では高温の結果としてイミド結合とアミド結合が２種類の重合体の間に形成され得る。幾つかの実施形態では光架橋を実施してポリカチオン性層とポリアニオン性層の間に共有結合を形成する。光架橋の１つの大きな利点は、それがパターン形成の可能性を提供することである。ある特定の実施形態では光架橋を使用するパターン形成を実施して薄膜構造を修飾し、そうして膜の湿潤特性を調節する。
当技術分野において公知の重合体混合物を形成する方法のうちのいずれかを用いて少なくとも２種類の表面活性基含有重合体を含むドメインを作製することができる。１つの模範的な実施形態ではフッ素末端基を含有するポリウレタンの溶液とシリコン末端基を含有するポリウレタンの溶液を混合する（例えば、その溶液はアセトン、エチルアルコール、ＤＭＡＣ、ＴＨＦ、２−ブタノンなどのような適切な溶媒に溶解された重合体を含む）。次に当技術分野において公知のあらゆる方法（例えば、スプレー、塗布、浸漬被覆、蒸着、成形、３−Ｄ印刷、リソグラフ技術（例えば、フォトリソグラフ）、ミクロピペッティングおよびナノピペッティング印刷技術など）を用いてその混合物を薄膜状にするか、表面に塗布することができる。その後、高温（例えば、５０〜１５０℃）で混合物を硬化させることができる。他の適切な硬化方法は例えば紫外線またはγ線を含み得る。
幾つかの実施形態では本明細書に記載されるドメインのうちのいずれかを作製するために使用される、双性イオン性末端基を有するモノマー、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体を含む重合体混合物を使用することができる。他の実施形態では本明細書に記載されるドメインのうちのいずれかを作製するために使用される、正に帯電した表面活性基を有する重合体と負に帯電した表面活性基を有する重合体を含む重合体混合物を使用することができる。そのような混合物から調製される重合体は高分子両性電界性であり、且つ、通常は重合体表面にわたって同じ電荷の比較的に均一でナノスケールの分布を有する。幾つかの実施形態では重合体混合物は比較的に等しい数の正に帯電した表面活性基と負に帯電した表面活性基を含む。そのような重合体混合物の例はＣｈｅｎ ｅｔ ａｌ．， Ｐｏｌｙｍｅｒ ２０１０， ５１：５２８３−９３に記載されている。他の実施形態では高分子両性電界性混合物は等しくない量で存在する正に帯電した表面活性基と負に帯電した表面活性基を含み得る。幾つかの実施形態では混合物がより多くの正に帯電した表面活性基を含有し得るが、一方、他の実施形態では混合物がより多くの負に帯電した表面活性基を含有し得る。
本明細書に記載されるある特定の装置で使用するため、高分子両性電解質重合体を作製するための重合体混合物は最大で０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、１、２、または５重量％の表面活性基を有する帯電モノマーを含有し得る。
重合体分子間に架橋を誘導する混合物に幾つかの量の架橋剤を含めることもできる。適切な架橋剤の非限定的な例にはイソシアネート、カルボジイミド、グルタルアルデヒド（ｇｌｕｔｅｒａｌｄｅｈｙｄｅ）または他のアルデヒド、エポキシ、アクリレート、フリーラジカル系薬剤、エチレングリコールジグリシジルエーテル（ＥＧＤＥ）、ポリ（エチレングリコール）ジグリシジルエーテル（ＰＥＧＤＥ）、またはジクミル過酸化物（ＤＣＰ）が含まれる。１つの実施形態では成分を混合するときに加えられる架橋剤と重合体の総乾燥重量に対して約０．１％から約１５％（重量／重量）の架橋剤（一例では、約１％〜約１０％）が添加される。硬化処理時に実質的に全ての架橋剤が反応し、最終の薄膜には検出可能な未反応の架橋剤はほとんど残っていないと考えられる。
生体防御ドメイン
生体防御ドメインは、宿主に移植または（例えば、血管への体外アクセスを提供する血管内アクセス装置を介して）宿主に接続されたときに体液と境界面で接する（例えば、接触する）ように構成されている移植可能装置のドメインまたは層である。ある特定の生体防御ドメインのノイズ低減化能力が米国特許出願公開第２００９−０２４７８５６−Ａ１号明細書中にさらに詳細に記載されている。
本明細書に記載される幾つかの実施形態は、表面活性基を含有する少なくとも１種類の重合体を含む、生体防御層とも呼ばれる生体防御ドメイン４６を含む膜（図２Ａ〜２Ｃを参照のこと）を含むことができる。幾つかの実施形態では表面活性基含有重合体は表面活性末端基含有重合体である。これらの実施形態のうちの幾つかでは、表面活性末端基含有重合体は共有結合した表面活性末端基を有する重合体である。しかしながら、他の表面活性基含有重合体を使用することもでき、側鎖構造のグラフト化を介した完全に反応した基礎重合体の修飾、表面処理または（例えば、表面修飾添加物を介した）膜の製作後に適用された被覆、膜の製作前の表面修飾添加物の基礎重合体への混合、合成時の物理的エントレインメントによる表面活性基含有軟質セグメントの工程かなどによりそれらの他の表面活性基含有重合体を形成することができると考えられている。本明細書に記載される幾つかの実施形態において使用され得るある特定の模範的な生体防御ドメインが米国特許出願公開第２００９−０２４７８５６−Ａ１号明細書中にさらに詳細に記載されている。幾つかの実施形態では表面活性末端基は双性イオン性物質、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体である。幾つかの実施形態では表面活性末端基は双性イオン性化合物、前駆物質、またはそれらの誘導体への架橋に適切である。
ある特定の実施形態に有用な基礎重合体には重合体の骨格構造について直鎖状または分岐状のあらゆる重合体が含まれ得る。適切な基礎重合体にはエポキシ、ポリオレフィン、ポリシロキサン、ポリエーテル、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、およびポリウレタンが含まれ得るが、これらに限定されず、その中でポリウレタンはポリエーテル−ウレタン−尿素、ポリカーボネート−ウレタン、ポリエーテル−ウレタン、シリコン−ポリエーテル−ウレタン、シリコン−ポリカーボネート−ウレタン、ポリエステル−ウレタンなどのようなポリウレタン共重合体を含み得る。幾つかの実施形態では基礎重合体は、限定されないが、それらの引張強度、折り曲げ強さ係数などのようなバルク特性に関して選択され得る。例えば、ポリウレタンは比較的に強度があり、多数の反応性経路を提供することが知られており、それらの特性は連続的センサーの膜ドメインのバルク特性として有利であり得る。
幾つかの実施形態では親水性セグメントを有するように合成された基礎重合体を使用して生体防御層を形成することができる。例えば、硬質セグメントと軟質セグメントを含んでなる生体適合性セグメント化ポリウレタンブロック共重合体を含む直鎖状基礎重合体を使用することができる。幾つかの実施形態ではその共重合体の硬質セグメントは約１６０ダルトンから約１０，０００ダルトンまで、時には約２００ダルトンから約２，０００ダルトンまでの分子量を有し得る。幾つかの実施形態ではその軟質セグメントの分子量は約２００ダルトンから約１０，０００，０００ダルトンまで、時には約５００ダルトンから約５，０００，０００ダルトンまで、時には約５００，００ダルトンから約２，０００，０００ダルトンまでであり得る。その共重合体の硬質セグメントの調製に使用されるポリイソシアネートは芳香族または脂肪族ジイソシアネートであり得ると考えられている。そのポリウレタンの調製に使用される軟質セグメントは、分析物（例えば、グルコース）が通り抜ける透過性の確立に有用であり得る多官能性脂肪族ポリオール、多官能性脂肪族または芳香族アミンなどであり得、それらは例えばポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）、ポリアクリルアミド、ポリアセテート、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリエチルアクリレート（ＰＥＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、およびそれらの誘導体（例えば、ＰＶＰビニルアセテート）を含むことができ、幾つかの実施形態ではＰＶＰとそれらの誘導体がそれらの加水分解安定性のために好ましくあり得る。
あるいは、幾つかの実施形態では生体防御層は、例えば各重合体がその化学的性質を維持する物理的混合物または混合物として、基礎重合体（例えば、ポリウレタン）とＰＶＡ、ＰＥＧ、ポリアクリルアミド、ポリアセテート、ＰＥＯ、ＰＥＡ、ＰＶＰ、およびそれらの誘導体（例えば、ＰＶＰビニルアセテート）などの１種類以上の親水性重合体の組合せを含み得る。重合体の様々な組合せのうちのいずれかを使用して所望のグルコース透過特性、酸素透過特性、および干渉透過特性を有する混合物を生じさせることができると考えられている。例えば、幾つかの実施形態では生体防御層はポリカーボネート−ウレタン基礎重合体とＰＶＰの混合物から形成され得るが、他の実施形態ではポリウレタンか別の基礎重合体と１種類以上の親水性重合体の混合物を代わりに使用することができる。ＰＶＰの使用を伴う実施形態のうちの幾つかでは、重合体混合物のＰＶＰ部分はその重合体混合物の約５重量％から約５０重量％まで、時には約１５％から２０％まで、他の時には約２５％から４０％までを含み得る。様々な分子量のＰＶＰを使用することができると考えられている。例えば、幾つかの実施形態では使用されるＰＶＰの分子量は約２５，０００ダルトンから約５，０００，０００ダルトンまで、時には約５０，０００ダルトンから約２，０００，０００ダルトンまで、他の時には６，０００，０００ダルトンから約１０，０００，０００ダルトンまでであり得る。
「表面活性基」および「表面活性末端基」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、それらの慣用的な意味で使用され、限定されないが、それらから形成される膜の表面に向かって優先的に移動する表面活性特性を有する表面活性オリゴマーまたは他の表面活性部分、例えば、アルキル基を含む。表面活性基は（例えば、膜形成時の熱力学的特性によって促されて）空気に向かって優先的に移動する。幾つかの実施形態では表面活性基は合成時に基礎重合体に共有結合する。幾つかの好ましい実施形態では表面活性基はシリコン、スルホネート、フッ素、ポリエチレンオキシド、炭化水素基、双性イオン性基、帯電基などを含み得る。表面活性基含有重合体を含む膜ドメインの表面活性（例えば、化学、特性）は基礎重合体の表面活性よりもむしろ表面活性基の表面活性を反映する。言い換えると、表面活性基が基礎重合体のバルク特性を損なうことなく膜の表面（例えば、生物学的接触表面）において化学を制御する。好ましい実施形態の表面活性基は所望の表面特性、例えば、非定常ノイズ阻止能力、（減少した）待機時間、帯電種に反発する能力、陽イオン性または陰イオン性阻止性などに関して選択される。幾つかの好ましい実施形態では表面活性基は重合体骨格の１つ以上の末端に位置し、表面活性末端基と呼ばれ、表面活性末端基は幾つかの状況では表面活性基含有重合体から形成される生体防御ドメイン／層の表面により容易に移動すると考えられている。
幾つかの実施形態ではシリコンを表面活性基として含有する重合体、例えば、シリコン末端基を含有するポリウレタンから生体防御ドメイン４６が形成される。幾つかの実施形態は宿主への挿入用に構成されている連続的分析物センサーを含み、そのセンサーは検出機構上に位置する膜を有し、その膜は、本明細書中の別の箇所でさらに詳細に記載されるように、センサー信号に対する非定常ノイズ誘導性種の影響を実質的に阻止するように構成されているシリコン末端基を含んでなるポリウレタンを含む。幾つかの実施形態ではその重合体は約１０重量％、１１重量％、１２重量％、１３重量％、１４重量％、１５重量％、１６重量％、１７重量％、１８重量％、１９重量％、２０重量％、２１重量％、２２重量％、２３重量％、２４重量％、２５重量％、２６重量％、２７重量％、２８重量％、２９重量％、３０重量％、〜約３１重量％、３２重量％、３３重量％、３４重量％、３５重量％、３６重量％、３７重量％、３８重量％、３９重量％、４０重量％、４１重量％、４２重量％、４３重量％、４４重量％、４５重量％、４６重量％、４７重量％、４８重量％、４９重量％、５０重量％、５１重量％、５２重量％、５３重量％、５４重量％または５５重量％のシリコンを含む。ある特定の実施形態ではそのシリコン（例えば、ＰＤＭＳなどの前駆物質）は約５００から約１０，０００ダルトンまで、好ましくは少なくとも約２００ダルトンの分子量を有する。幾つかの実施形態ではその基礎重合体は少なくとも約１０重量％のシリコン、好ましくは約１９重量％から約４０重量％までのシリコンを含む。これらの範囲は米国特許出願公開第２００９−０２４７８５６−Ａ１号明細書においてノイズ低減機能性の有利なバランスを提供するが、一方、センサーが例えばグルコースセンサーである実施形態において充分なグルコース透過性を維持するものとして記載される。
幾つかの実施形態ではフッ素を表面活性基として含有する重合体、例えば、フッ素末端基を含有するポリウレタンから生体防御ドメインが形成される。好ましい実施形態ではその重合体は約１重量％から約２５重量％までのフッ素を含む。幾つかの実施形態は宿主への挿入用に構成されている連続的分析物センサーを含み、そのセンサーは検出機構上に位置する膜を有し、その膜はフッ素表面活性基を含有するポリウレタンを含み、且つ、その膜が表面活性基を有しない類似の基礎重合体から形成された膜と比較してセンサーの待機時間を減少させるように構成および配置されている。例えば、好ましい実施形態では好ましい実施形態の生体防御ドメインを有するグルコースセンサーは（グルコース濃度の生理学的範囲にわたって）１２０秒未満、時には６０秒未満、および時には約４５、３０、２０、または１０秒未満の応答時間（例えば、ｔ９０）を有する。
幾つかの実施形態ではスルホネートを表面活性基として含有する重合体、例えば、スルホネート末端基を含有するポリウレタンから生体防御ドメインが形成され得る。幾つかの実施形態では宿主への挿入用に構成されている連続的分析物センサーは検出機構上に位置する膜を含むことができ、その膜はスルホネートを表面活性基として含有する重合体を含み、且つ、例えばスルホネート化基の正味の負電荷のために帯電種に反発するように構成されている。
幾つかの実施形態では２種類以上（例えば、２種類、３種類、４種類、５種類、またはそれ以上）の表面活性基含有重合体の混合物を使用して生体防御膜ドメインを形成する。例えば、シリコン末端基を有するポリウレタンとフッ素末端基を有するポリウレタンを混合し、その混合物から生体防御膜ドメインを形成することにより、本明細書中の別の箇所でさらに詳細に記載されるように非定常ノイズ誘導性種を実質的に阻止し、且つ、センサーのｔ９０を低下させるようにセンサーを構成することができる。同様に、シリコン末端基を含有するポリウレタン、フッ素末端基を含有するポリウレタン、およびスルホネート末端基を含有するポリウレタンを混合し、その混合物から生体防御膜ドメインを形成することにより、上でさらに詳細に説明されたように非定常ノイズ誘導性種を実質的に阻止し、センサーの待機時間を減少させ、帯電種に反発するようにセンサーを構成することができる。
幾つかの実施形態では２種類以上の表面活性末端基含有重合体のうちの１つが双性イオン性表面活性末端基、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体を含む。これらの実施形態ではそれらの双性イオン性表面活性末端基、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体の少なくとも一部が、装置がインビボにある間に双性イオン性表面活性末端基として存在するものとする。したがって、これらの末端基が装置表面の混合荷電領域を周囲の環境に提示することによってその装置の表面水和を上昇させ、且つ、もしかすると非特異的タンパク質の吸着と細胞接着を減少させる。
他の実施形態では２種類以上の表面活性基含有重合体からなる混合物は負に帯電している１種類の表面活性基と正に帯電している１種類の表面活性基を含む。幾つかの実施形態では負に帯電した表面活性基と正に帯電した表面活性基の数はほぼ等しい。すなわち、そのような混合物から形成された生体防御膜ドメインの表面は正味の荷電がほぼ中性である。しかしながら、負に帯電した表面活性末端基と正に帯電した表面活性末端基は好ましくはそのドメインの表面に均一に分散されており、そうしてインビボで装置の表面水和を上昇させ、且つ、非特異的タンパク質の吸着と細胞接着を減少させる可能性がある混合荷電装置表面を提供する。他の実施形態では負に帯電した表面活性基と正に帯電した表面活性基の数は等しくない。幾つかの関連の実施形態ではその混合物は負に帯電した表面活性基よりも多くの正に帯電した表面活性基を含有する。あるいは、その混合物は正に帯電した表面活性基よりも多くの負に帯電した表面活性基を含有してもよい。
幾つかの実施形態では２種類以上の表面活性基含有重合体の混合を用いるが、他の実施形態では基礎重合体と共に２種類以上の表面活性基を合成することにより単一要素重合体を形成して同様の有利な表面特性を達成することができる。しかしながら、幾つかの実施形態では製造が簡便であるため混合が好ましくあり得る。
幾つかの実施形態ではインビボで挿入されたときに生体防御ドメイン４６の最も外側のドメインが体液と接触するように検出領域から最も遠位に生体防御ドメイン４６を位置させる。幾つかの実施形態ではその生体防御ドメインは細胞付着に対して耐性を有し、細胞に対して不浸透性であり、且つ、生体安定材料から構成され得る。理論に捉われることを望むものではないが、生体防御ドメイン４６が細胞付着（例えば、他のドメイン、例えば、酵素ドメインから充分な距離を保つ理由である、マクロファージなどの炎症性細胞による付着）に対して耐性を有するとき、次亜塩素酸塩種および他の酸化種はインビボでは短寿命の化学種であり、生物分解が概して起こらないと考えられる。さらに、生体防御ドメイン４６の形成に好ましい材料はこれらの酸化種の作用に対して抵抗性であり得、したがって生物耐久性と名付けられている。幾つかの実施形態では生体防御ドメインは酸素および他の分析物（例えば、グルコース）の基底酵素ドメイン（例えば、そこでは別個の拡散抵抗ドメインが必要とされないように拡散抵抗ドメインの機能性が生体防御ドメインに組み込まれている）への流動を制御する。
幾つかの実施形態では１種類以上の双性イオン性化合物、それらの前駆物質または誘導体、好ましくはカルボキシルベタイン、スルホベタイン、またはホスホルベタイン化合物、その前駆物質または誘導体（例えば、アルキルベタインまたはアミノベタイン）などのベタイン化合物を例えば生体防御ドメインの最大で約０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、１、２、または５重量％で生体防御ドメインに組み入れることができる。模範的なベタインにはコカミドプロピルベタイン、オレアミドプロピルベタイン、オクチルスルホベタイン、カプリリルスルホベタイン、ラウリルスルホベタイン、ミリスチルスルホベタイン、パルミチルスルホベタイン、ステアリルスルホベタイン、ベタイン（トリメチルグリシン）、オクチルベタイン、ホスファチジルコリン、グリシンベタイン、ポリ（カルボキシベタイン）（ｐＣＢ）、およびポリ（スルホベタイン）（ｐＳＢ）が含まれる。多くのより双性イオン性の化合物またはそれらの前駆物質もしくは誘導体が適用可能であり得ること、および、模範的なベタインのこのリストが実施形態の範囲を制限するものとされないことが理解される。
生体防御ドメインの調製に使用される１つ以上の重合体中の生体防御ドメイン表面活性基に双性イオン性化合物、それらの前駆物質または誘導体を組み入れることができる。その際に荷電表面活性基が「表面に拡がり」、すなわち、またはそのドメインの表面に移動し、そうして体液との接触に適した混合荷電表面活性基を表面に提示する。
他の実施形態では正に帯電した表面活性基と負に帯電した表面活性基を含む重合体混合物から生体防御ドメインが調製される。上記の双性イオン性表面活性基のように正に帯電した表面活性基と負に帯電した表面活性基はそのドメインの表面に移動し、その表面において実質的に均一な同種荷電基の分散を生じさせる。
比較的に等量の正に帯電したモノマーと負に帯電したモノマーが存在する実施形態では結果生じる生体防御ドメイン表面が好ましくは（正に帯電した表面活性基と負に帯電した表面活性基の両方の存在により生じる）混合荷電装置表面を提供する。この表面はインビボでの装置の表面水和の上昇と非特異的タンパク質の吸着と細胞接着の潜在的な減少という利益を有する。
他の実施形態では負に帯電した表面活性基と正に帯電した表面活性基の数は等しくない。幾つかの関連の実施形態ではその混合物は負に帯電した表面活性基よりも多くの正に帯電した表面活性基を含有する。あるいは、その混合物は正に帯電した表面活性基よりも多くの負に帯電した表面活性基を含有してもよい。どちらの場合でも結果生じる表面は同様にインビボでの装置の表面水和の上昇と非特異的タンパク質の吸着と細胞接着の潜在的な減少を示すことがあり得、且つ、非定常ノイズ誘導性種を実質的に阻止するように、または帯電種に反発するように構成されることもあり得る。
他の実施形態では膜系の最も外側の表面に被覆または表面処理として１種類以上の双性イオン性化合物またはそれらの前駆物質もしくは誘導体を塗布することができる。幾つかの実施形態ではその被覆または表面処理は膜系の最も外側のドメインに架橋可能である。これらの実施形態では膜系の最も外側のドメインは通常は双性イオン性化合物またはそれらの前駆物質もしくは誘導体への架橋に適切な表面活性基を含む。幾つかの実施形態ではその被覆または表面処理は高分子性である。幾つかの代替的実施形態ではその被覆または表面処理は高分子性ではない。幾つかの実施形態ではその被覆または表面処理は双性イオン性化合物またはその前駆物質もしくは誘導体を含むヒドロゲルであり得る。あるいは、幾つかの実施形態では膜系への内包または塗布のためのヒドロゲルに双性イオン性化合物またはその前駆物質もしくは誘導体を組み入れない。
幾つかの実施形態では膜系の表面に塗布される１種類以上の双性イオン性化合物またはそれらの前駆物質もしくは誘導体は双性イオン性化合物の加水分解性陽イオン性エステルである。これらの実施形態では加水分解性陽イオン性エステルは、陽イオン性エステルの非汚損性双性イオン性基への加水分解により（細菌などの）微生物を殺すことができ、またはＤＮＡを濃縮することができるという追加的な利益を提供する。さらに、結果生じる双性イオン性基の混合荷電性によりセンサーの表面上で非特異的タンパク質の吸着が阻害されることになる。これらの実施形態では陽イオン性ベタインエステル、例えば、陽イオン性ｐＣＢエステルが好ましい。
ある特定の実施形態では生体防御ドメインの厚みは約０．１、０．５、１、２、４、６、８ミクロン以下から約１０、１５、２０、３０、４０、５０、７５、１００、１２５、１５０、１７５、２００または２５０ミクロン以上までであり得る。これらの実施形態のうちの幾つかでは、生体防御ドメインの厚みは時には約１ミクロンから約５ミクロンまで、時には約２ミクロンから約７ミクロンまでであり得る。他の実施形態では生体防御ドメインは約２０または２５ミクロンから約５０、５５、または６０ミクロンまでの厚さであり得る。幾つかの実施形態ではグルコースセンサーは経皮移植または短期皮下移植用に構成され得、且つ、約０．５ミクロンから約８ミクロンまで、時には約４ミクロンから約６ミクロンまでの厚さを有し得る。宿主の循環系との液体伝達用に構成されている１種類のグルコースセンサーでは、厚みは約１．５ミクロンから約２５ミクロンまで、時には約３ミクロンから約１５ミクロンまでであり得る。幾つかの実施形態では電極の生体防御層または他のあらゆる層は一致した厚さを有し得るが、他の実施形態では厚みが異なり得ることも考えられている。例えば、幾つかの実施形態では生体防御層の厚みは電極末端の長手方向の軸に沿って変化してもよい。
拡散抵抗ドメイン
幾つかの実施形態では拡散抵抗層とも呼ばれる拡散抵抗ドメイン４４を使用することができ、生体防御ドメインと比べて移植可能装置のより近くに配置する。幾つかの実施形態では表面活性基含有基礎重合体を含む生体防御ドメインに拡散抵抗ドメインの機能性を組み込むことができる。よって、拡散抵抗ドメインについての本明細書における記述は生体防御ドメインにも当てはまり得ることを留意すべきである。拡散抵抗ドメインは酸素および他の分析物（例えば、グルコース）の基底酵素ドメインへの流動を制御するように機能する。本明細書中の別の箇所でさらに詳細に記載されるように、血液中の酸素の量と比べてモル過剰量のグルコースが存在する、すなわち、細胞外液中の遊離酸素分子毎に通常は１００個を超えるグルコース分子が存在する（Ｕｐｄｉｋｅ ｅｔ ａｌ．， Ｄｅａｂｅｔｅｓ Ｃａｒｅ ５：２０７−２１ （１９８２）を参照のこと）。しかしながら、酸素を補助因子として用いる固定化酵素ベースのセンサーが酸素分圧の変化には応答せずにグルコース濃度の変化に直線的に応答するために非律速的過剰量の酸素がそのセンサーに供給される。より具体的には、グルコースモニタリング反応が酸素により制限されるとき、グルコースの最小濃度の上では直線性が達成されない。グルコースと酸素の流動を制御するために酵素ドメインの上に配置される半透膜が無い場合では、最大でも約４０ｍｇ／ｄＬまでしかグルコースレベルに対する直線的応答を得ることができない。しかしながら、臨床背景ではグルコースレベルに対する直線的応答が最大で少なくとも約５００ｍｇ／ｄＬまで望ましい。
拡散抵抗ドメイン４４は酸素とグルコースの基底酵素ドメイン４２の流動を制御する半透膜を含み、好ましくは非律速的過剰量の酸素を提供する。結果として、グルコース測定の直線性の上限はその拡散抵抗ドメインが無い場合に達成されるものよりもはるかに高い値にまで延長される。幾つかの実施形態では拡散抵抗ドメインは約２００：１という酸素対グルコースの透過性比率を示すが、他の実施形態では酸素対グルコースの透過性比率は約１００：１、１２５：１、１３０：１、１３５：１、１５０：１、１７５：１、２２５：１、２５０：１、２７５：１、３００：１、または５００：１であり得る。酸素対グルコースの高透過性比率の結果として、一方向の反応物拡散が皮下マトリックス中に見出される全く正当なグルコース濃度と酸素濃度の充分な過剰量の酸素を提供することができる（Ｒｈｏｄｅｓ ｅｔ ａｌ．， Ａｎａｌ． Ｃｈｅｍ．， ６６：１５２０−１５２９ （１９９４）を参照のこと）。幾つかの実施形態ではより低い酸素対グルコースの比率が、酸素の酵素膜または電気活性表面への供給／輸送を強化するための高酸素可溶性ドメイン（例えば、シリコン材）を使用することによって過剰量の酸素を提供するのに充分であり得る。シリコン組成物の使用による酸素供給の強化によって、例えば、グルコース濃度が制限因子ではなくなり得る。言い換えると、より多くの酸素が酵素または電気活性表面に供給される場合、より多くのグルコースも酸素律速的過剰量を作ることなく酵素に供給され得る。
幾つかの実施形態では拡散抵抗ドメインはグルコースと酸素の分析物センサーへの拡散を制御するために親水性領域と疎水性領域の両方を有するポリウレタン膜を含むように合成された基礎重合体から形成される。適切な疎水性高分子成分はポリウレタンまたはポリエーテルウレタン尿素であり得る。ポリウレタンはジイソシアネートと二官能性ヒドロキシル含有材料の縮合反応により作製される重合体である。ポリウレアはジイソシアネートと二官能性アミン含有材料の縮合反応により作製される重合体である。好ましいジイソシアネートには約４メチレン単位から約８メチレン単位を含有する脂肪族ジイソシアネートが含まれる。環状脂肪族部分を含有するジイソシアネートも好ましい実施形態の膜の重合体と共重合体成分の調製において有用であり得る。拡散抵抗ドメインの疎水性マトリックスの基礎を形成する材料はセンサー装置中の膜としての使用に適切であり、且つ、活性酵素または電気化学的電極に到達するために適切な化合物が通過するのを可能にする、例えば、試験しているときに試料から酸素分子が膜を通過するのを可能にする充分な透過性を有すると当技術分野において知られているもののうちのいずれかであり得る。非ポリウレタン型の膜の作製に使用され得る材料の例にはビニル重合体、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ルボシロキサンなどの無機重合体、セルロース系材料およびタンパク質系材料などの天然高分子、およびそれらの混合物または組合せが含まれる。
ポリウレタンベースの抵抗ドメインの１つの実施形態では親水性高分子成分はポリエチレンオキシドである。例えば、１種類の有用な親水性共重合体成分は約２０％の親水性ポリエチレンオキシドを含むポリウレタン重合体である。その共重合体のポリエチレンオキシド部分はその共重合体の疎水性部分と疎水性高分子成分から分離するように熱力学的に誘起される。最終混合物を形成するために使用されたその共重合体の２０％のポリエチレンオキシドベースの軟質セグメント部分は水の回収とその後の膜のグルコース透過性に影響を与える。
あるいは、幾つかの実施形態では抵抗ドメインは基礎重合体（例えば、ポリウレタン）と１種類以上の親水性重合体（例えば、ＰＶＡ、ＰＥＧ、ポリアクリルアミド、ポリアセテート、ＰＥＯ、ＰＥＡ、ＰＶＰ、およびそれらの誘導体）の組合せを含み得る。重合体の様々な組合せのうちのいずれかを使用して所望のグルコース透過特性、酸素透過特性、および干渉透過特性を有する混合物を生じさせることができると考えられている。例えば、幾つかの実施形態では抵抗ドメインはシリコンポリカーボネート−ウレタン基礎重合体とＰＶＰ親水性重合体の混合物から形成され得るが、他の実施形態ではポリウレタンか別の基礎重合体と１種類以上の親水性重合体の混合物を代わりに使用することができる。ＰＶＰの使用を伴う実施形態のうちの幾つかでは、重合体混合物のＰＶＰ部分はその重合体混合物の約５重量％から約５０重量％まで、時には約１５％から２０％まで、他の時には約２５％から４０％までを含み得る。様々な分子量のＰＶＰを使用することができると考えられている。例えば、幾つかの実施形態では使用されるＰＶＰの分子量は約２５，０００ダルトンから約５，０００，０００ダルトンまで、時には約５０，０００ダルトンから約２，０００，０００ダルトンまで、他の時には６，０００，０００ダルトンから約１０，０００，０００ダルトンまでであり得る。
幾つかの実施形態では拡散抵抗ドメイン４４は生体防御ドメイン４６を有する一元的構造として形成され得る、すなわち、生体防御ドメイン４６が拡散抵抗ドメイン４４として機能するように拡散抵抗ドメイン４４の本質的特性が生体防御ドメイン４６に組み込まれている。
拡散抵抗ドメインは１種類の表面活性末端基含有重合体、または上記のように２種類以上（例えば、２種類、３種類、４種類、５種類、またはそれ以上）の表面活性末端基含有重合体の混合物を含み得る。例えば、幾つかの実施形態では拡散抵抗ドメインは、双性イオン性である表面活性末端基、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体である表面活性末端基を含む１種類の表面活性末端基含有重合体を含み得る。他の実施形態では２種類以上の表面活性基含有重合体の混合物中の１種類の表面活性基含有重合体は双性イオン性表面活性基、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体を含む。他の実施形態では混合物は正に帯電した表面活性基を有する重合体と負に帯電した表面活性基を有する重合体を含み得る。
拡散抵抗ドメインが１種類以上の双性イオン性表面活性基、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体を含む幾つかの実施形態ではそれらの双性イオン性表面活性基はカルボキシルベタイン、スルホベタイン、またはホスホルベタイン基、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体（例えば、アルキルベタインまたはアミノベタイン）などのベタイン部分を例えばそのドメインの最大で約０．１、０．２、０．５、１、２、または５重量％まで含み得る。模範的なベタインにはコカミドプロピルベタイン、オレアミドプロピルベタイン、オクチルスルホベタイン、カプリリルスルホベタイン、ラウリルスルホベタイン、ミリスチルスルホベタイン、パルミチルスルホベタイン、ステアリルスルホベタイン、ベタイン（トリメチルグリシン）、オクチルベタイン、ホスファチジルコリン、グリシンベタイン、ポリ（カルボキシベタイン）（ｐＣＢ）、およびポリ（スルホベタイン）（ｐＳＢ）が含まれる。多くのより双性イオン性の基またはそれらの前駆物質もしくは誘導体が適用可能であり得ること、および、模範的なベタインのこのリストが実施形態の範囲を制限するものとされないことが理解される。幾つかの実施形態では（別の箇所で考察される）双性イオン性基の加水分解性陽イオンエステルを拡散抵抗ドメインへの組込みのために同様の濃度で使用することができる。
幾つかの他の実施形態では２種類以上の表面活性基含有重合体の混合物は負に帯電している１種類の表面活性基と正に帯電している１種類の表面活性基を含む。これらの実施形態では負に帯電した表面活性基と正に帯電した表面活性基は好ましくはそのドメインの表面に均一に分散されており、そうして混合荷電装置表面を提供する。幾つかの実施形態では負に帯電した表面活性基と正に帯電した表面活性基の数は、その混合物から形成される拡散抵抗ドメインの正味の荷電がほぼ中性であるようなものである。他の実施形態では正に帯電した表面活性基と負に帯電した表面活性基の数は等しくないことがあり得、より多くの正に帯電した表面活性基か負に帯電した表面活性基のどちらかが存在している。
ある特定の実施形態では抵抗ドメインの厚みは約０．０５ミクロン以下から約２００ミクロン以上までであり得る。これらの実施形態のうちの幾つかでは、抵抗ドメインの厚みは約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、３．５、４、６、８ミクロンから約９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、１９．５、２０、３０、４０、５０、６０、７０、７５、８０、８５、９０、９５、または１００ミクロンまでであり得る。幾つかの実施形態では抵抗ドメインの厚みは経皮移植センサーの場合では約２、２．５または３ミクロンから約３．５、４、４．５、または５ミクロンまでであり、または完全移植センサーの場合では約２０または２５ミクロンから約４０または５０ミクロンまでである。
酵素ドメイン
幾つかの実施形態では酵素層とも呼ばれる酵素ドメイン４２を使用することができ、拡散抵抗ドメイン４４よりも電気化学的反応性表面から遠くない位置に配置する。酵素ドメインは分析物と反応するように構成されている触媒を含む。１つの実施形態では酵素ドメインはグルコース酸化酵素を含む固定化酵素ドメイン４２である。他の実施形態では酵素ドメイン４２に他の酸化酵素、例えば、ガラクトース酸化酵素、コレステロール酸化酵素、アミノ酸酸化酵素、アルコール酸化酵素、乳酸酸化酵素、またはウリカーゼをしみ込ませることができる。例えば、酵素ベースの電気化学的グルコースセンサーが良く働くように、センサーの反応は酵素活性によっても補因子の濃度によっても制限されるべきではない。
酵素ドメインは１種類の表面活性末端基含有重合体、または上記のように２種類以上（例えば、２種類、３種類、４種類、５種類、またはそれ以上）の表面活性末端基含有重合体の混合物を含み得る。例えば、幾つかの実施形態では酵素ドメインは、双性イオン性である表面活性末端基、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体である表面活性末端基を含む１種類の表面活性末端基含有重合体を含み得る。他の実施形態では２種類以上の表面活性基含有重合体の混合物中の１種類の表面活性基含有重合体は双性イオン性表面活性基、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体を含む。他の実施形態では混合物は正に帯電した表面活性基を有する重合体と負に帯電した表面活性基を有する重合体を含み得る。
酵素ドメインが１種類以上の双性イオン性表面活性基、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体を含む幾つかの実施形態ではそれらの双性イオン性表面活性基はカルボキシルベタイン、スルホベタイン、またはホスホルベタイン基、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体（例えば、アルキルベタインまたはアミノベタイン）などのベタイン部分を例えばそのドメインの最大で約０．１、０．２、０．５、１、２、または５重量％まで含み得る。模範的なベタインにはコカミドプロピルベタイン、オレアミドプロピルベタイン、オクチルスルホベタイン、カプリリルスルホベタイン、ラウリルスルホベタイン、ミリスチルスルホベタイン、パルミチルスルホベタイン、ステアリルスルホベタイン、ベタイン（トリメチルグリシン）、オクチルベタイン、ホスファチジルコリン、グリシンベタイン、ポリ（カルボキシベタイン）（ｐＣＢ）、およびポリ（スルホベタイン）（ｐＳＢ）が含まれる。多くのより双性イオン性の基またはそれらの前駆物質もしくは誘導体が適用可能であり得ること、および、模範的なベタインのこのリストが実施形態の範囲を制限するものとされないことが理解される。幾つかの実施形態では（別の箇所で考察される）双性イオン性基の加水分解性陽イオンエステルを酵素ドメインへの組込みのために同様の濃度で使用することができる。
幾つかの他の実施形態では２種類以上の表面活性基含有重合体の混合物は負に帯電している１種類の表面活性基と正に帯電している１種類の表面活性基を含む。幾つかの実施形態では負に帯電した表面活性基と正に帯電した表面活性基の数は、その混合物から形成される酵素ドメインの正味の荷電がほぼ中性であるようなものである。他の実施形態では正に帯電した表面活性基と負に帯電した表面活性基の数は等しくないことがあり得、より多くの正に帯電した表面活性基か負に帯電した表面活性基のどちらかが存在している。
幾つかの実施形態では分離した酵素ドメイン４２が必要とされない（例えば、生体防御ドメイン、拡散抵抗ドメイン、および酵素ドメインの機能性を含む一元的ドメインが提供される）ように生体防御ドメインまたは拡散抵抗ドメインに触媒（酵素）をしみ込ませるか、他の場合では固定化することができる。幾つかの実施形態では酵素ドメイン４２はポリウレタン、例えば、酵素を含むコロイド状ポリウレタン重合体の水性分散体から形成される。
幾つかの実施形態では酵素ドメインの厚みは約０．０１、０．０５、０．６、０．７、または０．８ミクロンから約１、１．２、１．４、１．５、１．６、１．８、２、２．１、２．２、２．５、３、４、５、１０、２０、３０４０、５０、６０、７０、８０、９０、または１００ミクロンまでであり得る。より好ましい実施形態では酵素ドメインの厚みは約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、４、または５ミクロンと６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、１９．５、２０、２５、または３０ミクロンの間である。さらにより好ましい実施形態では酵素ドメインの厚みは経皮移植センサーの場合では約２、２．５、または３ミクロンから約３．５、４、４．５、または５ミクロンまでであり、または完全移植センサーの場合では約６、７、または８ミクロンから約９、１０、１１、または１２ミクロンまでである。
干渉ドメイン
図２Ｂに例示される実施形態などの幾つかの実施形態では生体防御ドメインと酵素ドメインに加えて干渉層とも呼ばれる任意の干渉ドメイン４０を提供することができると考えられている。干渉ドメイン４０は１種類以上の干渉物質の電気化学的反応性表面への透過を実質的に減少させることができる。好ましくは、干渉ドメイン４０は測定された種よりも干渉物質のうちの１種類以上に対して透過性がはるかに低いように構成されている。（例えば、生体防御ドメインの表面活性基含有重合体を介して）生体防御ドメインにより干渉物質の阻止が提供され得る幾つかの実施形態では分離した干渉ドメインを使用しないこともあり得ることも考えられている。
幾つかの実施形態では干渉ドメインはシリコンを含有するポリウレタンなどのシリコン含有重合体またはシリコン重合体から形成される。理論に捉われることを望むものではないが、酵素ベースのグルコースセンサーが的確に機能するためにはグルコースは干渉層を透過してはならないと考えられており、その場合、干渉ドメインは酵素ドメインよりも電気活性表面の近くに位置する。よって、幾つかの実施形態ではグルコース濃度測定値にあまり影響することなく生体防御ドメインよりも高い重量パーセンテージのシリコンを含むシリコン含有干渉ドメインを使用することができる。例えば、幾つかの実施形態ではシリコン含有干渉ドメインは高いパーセンテージのシリコン（例えば、約２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、または５０％から約６０％、７０％、８０％、９０％または９５％まで）を有する重合体を含み得る。
１つの実施形態では干渉ドメインは高分子マトリックスに組み込まれるイオン性構成要素を含んでそのイオン性構成要素と同じ電荷を有するイオン性干渉物質に対する干渉ドメインの透過性を低下させることができる。別の実施形態では干渉ドメインは干渉物質を除去する反応を触媒するための触媒（例えば、ペルオキシダーゼ）を含むことができる。米国特許第６，４１３，３９６号明細書および米国特許第６，５６５，５０９号明細書は干渉性の種を除外するための方法と材料を開示する。
幾つかの実施形態では干渉ドメインは１種類の表面活性末端基含有重合体、または上記のように２種類以上（例えば、２種類、３種類、４種類、５種類、またはそれ以上）の表面活性末端基含有重合体の混合物を含み得る。例えば、幾つかの実施形態では干渉ドメインは、双性イオン性である表面活性末端基、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体である表面活性末端基を含む１種類の表面活性末端基含有重合体を含み得る。他の実施形態では２種類以上の表面活性末端基含有重合体の混合物中の１種類の表面活性末端基含有重合体は双性イオン性表面活性末端基、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体を含む。他の実施形態では干渉ドメインは２種類以上の表面活性末端基含有重合の混合物を含み、混合物中のそれらの重合体のうちの１つが負に帯電した表面活性末端基を含み、混合物中のそれらの重合体のうちの１つが正に帯電した表面活性末端基を含む。
干渉ドメインは１種類の表面活性末端基含有重合体、または上記のように２種類以上（例えば、２種類、３種類、４種類、５種類、またはそれ以上）の表面活性末端基含有重合体の混合物を含み得る。例えば、幾つかの実施形態では干渉ドメインは、双性イオン性である表面活性末端基、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体である表面活性末端基を含む１種類の表面活性末端基含有重合体を含み得る。他の実施形態では２種類以上の表面活性基含有重合体の混合物中の１種類の表面活性基含有重合体は双性イオン性表面活性基、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体を含む。他の実施形態では混合物は正に帯電した表面活性基を有する重合体と負に帯電した表面活性基を有する重合体を含み得る。
干渉ドメインが１種類以上の双性イオン性表面活性基、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体を含む幾つかの実施形態ではそれらの双性イオン性表面活性基はカルボキシルベタイン、スルホベタイン、またはホスホルベタイン基、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体（例えば、アルキルベタインまたはアミノベタイン）などのベタイン部分を例えばそのドメインの最大で約０．１、０．２、０．５、１、２、または５重量％まで含み得る。模範的なベタインにはコカミドプロピルベタイン、オレアミドプロピルベタイン、オクチルスルホベタイン、カプリリルスルホベタイン、ラウリルスルホベタイン、ミリスチルスルホベタイン、パルミチルスルホベタイン、ステアリルスルホベタイン、ベタイン（トリメチルグリシン）、オクチルベタイン、ホスファチジルコリン、グリシンベタイン、ポリ（カルボキシベタイン）（ｐＣＢ）、およびポリ（スルホベタイン）（ｐＳＢ）が含まれる。多くのより双性イオン性の基またはそれらの前駆物質もしくは誘導体が適用可能であり得ること、および、模範的なベタインのこのリストが実施形態の範囲を制限するものとされないことが理解される。幾つかの実施形態では（別の箇所で考察される）双性イオン性基の加水分解性陽イオンエステルを干渉ドメインへの組込みのために同様の濃度で使用することができる。
幾つかの他の実施形態では２種類以上の表面活性基含有重合体の混合物は負に帯電している１種類の表面活性基と正に帯電している１種類の表面活性基を含む。幾つかの実施形態では負に帯電した表面活性基と正に帯電した表面活性基の数は、その混合物から形成される干渉ドメインの正味の荷電がほぼ中性であるようなものである。他の実施形態では正に帯電した表面活性基と負に帯電した表面活性基の数は等しくないことがあり得、より多くの正に帯電した表面活性基か負に帯電した表面活性基のどちらかが存在している。
ある特定の実施形態では干渉ドメインはある特定の種、例えば、分子量が３４，０００ダルトンよりも大きい種の拡散を制限するように設計されている薄膜を含み得る。これらの実施形態では干渉ドメインは電極によって測定される予定のある特定の物質（例えば、過酸化水素）が通過することを許容し、且つ、潜在的な干渉性物質などの他の物質の通過を防止する。１つの実施形態では干渉ドメインはポリウレタンから構築される。代替的実施形態では干渉ドメインはシリコンなどの高酸素可溶性重合体を含む。
幾つかの実施形態では干渉ドメインは１種類以上のセルロース誘導体から形成される。一般に、セルロース誘導体にはセルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、２−ヒドロキシエチルセルロース、セルロースアセテートフタレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートトリメリテート、またはそれらの混合物および組合せなどの重合体が含まれ得る。
幾つかの代替的実施形態では干渉ドメインの基本材料として利用することができる他の種類の重合体には、例えば、ポリウレタン、ペンダントイオン性基を有する重合体、および制御孔径を有する重合体が含まれる。１つのそのような代替的実施形態では干渉ドメインは非膨潤性であり、且つ、低分子量種の拡散を制限する薄い疎水性膜を含む。その干渉ドメインは過酸化水素などの比較的に低分子量物質について透過性であるが、グルコースおよびアスコルビン酸を含むより高分子量の物質の通過を制限する。好ましい実施形態の膜系に適用され得る干渉種を減少させる、または除外するための他の系および方法が、それぞれ参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許第７，０７４，３０７号明細書、米国特許出願公開第２００５−０１７６１３６−Ａ１号明細書、米国特許第７，０８１，１９５号明細書、および米国特許出願公開第２００５−０１４３６３５−Ａ１号明細書中に記載されている。
幾つかの実施形態では干渉ドメインの厚みは約０．０１ミクロン以下から約２０ミクロン以上までであり得ると考えられている。これらの実施形態のうちの幾つかでは、干渉ドメインの厚みは約０．０１、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ミクロンと約４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または１９．５ミクロンの間であり得る。これらの実施形態のうちの幾つかでは、干渉ドメインの厚みは約０．２、０．４、０．５、または０．６、ミクロンから約０．８、０．９、１、１．５、２、３、または４ミクロンまでであり得る。
本明細書に記載される膜系は概して公知の薄膜技術（例えば、流延、スプレー被覆、塗布、電気被着、浸漬被覆など）を用いて露出した電気活性表面（例えば、作用電極と基準電極のうちの１つ以上）上に形成または被着され得る。しかしながら、流延または他の公知の塗布技術を利用することもできる。幾つかの実施形態では干渉ドメインはスプレー被覆または浸漬被覆によって被着され得る。１つの模範的な実施形態では干渉ドメインは、約０．５インチ／分から約６０インチ／分まで、時には約１インチ／分の挿入速度；約０．０１分から約２分まで、時には約１分の滞留時間；および約０．５インチ／分から約６０インチ／分、時には約１インチ／分の引き出し速度；および約１分から約１４時間、時には約３分から約１５分までの（および室温または真空下で、例えば、２０〜３０ｍｍＨｇで達成され得る）そのドメインの硬化（乾燥）を用いる干渉ドメイン溶液へのセンサーの浸漬被覆により形成される。セルロースアセテートブチレート干渉ドメインを含む１つの模範的な実施形態では３分の硬化（すなわち、乾燥）時間が各層の塗布と塗布の間に用いられる。セルロースアセテート干渉ドメインを用いる別の模範的な実施形態では１５分の硬化時間が各層の塗布と塗布の間に用いられる。
幾つかの実施形態では浸漬処理を少なくとも１回、そして最大で１０回以上反復することができる。他の実施形態では１回だけの浸漬が好ましい。浸漬処理の好ましい反復回数は使用するセルロース誘導体、それらの濃度、被着（例えば、浸漬）時の条件、および所望の厚み（例えば、ある特定の干渉物質の機能的な阻止を提供するのに充分な厚み）などに依存し得る。１つの実施形態では干渉ドメインは３層のセルロースアセテートブチレートから形成される。別の実施形態では干渉ドメインは１０層のセルロースアセテートから形成される。さらに別の実施形態では干渉ドメインは１層のセルロースアセテートとセルロースアセテートブチレートの混合物から形成される。別の実施形態では干渉ドメインは、当業者が理解するように、あらゆる公知の方法およびセルロースアセテートとセルロースアセテートブチレートの組合せを用いて形成され得る。
電極ドメイン
図２Ｃに例示される実施形態などの幾つかの実施形態では生体防御ドメインと酵素ドメインに加えて電極層とも呼ばれる任意の電極ドメイン３６を提供することができると考えられている。しかしながら、他の実施形態では生体防御ドメイン、拡散抵抗ドメイン、酵素ドメイン、および電極ドメインの機能性を含む一元的ドメインを提供するように生体防御ドメインに電極ドメインの機能性を組み込むことができる。
幾つかの実施形態では電極ドメインは電気化学的反応性表面の最も近くに位置する。電気化学的反応を促進するため、電極ドメインはセンサーインターフェイスの電気化学的反応性表面において親水性を維持する半透性被覆を含むことができる。電極ドメインは隣接するドメインを構成する材料を保護し、支援することによって隣接するドメインの安定性を増強することができる。電極ドメインは電解質の不足が原因である電極始動問題とドリフト問題を克服することによって装置の操作の安定化を助けることもできる。電極ドメインに含まれる緩衝電解質溶液は電極の電気化学的活性に起因する、実質的に疎水性の干渉ドメインと電極の間の大きなｐＨ勾配の形成により生じ得るｐＨ介在性損傷から保護することもできる。
幾つかの実施形態では電極ドメインは約０．０５ミクロンから約１００ミクロンまで、時には約０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、１ミクロンから約１．５、２、２．５、３、または３．５、４、４．５、５、６、６．５、７、７．５、８、８．５、９、９．５、１０、１０．５、１１、１１．５、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、１９．５、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、または１００ミクロンまでの「乾燥薄膜」の厚みを有する柔軟であり、水膨潤性である、実質的に固体のゲル様薄膜（例えば、ヒドロゲル）を含む。幾つかの実施形態では電極ドメインの厚みは経皮移植センサーの場合では約２、２．５または３ミクロンから約３．５、４、４．５、または５ミクロンまでであり得、または完全移植センサーの場合では約６、７、または８ミクロンから約９、１０、１１、または１２ミクロンまでであり得る。「乾燥薄膜の厚み」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのその通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、標準的被覆技術により膜の表面上へ被覆製剤から流延された硬化薄膜の厚みを指す。その被覆製剤は薄膜形成重合体の予備混合物と架橋剤を含むことができ、適度な熱が適用されると硬化することができる。
ある特定の実施形態では電極ドメインはウレタン重合体と親水性重合体の硬化性混合物から形成され得る。これらの実施形態のうちの幾つかでは、被覆は陰イオン性カルボキシレート官能基と非イオン性親水性ポリエーテルセグメントを有するポリウレタン重合体から形成され、それらはポリビニルピロリドンの存在下で架橋され、約５０℃の適度な温度で硬化される。
架橋性カルボキシル官能基性（例えば、ＢＡＹＢＯＮＤ（登録商標）；Ｍｏｂａｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社）を有する完全に反応したコロイド状ポリウレタン重合体の水性分散体がこの目的に特に適切である。これらの重合体は、ＸＷ−１２１およびＸＷ−１２３として特定されるカルボキシレート基を含有するポリカーボネート−ポリウレタン骨格；およびＸＷ−１１０−２として特定されるカルボキシレート基を含有するポリエステル−ポリウレタン骨格を有する分散体グレードで供給される。幾つかの実施形態では水とＮ−メチル−２−ピロリドン共溶媒中の３５重量パーセント溶液として市販されている脂肪族ポリカーボネートウレタン重合体の陰イオン性水性分散体であるＢＡＹＢＯＮＤ（登録商標）１２３を使用することができる。
幾つかの実施形態では電極ドメインは重なっているドメイン（例えば、干渉ドメイン、酵素ドメイン）よりも電極ドメインを同等以上に親水性にする親水性重合体から形成される。そのような親水性重合体には、例えば、ポリアミド、ポリラクトン、ポリイミド、ポリラクタム、官能化ポリアミド、官能化ポリラクトン、官能化ポリイミド、官能化ポリラクタムまたはそれらの組合せが含まれ得る。
幾つかの実施形態では電極ドメインは主に親水性重合体から形成され、これらの実施形態のうちの幾つかでは電極ドメインは実質的にＰＶＰから形成される。ＰＶＰは親水性水溶性重合体であり、ＢＡＳＦワイアンドット社とＧＡＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社によりＰＶＰ Ｋ．ＲＴＭ．ホモポリマーの名前で一連の粘度グレードと約１８，０００から約５００，０００までの範囲の平均分子量で市販されている。ある特定の実施形態ではＰＶＰ−Ｋ９０（ＢＡＳＦワイアンドット社）として特定される約３６０，０００の平均分子量を有するＰＶＰホモポリマーが電極ドメインを形成するために使用され得る。Ｎ−ビニルピロリドンの親水性の薄膜形成共重合体、例えばＮ−ビニルピロリドンとビニルアセテートの共重合体、Ｎ−ビニルピロリドン、エチルメタクリレートおよびメタクリル酸モノマーの共重合体なども適切である。
ある特定の実施形態では電極ドメインは完全に親水性重合体から形成される。考えられている有用な親水性重合体にはポリ−Ｎ−ビニルピロリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−２−ピペリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−２−カプロラクタム、ポリ−Ｎ−ビニル−３−メチル−２−カプロラクタム、ポリ−Ｎ−ビニル−３−メチル−２−ピペリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−４−メチル−２−ピペリドン、ポリ−Ｎ−ビニル−４−メチル−２−カプロラクタム、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、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキシド、ポリ−２−エチル−オキサゾリン、それらの共重合体およびそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態では２種類以上の親水性重合体の混合物が好ましくあり得る。
ある特定の実施形態では使用される親水性重合体が架橋されなくてよいが、他の実施形態では架橋を用いることができ、様々な方法のうちのいずれか、例えば、架橋剤の添加により架橋を達成することができると考えられている。幾つかの実施形態では重合体の予備混合物を調製し、膜の作製の直前に架橋剤を添加することによりＰＶＰの存在下でポリウレタン重合体を架橋することができる。考えられている適切な架橋剤にはカルボジイミド（例えば、塩酸１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド、およびＵＣＡＲＬＮＫ（登録商標）ＸＬ−２５（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ社））、エポキシドおよびメラミン／ホルムアルデヒド樹脂が含まれるが、これらに限定されない。あるいは、親水性重合体分子間の架橋の促進に充分な波長での放射線照射により架橋を達成することができるとも考えられており、それはドメインを通り抜けるより曲がりくねった拡散経路を作ると考えられている。
被覆の柔軟性と硬度は被覆製剤中の構成要素固形物の乾燥重量を変えることによって要求通りに変化し得る。「固形物の乾燥重量」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのその通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、架橋剤を含んだ時間の後の総被覆組成物に基づく乾燥重量のパーセントを指す。１つの実施形態では被覆製剤は、例えば、約６〜約２０乾燥重量パーセント、好ましくは約８乾燥重量パーセントのＰＶＰ、約３〜約１０乾燥重量パーセント、時には約５乾燥重量パーセントの架橋剤、および約７０〜約９１重量パーセント、時には約８７重量パーセントのポリカーボネート−ポリウレタン重合体などのポリウレタン重合体を含有し得る。そのような被覆製剤の反応産物は本明細書においてポリウレタンとＰＶＰからなる水膨潤性架橋マトリックスと呼ばれる。
幾つかの実施形態では水和されたときに電流を伝導する少なくとも１種類の化合物、通常は可溶性塩化物塩を含有する溶液を含む遊離液相である電解質相が電極ドメインの下にある。膜系が本明細書に記載されるもののようなグルコースセンサーと共に使用される１つの実施形態では電解質相が電極上に流動し、且つ、電極ドメインと接触する。ある特定の実施形態は標準的な市販の溶液を含むあらゆる適切な電解質溶液を使用することができると考えられている。電解質相は概して分析されている試料と同じ浸透圧またはそれより低い浸透圧を有することができる。好ましい実施形態では電解質相は通常の生理食塩水を含む。
生物活性剤
様々な生物活性（治療）剤のうちのいずれかを本明細書に記載される分析物センサーシステム、例えば、図１に示されている分析物センサーシステムと共に使用することができると考えられている。幾つかの実施形態ではその生物活性剤は抗凝血剤である。「抗凝血剤」という用語は、本明細書において使用される場合、広い意味を持つ用語であり、当業者にとってのその通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ（且つ、特別な意味または特例的な意味に限定されず）、限定されないが、凝血を防止する（例えば、血液の凝固を最小化する、低減させる、または止める）物質を指す。これらの実施形態では分析物センサーシステムに含まれる抗凝血剤はセンサー内またはセンサー上で凝血を防止することができる。センサーシステムへの組込みに適切な抗凝血剤にはビタミンＫアンタゴニスト（例えば、アセノクマロール、クロリンジオン、ジクマロール（Ｄｉｃｏｕｍａｒｏｌ）、ジフェナジオン、エチルビスクムアセテート、フェンプロクモン、フェニンジオン、チオクロマロール、またはワーファリン）、ヘパリン系抗凝血剤（例えば、血小板凝集阻害薬：アンチトロンビン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）、他の血小板凝集阻害薬（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、カルシウムカルバサラート、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α、フィブリノリシン、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）、直接的トロンビン阻害剤（例えば、アルガトロバン、ビバリルジン（Ｂｉｖａｌｉｒｕｄｉｎ）、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、デフィブロタイド、デルマタン硫酸、フォンダパリヌクス、リバロキサバン）などが含まれるが、これらに限定されない。
１つの実施形態では例えば浸漬またはスプレーによってヘパリンが分析物センサーシステムに組み込まれる。理論に捉われることを望むものではないが、カテーテルまたはセンサー上に被覆されたヘパリンは分析物センサーシステム上での血液の凝集および凝固を防止することによって血栓塞栓形成（例えば、血栓または血餅による血流の妨害）またはその後の合併症を防止することができると考えられている。幾つかの実施形態では浸漬またはスプレーの前にヘパリンを１種類以上の双性イオン性化合物またはそれらの誘導体、例えば、（上記のような）それらの加水分解性陽イオン性エステルと混合し、そうしてヘパリンと１種類以上の双性イオン性化合物またはそれらの誘導体の混合被覆を有するセンサーシステムを提供する。
幾つかの実施形態ではカテーテル（内径または外径）またはセンサーに抗微生物薬を被覆する。幾つかの実施形態では分析物センサーシステムに抗微生物薬を組み込むことができる。考えられている抗微生物薬には抗生物質、防腐剤、消毒薬および合成部分、およびそれらの組合せ、ならびにアルコール、ケトン、エーテル、アルデヒド、アセトニトリル、酢酸、塩化メチレンおよびクロロホルムなどの有機溶媒に可溶性である他の薬剤が含まれ得るが、これらに限定されない。その医療装置にしみ込ませるために使用される各抗微生物薬の量はある程度変化するが、少なくとも細菌生物および真菌生物、例えば、ブドウ球菌、グラム陽性細菌、グラム陰性桿菌、およびカンジダの成長を阻害する有効濃度である。
幾つかの実施形態では分析物センサーシステムに抗生物質を組み込むことができる。使用することができる抗生物質のクラスにはテトラサイクリン類（例えば、ミノサイクリン）、リファマイシン類（例えば、リファンピン）、マクロライド類（例えば、エリスロマイシン）、ペニシリン類（例えば、ナフェイリン）、セファロスポリン類（例えば、セファゾリン）、他のβラクタム抗生物質（例えば、イミペネム、アズトレオナム）、アミノグリコシド類（例えば、ゲンタマイシン）、クロラムフェニコール、スルホンアミド類（例えば、スルファメトキサゾール）、グリコペプチド類（例えば、バンコマイシン）、キノロン類（例えば、シプロフロキサシン）、フシジン酸、トリメトプリム、メトロニダゾール、クリンダマイシン、ムピロシン、ポリエン類（例えば、アムホテリシンＢ）、アゾール類（例えば、フルコナゾール）、およびβラクタム阻害剤（例えば、スルバクタム）が含まれる。
使用することができる具体的な抗生物質の例にはミノサイクリン、リファンピン、エリスロマイシン、ナフシリン、セファゾリン、イミペネム、アズトレオナム、ゲンタマイシン、スルファメトキサゾール、バンコマイシン、シプロフロキサシン、トリメトプリム、メトロニダゾール、クリンダマイシン、テイコプラニン、ムピロシン、アジスロマイシン、クラリスロマイシン、オフロキサシン、ロメフロキサシン、ノルフロキサシン、ナリジクス酸、スパルフロキサシン、ペフロキサシン、アミフロキサシン、エノキサシン、フレロキサシン、テマフロキサシン、トスフロキサシン、クリナフロキサシン、スルバクタム、クラブラニン酸、アムホテリシンＢ、フルコナゾール、イトラコナゾール、ケトコナゾール、およびナイスタチンが含まれる。
幾つかの実施形態では分析物センサーシステムに防腐剤または消毒薬を組み込むことができる。防腐剤および消毒薬の例はヘキサクロロフェン、陽イオン性ビシグアニド類（例えば、クロルヘキシジン、シクロヘキシジン）、ヨウ素およびヨードフォア（例えば、ポビドンヨード）、パラ−クロロ−メタ−キシレノール、トリクロサン、フラン医療用調製物（例えば、ニトロフラントイン、ニトロフラゾン）、メテナミン、アルデヒド（グルタルアルデヒド、ホルムアルデヒド）およびアルコールである。防腐剤および消毒薬の他の例は当業者に容易に示唆される。
幾つかの実施形態では分析物センサーシステムに抗バリア細胞剤を組み込むことができる。抗バリア細胞剤はマクロファージと異物巨細胞（ＦＢＧＣ）に対する効果を示す化合物を含み得る。抗バリア細胞剤は、ＦＢＣ成熟時に装置組織接触面においてマクロファージとＦＢＧＣにより提供される溶質輸送隔壁の閉鎖を防止すると考えられている。抗バリア細胞剤は創傷治癒過程、例えば、切開により作られた移植可能装置を挿入する創傷の治癒に影響する抗炎症機構または免疫抑制剤機構を提供することができる。サイクロスポリンは生体材料の周りで非常に高レベルの血管新生を刺激するものであり、好ましい実施形態の生体防御膜にサイクロスポリンを組み込むことができる（Ｍａｒｔｉｎｓｏｎらの米国特許第５，５６９，４６２号明細書を参照のこと）。あるいは、デキサメタゾンは組織装置接触面におけるＦＢＣの応答強度を弱めるものであり、好ましい実施形態の生体防御膜にデキサメタゾンを組み込むことができる。あるいは、ラパマイシンは幾つかのマクロファージ炎症機能の強力な特異的阻害剤であり、好ましい実施形態の生体防御膜にラパマイシンを組み込むことができる。
幾つかの実施形態では例えば、移植物に隣接した急性炎症または慢性炎症を低減させるため、またはＦＢＣカプセルの形成を減少させてバリア細胞層形成を低減または防止するために分析物センサーシステムに抗炎症剤を組み込むことができる。適切な抗炎症剤には、例えば、アセトメタフェン、アミノサリチル酸、アスピリン、セレコキシブ、コリンマグネシウムトリサリシレート、ジクロフェナクカリウム、ジクロフェナクナトリウム、ジフルニサール、エトドラク、フェノプロフェン、フルルビプロフェン、イブプロフェン、インドメタシン、インターロイキン（ＩＬ）−１０、ＩＬ−６突然変異タンパク質、抗ＩＬ−６ ｉＮＯＳ阻害剤（例えば、Ｌ−ＮＡＭＥまたはＬ−ＮＭＤＡ）、インターフェロン、ケトプロフェン、ケトロラック、レフルノミド、メレナミン酸（ｍｅｌｅｎａｍｉｃ ａｃｉｄ）、ミコフェノール酸、ミゾリビン、ナブメトン、ナプロキセン、ナプロキセンナトリウム、オキサプロジン、ピロキシカム、ロフェコキシブ、サルサレート、スリンダク、およびトルメチンなどの非ステロイド系抗炎症薬品（ＮＳＡＩＤＳ）；ならびにコルチゾン、ヒドロコルチゾン、メチルプレドニソロン、プレドニゾン、プレドニソロン、ベタメテゾン、ジプロピオン酸ベクロメタゾン、ブデソニド、リン酸デキサメタゾンナトリウム、フルニソリド、プロピオン酸フルチカゾン、パクリタキセル、タクロリムス、トラニラスト、トリアムシノロンアセトニド、ベタメタゾン、フルオシノロン、フルオシノニド、ジプロピオン酸ベタメタゾン、吉草酸ベタメタゾン、デソニド、デスオキシメタゾン、フルオシノロン、トリアムシノロン、トリアムシノロンアセトニド、プロピオン酸クロベタゾール、およびデキサメタゾンなどのコルチコステロイドが含まれるが、これらに限定されない。
幾つかの実施形態では炎症反応における様々な細胞要素の関与に必要である幾つかの重要な機構に直接的に干渉するために分析物センサーシステムに免疫抑制剤または免疫調節剤を組み込むことができる。適切な免疫抑制剤と免疫調節剤には抗増殖薬、細胞周期阻害剤（例えば、パクリタキセル、サイトカラシンＤ、インフィキシマブ（ｉｎｆｉｘｉｍａｂ））、タキソール、アクチノマイシン、マイトマイシン、トスプロモート（ｔｈｏｓｐｒｏｍｏｔｅ）ＶＥＧＦ、エストラジオール、ＮＯドナー、ＱＰ−２、タクロリムス、トラニラスト、アクチノマイシン、エベロリムス、メトトレキサート、ミコフェノール酸、アンジオペプチン（ａｎｇｉｏｐｅｐｔｉｎ）、ビンクリスティング（ｖｉｎｃｒｉｓｔｉｎｇ）、マイトマイシン、スタチン、ｃ−ＭＹＣアンチセンス、シロリムス（および類似体）、ＲｅｓｔｅｎＡＳＥ、２−クロロ−デオキシアデノシン、ＰＣＮＡリボザイム、バチムスタット（ｂａｔｉｍｓｔａｔ）、プロリルヒドロキシラーゼ阻害剤、ＰＰＡＲγリガンド（例えば、トログリタゾン、ロシグリタゾン、ピログリタゾン）、ハロフジノン、Ｃ−プロテイナーゼ阻害剤、プロブコール、ＢＣＰ６７１、ＥＰＣ抗体、キャッチン（ｃａｔｃｈｉｎｓ）、グリケーション剤、エンドセリン阻害剤（例えば、アンブリセンタン、テゾセンタン（Ｔｅｓｏｓｅｎｔａｎ）、ボセンタン）、スタチン（例えば、セリバスタチン）、大腸菌易熱性毒素、および先進型被覆が含まれるが、これらに限定されない。
幾つかの実施形態では分析物センサーシステムに抗感染症薬を組み込むことができる。抗感染症薬は一般に感染性因子の拡大を阻害することによって、または感染性因子を徹底的に殺滅することによって感染に対して作用することができ、例えば移植部位において炎症反応を起こさず免疫応答を減少させるように働くことができる物質である。抗感染症薬には駆虫薬（例えば、メベンダゾール）、抗生物質（例えば、アミノグリコシド、ゲンタマイシン、ネオマイシン、トブラマイシン）、抗真菌性抗生物質（例えば、アムホテリシンｂ、フルコナゾール、グリセオフルビン、イトラコナゾール、ケトコナゾール、ナイスタチン、ミカチン、トルナフタート）、セファロスポリン類（例えば、セファクロル、セファゾリン、セフォタキシム、セフタジジム、セフトリアキソン、セフロキシム、セファレキシン）、βラクタム抗生物質（例えば、セフォテタン、メロペネム）、クロラムフェニコール、マクロライド類（例えば、アジスロマイシン、クラリスロマイシン、エリスロマイシン）、ペニシリン類（例えば、ペニシリンＧナトリウム塩、アモキシシリン、アンピシリン、ジクロキサシリン、ナフシリン、ピペラシリン、チカルシリン）、テトラサイクリン類（例えば、ドキシサイクリン、ミノサイクリン、テトラサイクリン）、バシトラシン、クリンダマイシン、コリスチメタン酸ナトリウム、硫酸ポリミキシンｂ、バンコマイシン、抗ウイルス薬（例えば、アシクロビル、アマンタジン、ジダノシン、エファビレンツ、ホスカルネット、ガンシクロビル、インジナビル、ラミブジン、ネルフィナビル、リトナビル、サクイナビル、銀、スタブジン、バラシクロビル、バルガンシクロビル、ジドブシン）、キノロン（例えば、シプロフロキサシン、レボフロキサシン）；スルホンアミド（例えば、スルファジアジン、スルフィソキサゾール）、スルホン（例えば、ダプゾン）、フラゾリドン、メトロニダゾール、ペンタミジン、スルファニァミダム・クリスタリナム（ｓｕｌｆａｎｉｌａｍｉｄｕｍ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｕｍ）、ガチフロキサシン、およびスルファメトキサゾール／トリメトプリムが含まれるが、これらに限定されない。
幾つかの実施形態では分析物センサーシステムに血管新生薬を組み込むことができる。血管新生薬は一般に直接的または間接的血管形成特性を有する物質を含み得る。幾つかの場合では、血管新生薬はその他にインビボでバリア細胞の形成に影響を与えることができる。間接的血管形成という言葉は血管形成が炎症性経路または免疫刺激経路によって行われ得るということを意味する。局所的血管形成を誘導する薬剤がどのようにバリア細胞形成を間接的に阻害するのかよく分かっていない。しかしながら、理論に捉われることを望むものではないが、幾つかのバリア細胞効果は血管新生薬の効果から間接的に生じ得ると考えらえている。
血管新生薬は組織装置接触面の近くで血管新生を増加させることによって新血管新生を促進し、膜の周りでの創傷治癒を加速し、または虚血の期間を最小にする機構を提供することができる。強力な血管形成活性を有するリン脂質であるスフィンゴシン−１−リン酸（Ｓ１Ｐ）を生体防御膜に組み込むことができる。脂肪細胞の血管拡張性および血管形成性脂質産物であるモノブチリン（ｍｏｎｏｂｕｔｙｒｉｎ）を生体防御膜に組み込むこともできる。別の実施形態では血管新生を増加させることができるアンチセンス分子（例えば、トロンボスポンジン−２アンチセンス）を生体防御膜に組み込む。
血管新生薬は炎症を促進する機構を提供することができ、その機構はインビボで新血管新生と創傷治癒の加速を引き起こすと考えられている。１つの実施形態ではその外因性により免疫応答を誘起する外因性担体、例えば、ウシコラーゲンが新血管新生を刺激し、且つ、幾つかの実施形態の生体防御膜に組み込まれる。別の実施形態では免疫刺激物質であるリポ多糖が生体防御膜に組み込まれる。別の実施形態ではタンパク質、例えば、組織内での骨治癒を調節することが知られているα骨形成タンパク質（ＢＭＰ）が生体防御膜に組み込まれ得る。
幾つかの実施形態では分析物センサーシステムに血管形成剤を組み込むことができる。血管形成剤は新血管新生を刺激することができる物質であり、例えば、組織装置接触面において血管新生した組織層の発生を加速および持続することができる。血管形成剤には塩基性線維芽細胞増殖因子（ｂＦＧＦ）、（ヘパリン結合性増殖因子ＩＩおよび線維芽細胞増殖因子ＩＩとしても知られる）、酸性線維芽細胞増殖因子（ａＦＧＦ）、（ヘパリン結合性増殖因子Ｉおよび線維芽細胞増殖因子Ｉとしても知られる）、血管内皮細胞増殖因子（ＶＥＧＦ）、血小板由来内皮細胞増殖因子ＢＢ（ＰＤＥＧＦ−ＢＢ）、アンジオポエチン１、トランスフォーミング増殖因子β（ＴＧＦ−β）、トランスフォーミング増殖因子α（ＴＧＦ−α）、肝細胞増殖因子、腫瘍壊死因子α（ＴＮＦα）、胎盤増殖因子（ＰＬＧＦ）、アンジオジェニン、インターロイキン８（ＩＬ−８）、低酸素誘導因子Ｉ（ＨＩＦ−１）、アンジオテンシン変換酵素（ＡＣＥ）阻害剤キナプリラート、アンジオトロピン（Ａｎｇｉｏｔｒｏｐｉｎ）、トロンボスポンジン、ペプチドＫＧＨＫ、低酸素分圧、乳酸、インスリン、硫酸銅、エストラジオール、プロスタグランジン、ｃｏｘ阻害剤、内皮細胞結合剤（例えば、デコリンまたはビメンチン）、ゲニピン、過酸化水素、ニコチン、および成長ホルモンが含まれるが、これらに限定されない。
幾つかの実施形態では分析物センサーシステムに炎症誘発剤を組み込むことができる。炎症誘発剤は一般に宿主組織において免疫応答を刺激することができる物質であり、成熟した血管新生した組織層の形成を加速または持続することができる。例えば、炎症誘発剤は一般に創傷部位において慢性炎症および慢性肉芽応答を誘導する刺激性物質または他の物質である。理論に捉われることを望むものではないが、非常によく肉芽組織を形成することにより血管が誘導され、そのことが装置組織接触面に分析物の充分な供給または豊富な供給をもたらすと考えられている。炎症誘発剤には外因性担体、リポ多糖、黄色ブドウ球菌（Ｓ． ａｕｒｅｕｓ）ペプチドグリカン、およびタンパク質が含まれるが、これらに限定されない。
これらの生物活性剤を単独または組み合わせて使用することができる。生物活性剤をセンサーの材料に分散させることができ、例えば、膜系の少なくとも一部に組み込むことができ、または装置（例えば、筐体）に組み込み、膜を通り抜けて拡散するように適合させることができる。
センサー膜に生物活性剤を組み込むことができる様々な系と方法が存在する。幾つかの実施形態では膜系の製造時に生物活性剤を組み込むことができる。例えば、膜系を硬化する前、または膜系を製造した後に例えば生物活性剤の膜系への被覆、浸漬、溶液流延、または吸着により生物活性剤を混合することができる。幾つかの実施形態では膜系に生物活性剤が組み込まれるが、他の実施形態では装置の挿入と同時、その前、またはその後に例えば経口投与により、または局所的に移植部位の近傍での皮下注射によりインビボで生物活性剤を投与することができる。ある特定の実施形態では膜系に組み込まれる生物活性剤と局所的または全身的に投与される生物活性剤の組合せが好ましくあり得る。
一般に、膜に対する宿主のインビボ反応を改質するために生物活性剤を膜系に組み込むことができる、または装置に組み込み、その装置から拡散するように適合させることができる。幾つかの実施形態では装置の検出領域に隣接する膜系の一部だけに、検出領域を除く装置の表面全体に、またはそれらのあらゆる組合せに生物活性剤を組み込むことができ、それがインビボ反応（例えば、血栓形成）の様々な機構またはステージの制御に有用であり得る。しかしながら幾つかの代替的実施形態では生物活性剤が膜系を介して宿主循環系に拡散するように膜系の近くの装置に生物活性剤を組み込むことができる。
生物活性剤は担体マトリックスを含むことができ、そのマトリックスはコラーゲン、微粒子性マトリックス、吸収性または非吸収性マトリックス、制御放出マトリックス、またはゲルのうちの１つ以上のものを含む。幾つかの実施形態では担体マトリックスは貯留層を含み、生物活性剤がマイクロカプセル内にカプセル化される。担体マトリックスには生物活性剤が重合体ネットワークの内部に物理的に封入されている系が含まれ得る。幾つかの実施形態では生物活性剤は膜系と架橋されているが、他方では生物活性剤は例えば吸着、吸収、または浸漬により膜系に吸収されている。例えば、被覆、充填、または溶液流延により生物活性剤を膜系中または膜系上に被着させることができる。ある特定の実施形態ではイオン性界面活性剤および非イオン性界面活性剤、洗剤、ミセル、乳化剤、解乳化剤、安定化剤、水性担体および油性担体、溶媒、保存剤、抗酸化剤、または緩衝剤を使用して生物活性剤を膜系に組み込む。
幾つかの実施形態では膜系の表面は生物活性剤が可逆的に結合するセンサー膜の最も外側の表面に見られるタイ層を含む。幾つかの実施形態ではこのタイ層は、膜系の最も外側のドメインを含む重合体の表面活性末端基に結合している１種類以上の双性イオン性化合物、またはそれらの前駆物質もしくは誘導体を含む。幾つかの実施形態では双性イオン性化合物またはそれらの前駆物質もしくは誘導体は上記のように１種類以上の双性イオン性ベタインを含む。幾つかの実施形態では双性イオン性化合物またはそれらの前駆物質もしくは誘導体は上記のように双性イオン性化合物の加水分解性陽イオン性エステルを含む。好ましい実施形態ではタイ層は１種類以上の加水分解性陽イオン性ベタインエステル、例えば加水分解性陽イオン性ｐＣＢエステルを含む。
上記のような技術を用いて生物活性剤を重合体に組み込むこともでき、その重合体を使用して膜系、膜系上の被覆、膜系の部分、またはセンサーシステムのあらゆる部分を形成することができる。
当技術分野において公知の技術を用いて膜系を製造することができる。例えば、膜系をある長さの時間（例えば、約１時間以下から約１週間まで、またはより好ましくは約４、８、１２、１６、または２０時間から約１、２、３、４、５、または７日まで）浸漬することにより生物活性剤をその膜系に吸収させることができる。
膜系を形成する前に硬化していない重合体に生物活性剤を混合することができる。次にその膜系を硬化し、それによって膜系を形成する重合体と生物活性剤を架橋またはカプセル化する。
さらに別の実施形態ではミクロスフェアを使用して生物活性剤をカプセル化する。ミクロスフェアは生物分解性重合体から、最も好ましくは合成重合体またはタンパク質および多糖類などの天然高分子から形成され得る。本明細書において使用される場合、重合体という用語は合成重合体とタンパク質の両方を指すために使用される。米国特許第６，２８１，０１５号明細書は好ましい実施形態と併せて使用され得る幾つかの系と方法を開示する。一般に、生物活性剤は（１）ミクロスフェアを形成する重合体マトリックス、（２）ミクロスフェアを形成する重合体に囲まれた微粒子、（３）タンパク質ミクロスフェア内の重合体コア、（４）重合体ミクロスフェアの周囲の重合体被覆に組み込まれ得るか、（５）より大きな形に凝集するミクロスフェアと混合され得るか、または（６）それらの組合せである。生物活性剤は微粒子として組み込まれ得る、または重合体と共に要素を共溶解することによって組み込まれ得る。ミクロスフェアの形成の前に要素の溶液に安定化剤を添加することによって安定化剤を組み込むことができる。
生物活性剤をヒドロゲルに組み込み、膜系中または膜系上に被覆、または他の場合では被着させることができる。好ましい実施形態において使用するのに適切な幾つかのヒドロゲルには生物活性剤を非常によく透過し、刺激に応じてその生物活性剤を放出するように誘起される架橋親水性三次元重合体ネットワークが含まれる。
溶液流延により膜系に生物活性剤を組み込むことができ、その溶液流延では溶解した生物活性剤を含む溶液が膜系の表面上に配置され、その後に溶媒が除去されて膜表面に被覆が形成される。
生物活性剤を混合して、米国特許第４，５０６，６８０号明細書および米国特許第５，２８２，８４４号明細書に記載されているような、装置内に配置されたプラグ状物質に作ることができる。幾つかの実施形態ではそのプラグを膜系の下に配置することが好ましく、こうして膜を通過する拡散により生物活性剤が管理され、こうして宿主内での生物活性剤の持続性放出の機構が提供される。
生物活性剤の放出
生物活性剤放出の薬物動態は多数の変数によって影響され得る。好ましい実施形態の生物活性剤は短期または長期の放出用に最適化され得る。幾つかの実施形態では好ましい実施形態の生物活性剤はセンサー挿入の短期効果（例えば、急性炎症または血栓症）に関連する因子を救援または克服するように設計されている。幾つかの実施形態では好ましい実施形態の生物活性剤は長期効果、例えば、慢性炎症または線維組織もしくは硬化巣の増進に関連する因子を救援または克服するように設計されている。幾つかの実施形態では好ましい実施形態の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恩恵を利用する。
本明細書において使用される場合、因子の「制御」放出、「持続性」放出、または「徐放性」放出は連続的または断続的、直線的または非直線的であり得る。１種類以上の重合体組成、薬品負荷、賦形剤または分解エンハンサーまたは他の修飾の選択を用いてこれを達成することができ、所望の効果をもたらすために単独で、組み合わせて、または順次投与される。
好ましい実施形態における生物活性剤の短期放出は概して約数分または数時間から約２、３、４、５、６、または７日以上までの期間にわたる放出を指す。
生物活性剤の負荷
膜系への生物活性剤の負荷量は幾つかの要因に依存し得る。例えば、生物活性剤の投与量と投与期間は膜系の使用目的、例えば、装置などの予定される試用期間の長さ；患者間での生物活性剤の有効用量の違い；生物活性剤を負荷する場所と方法；および生物活性剤に付随する放出速度、および任意によりそれらの担体マトリックスに関して変化し得る。したがって、当業者は上記の理由から生物活性剤の負荷レベルが変わりやすいことを理解する。
幾つかの実施形態では担体マトリックスを有しない膜系に生物活性剤が組み込まれ、好ましいレベルの膜系への生物活性剤の負荷が生物活性剤の性質に応じて変化し得る。生物活性剤の負荷レベルは好ましくは生物学的効果（例えば、血栓症防止）が観察されるように充分に高い。この閾値より上で最大で固形物部分の１００％を吸収し、膜の利用可能な表面の全てを範囲とし、または最大で利用可能な空洞空間の１００％を充填するように膜系に生物活性剤を負荷することができる。通常は（生物活性剤、膜系、および存在する他の物質の重量に基づく）負荷レベルは約１ｐｐｍ以下から約１０００ｐｐｍ以上まで、好ましくは約２、３、４、または５ｐｐｍから最大で約１０、２５、５０、７５、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、または９００ｐｐｍまでである。ある特定の実施形態では負荷レベルは１重量％以下最大で約５０重量％以上、好ましくは約２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、または２０重量％から最大で約２５、３０、３５、４０、または４５重量％までであり得る。
生物活性剤が担体マトリックスを有する膜系、例えば、ゲルに組み込まれるとき、そのゲル濃度は、例えば、生物活性剤の１回以上の試験負荷で負荷されて最適化され得る。ゲルが約０．１重量％以下から約５０重量％以上までの生物活性剤、好ましくは約０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、または０．９重量％から約６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、または４５重量％以上までの生物活性剤、より好ましくは約１、２、または３重量％から約４または５重量％までの生物活性剤を含むことが概して好ましい。生物活性を有しない物質をマトリックスに組み込むこともできる。
次にマイクロカプセル化生物活性剤を参照すると、これらの高分子系からの薬剤の放出は概して２つの異なる機構により起こる。生物活性剤は、薬剤の溶解により剤形中に作られた水性充填チャネルを介する拡散、または元のマイクロカプセル化の時の高分子性溶媒もしくは細孔形成剤の除去により作られた空間による拡散によって放出され得る。あるいは、カプセル化重合体の分解に起因して放出が増強され得る。時間が経つと共に重合体が浸食され、装置内で多孔性を増加させ、微小構造を作る。これが生物活性剤放出の追加的な経路を作る。
幾つかの実施形態ではセンサーは例えば生物不活性材料を使用することによって生物不活性であるように設計される。生物不活性材料は宿主からのどのような反応も実質的に引き起こさない。結果として、細胞はその物質に隣接して生きることができるが、その物質と結合を形成することは無い。生物不活性材料にはアルミナ、ジルコニア、酸化チタンまたは「カテーテル／カテーテル処置」技術において一般に使用される他の生物不活性材料が含まれるが、これらに限定されない。理論に捉われることを望むものではないが、センサー中またはセンサー上に生物不活性材料を含むことにより血液細胞またはタンパク質のセンサーへの付着、血栓症またはセンサーに対する他の宿主反応を低減させることができると考えられている。
実施例１［表面活性基としての外部層内のベタイン］
「模範的なグルコースセンサー構成」という表題の節に記載されるようにセンサーを構築し、そのセンサーは２％ポリ（カルボキシル）ベタイン（ｐＣＢ）を含んでなる一元的生体防御／拡散抵抗ドメインを含む。センサーの最も外側のドメインにおけるｐＣＢの存在が表面の湿潤を促進し、水和に起因する重合体の再構成を速める。より速い重合体の再構成がセンサードリフトを減少させることによりセンサーの性能を向上させる。
実施例２［両性高分子外部層（正味の中性電荷）］
「模範的なグルコースセンサー構成」という表題の節に記載されるようにセンサーを構築し、そのセンサーは一元的生体防御／拡散抵抗ドメインを含む。ほぼ等量の正に帯電した［２−（アクリロイルオキシ）エチル］トリメチルアンモニウムクロリド（ＴＭＡ）モノマーと負に帯電した２−カルボキシエチルアクリレート（ＣＡＡ）モノマーを含む約２重量％の共重合体を含む重合体の混合物から一元的生体防御／拡散抵抗ドメインが形成される。
正に帯電したモノマーと負に帯電したモノマーを含む混合物からの一元的生体防御／拡散抵抗ドメインの調製により、正電荷と負電荷の比較的に均一な分布を有する最終的に中性である装置表面の調製を可能にする。これらの荷電が表面の湿潤を促進し、水和に起因する重合体の再構成を速める。結果生じる装置はドリフトの減少に起因するセンサーの性能の向上を示す。
実施例３［双性イオンに架橋されている表面活性末端基］
「模範的なグルコースセンサー構成」という表題の節に記載されるようにセンサーを構築し、そのセンサーはｐＣＢに結合可能である表面修飾末端基を含んでなる一元的生体防御／拡散抵抗ドメインを含む。
次に、センサー上の表面被覆として塗布するためのカルボキシベタインモノマーと架橋剤であるイソシアネートの溶液にこれらのセンサーを浸漬する。その後、浸漬したセンサーを、カルボキシベタインモノマーと表面活性末端基の架橋を誘起するのに適切な条件下で乾燥する。結果生じる表面被覆が表面の湿潤を促進し、より迅速な水和に起因して一元的生体防御／拡散抵抗ドメインにおける重合体再構成を速める。より迅速な重合体の再構成がセンサードリフトを減少させることによってセンサーの性能を向上させる。
実施例４［後にタイ層として使用される、双性イオンに架橋されている表面活性末端基］
「模範的なグルコースセンサー構成」という表題の節に記載されるようにセンサーを構築し、そのセンサーはｐＣＢに架橋可能である表面修飾末端基を含んでなる一元的生体防御／拡散抵抗ドメインを含む。
次に、これらのセンサーをセンサー上の表面被覆として塗布するためのカルボキシベタインモノマーと架橋剤であるイソシアネートの溶液に浸漬する。その後、浸漬されたセンサーを表面被覆の架橋を誘起するのに適切な条件下で乾燥する。
乾燥したら、次に被覆されたセンサーを、抗凝血剤を含有する溶液にその抗凝血剤が可逆的に双性イオン性タイ層に結合する条件下で４〜６時間浸す。
実施例５［加水分解性ベタインエステル］
「模範的なグルコースセンサー構成」という表題の節に記載されるようにセンサーを構築し、そのセンサーは約１〜２重量％の加水分解性陽イオン性ｐＣＢエステルを含む表面修飾末端基を含んでなる一元的生体防御／拡散抵抗ドメインを含む。
加水分解性陽イオン性ｐＣＢエステルは幾つかの利益をセンサーに与える。第一に、陽イオン性ｐＣＢエステルの加水分解により殺された微生物の放出またはＤＮＡのアンパッキングが引き起こされる。第二に、陽イオン性ｐＣＢエステルの加水分解により非特異的タンパク質吸着による汚損に対してさらに抵抗する双性イオン性ベタイン基が産生されることになる。
好ましい実施形態の態様との併用に適切である方法と装置が米国特許第４，７５７，０２２号明細書；米国特許第４，９９４，１６７号明細書；米国特許第６，００１，０６７号明細書；米国特許第６，５５８，３２１号明細書；米国特許第６，７０２，８５７号明細書；米国特許第６，７４１，８７７号明細書；米国特許第６，８６２，４６５号明細書；米国特許第６，９３１，３２７号明細書；米国特許第７，０７４，３０７号明細書；米国特許第７，０８１，１９５号明細書；米国特許第７，１０８，７７８号明細書；米国特許第７，１１０，８０３号明細書；米国特許第７，１３４，９９９号明細書；米国特許第７，１３６，６８９号明細書；米国特許第７，１９２，４５０号明細書；米国特許第７，２２６，９７８号明細書；米国特許第７，２７６，０２９号明細書；米国特許第７，３１０，５４４号明細書；米国特許第７，３６４，５９２号明細書；米国特許第７，３６６，５５６号明細書；米国特許第７，３７９，７６５号明細書；米国特許第７，４２４，３１８号明細書；米国特許第７，４６０，８９８号明細書；米国特許第７，４６７，００３号明細書；米国特許第７，４７１，９７２号明細書；米国特許第７，４９４，４６５号明細書；米国特許第７，４９７，８２７号明細書；米国特許第７，５１９，４０８号明細書；米国特許第７，５８３，９９０号明細書；米国特許第７，５９１，８０１号明細書；米国特許第７，５９９，７２６号明細書；米国特許第７，６１３，４９１号明細書；米国特許第７，６１５，００７号明細書；米国特許第７，６３２，２２８号明細書；米国特許第７，６３７，８６８号明細書；米国特許第７，６４０，０４８号明細書；米国特許第７，６５１，５９６号明細書；米国特許第７，６５４，９５６号明細書；米国特許第７，６５７，２９７号明細書；米国特許第７，７１１，４０２号明細書；米国特許第７，７１３，５７４号明細書；米国特許第７，７１５，８９３号明細書；米国特許第７，７６１，１３０号明細書；米国特許第７，７７１，３５２号明細書；米国特許第７，７７４，１４５号明細書；米国特許第７，７７５，９７５号明細書；米国特許第７，７７８，６８０号明細書；米国特許第７，７８３，３３３号明細書；米国特許第７，７９２，５６２号明細書；米国特許第７，７９７，０２８号明細書；米国特許第７，８２６，９８１号明細書；米国特許第７，８２８，７２８号明細書；米国特許第７，８３１，２８７号明細書；米国特許第７，８３５，７７７号明細書；米国特許第７，８５７，７６０号明細書；米国特許第７，８６０，５４５号明細書；米国特許第７，８７５，２９３号明細書；米国特許第７，８８１，７６３号明細書；米国特許第７，８８５，６９７号明細書；米国特許第７，８９６，８０９号明細書；米国特許第７，８９９，５１１号明細書；米国特許第７，９０１，３５４号明細書；米国特許第７，９０５，８３３号明細書；米国特許第７，９１４，４５０号明細書；米国特許第７，９１７，１８６号明細書；米国特許第７，９２０，９０６号明細書；米国特許第７，９２５，３２１号明細書；米国特許第７，９２７，２７４号明細書；米国特許第７，９３３，６３９号明細書；米国特許第７，９３５，０５７号明細書；米国特許第７，９４６，９８４号明細書；米国特許第７，９４９，３８１号明細書；米国特許第７，９５５，２６１号明細書；米国特許第７，９５９，５６９号明細書；米国特許第７，９７０，４４８号明細書；米国特許第７，９７４，６７２号明細書；米国特許第７，９７６，４９２号明細書；米国特許第７，９７９，１０４号明細書；米国特許第７，９８６，９８６号明細書；米国特許第７，９９８，０７１号明細書；米国特許第８，０００，９０１号明細書；米国特許第８，００５，５２４号明細書；米国特許第８，００５，５２５号明細書；米国特許第８，０１０，１７４号明細書；米国特許第８，０２７，７０８号明細書；米国特許第８，０５０，７３１号明細書；米国特許第８，０５２，６０１号明細書；米国特許第８，０５３，０１８号明細書；米国特許第８，０６０，１７３号明細書；米国特許第８，０６０，１７４号明細書；米国特許第８，０６４，９７７号明細書；米国特許第８，０７３，５１９号明細書；米国特許第８，０７３，５２０号明細書；米国特許第８，１１８，８７７号明細書；米国特許第８，１２８，５６２号明細書；米国特許第８，１３３，１７８号明細書；米国特許第８，１５０，４８８号明細書；米国特許第８，１５５，７２３号明細書；米国特許第８，１６０，６６９号明細書；米国特許第８，１６０，６７１号明細書；米国特許第８，１６７，８０１号明細書；米国特許第８，１７０，８０３号明細書；米国特許第８，１９５，２６５号明細書；米国特許第８，２０６，２９７号明細書；米国特許第８，２１６，１３９号明細書；米国特許第８，２２９，５３４号明細書；米国特許第８，２２９，５３５号明細書；米国特許第８，２２９，５３６号明細書；米国特許第８，２３１，５３１号明細書；米国特許第８，２３３，９５８号明細書；米国特許第８，２３３，９５９号明細書；米国特許第８，２４９，６８４号明細書；米国特許第８，２５１，９０６号明細書；米国特許第８，２５５，０３０号明細書；米国特許第８，２５５，０３２号明細書；米国特許第８，２５５，０３３号明細書；米国特許第８，２５７，２５９号明細書；米国特許第８，２６０，３９３号明細書；米国特許第８，２６５，７２５号明細書；米国特許第８，２７５，４３７号明細書；米国特許第８，２７５，４３８号明細書；米国特許第８，２７７，７１３号明細書；米国特許第８，２８０，４７５号明細書；米国特許第８，２８２，５４９号明細書；米国特許第８，２８２，５５０号明細書；米国特許第８，２８５，３５４号明細書；米国特許第８，２８７，４５３号明細書；米国特許第８，２９０，５５９号明細書；米国特許第８，２９０，５６０号明細書；米国特許第８，２９０，５６１号明細書；米国特許第８，２９０，５６２号明細書；米国特許第８，２９２，８１０号明細書；米国特許第８，２９８，１４２号明細書；米国特許第８，３１１，７４９号明細書；米国特許第８，３１３，４３４号明細書；米国特許第８，３２１，１４９号明細書；米国特許第８，３３２，００８号明細書；米国特許第８，３４６，３３８号明細書；米国特許第８，３６４，２２９号明細書；米国特許第８，３６９，９１９号明細書；米国特許第８，３７４，６６７号明細書；米国特許第８，３８６，００４号明細書；および米国特許第８，３９４，０２１号明細書において開示されている。
好ましい実施形態の態様との併用に適切である方法と装置が米国特許出願公開第２００３−００３２８７４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００５−００３３１３２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００５−００５１４２７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００５−００９０６０７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００５−０１７６１３６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００５−０２４５７９９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−００１５０２０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−００１６７００−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−００２０１８８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−００２０１９０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−００２０１９１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−００２０１９２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−００３６１４０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−００３６１４３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−００４０４０２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−００６８２０８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−０１４２６５１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−０１５５１８０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−０１９８８６４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−０２０００２０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−０２０００２２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−０２００９７０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−０２０４５３６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−０２２４１０８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−０２３５２８５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−０２４９３８１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−０２５２０２７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−０２５３０１２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−０２５７９９５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−０２５８７６１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−０２６３７６３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−０２７０９２２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００６−０２７０９２３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００７−００２７３７０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００７−００３２７０６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００７−００３２７１８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００７−００４５９０２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００７−００５９１９６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００７−００６６８７３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００７−０１７３７０９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００７−０１７３７１０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００７−０２０８２４５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００７−０２０８２４６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００７−０２３２８７９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−００４５８２４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−００８３６１７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−００８６０４４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０１０８９４２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０１１９７０３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０１１９７０４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０１１９７０６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０１８３０６１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０１８３３９９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０１８８７３１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０１８９０５１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０１９４９３８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０１９７０２４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０２００７８８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０２００７８９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０２００７９１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０２１４９１５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０２２８０５４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０２４２９６１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０２６２４６９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０２７５３１３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０２８７７６５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０３０６３６８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０３０６４３４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０３０６４３５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００８−０３０６４４４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−００１８４２４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−００３０２９４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−００３６７５８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−００３６７６３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−００４３１８１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−００４３１８２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−００４３５２５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−００４５０５５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−００６２６３３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−００６２６３５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−００７６３６０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−００９９４３６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０１２４８７７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０１２４８７９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０１２４９６４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０１３１７６９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０１３１７７７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０１３７８８６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０１３７８８７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０１４３６５９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０１４３６６０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０１５６９１９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０１６３７９０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０１７８４５９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０１９２３６６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０１９２３８０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０１９２７２２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０１９２７２４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０１９２７５１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０２０３９８１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０２１６１０３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０２４０１２０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０２４０１９３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０２４２３９９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０２４２４２５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０２４７８５５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０２４７８５６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０２８７０７４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０２９９１５５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０２９９１５６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００９−０２９９１６２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−００１０３３１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−００１０３３２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−００１６６８７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−００１６６９８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−００３０４８４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−００３６２１５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−００３６２２５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−００４１９７１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−００４５４６５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−００４９０２４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−００７６２８３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−００８１９０８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−００８１９１０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−００８７７２４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−００９６２５９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１２１１６９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１６１２６９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１６８５４０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１６８５４１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１６８５４２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１６８５４３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１６８５４４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１６８５４５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１６８５４６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１６８６５７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１７４１５７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１７４１５８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１７４１６３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１７４１６４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１７４１６５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１７４１６６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１７４１６７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１７９４０１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１７９４０２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１７９４０４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１７９４０８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１７９４０９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１８５０６５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１８５０６９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１８５０７０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１８５０７１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１８５０７５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１９１０８２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１９８０３５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０１９８０３６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０２１２５８３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０２１７５５７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０２２３０１３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０２２３０２２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０２２３０２３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０２２８１０９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０２２８４９７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０２４０９７５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第号明細書２０１０−０２４０９７６Ｃ１；米国特許出願公開第２０１０−０２６１９８７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０２７４１０７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０２８０３４１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０２８６４９６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０２９８６８４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０３２４４０３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０３３１６５６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１０−０３３１６５７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０００４０８５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０００９７２７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−００２４０
４３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−００２４３０７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−００２７１２７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−００２７４５３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−００２７４５８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−００２８８１５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−００２８８１６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−００４６４６７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−００７７４９０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０１１８５７９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０１２４９９２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０１２５４１０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０１３０９７０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０１３０９７１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０１３０９９８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０１４４４６５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０１７８３７８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０１９０６１４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０２０１９１０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０２０１９１１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０２１８４１４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０２３１１４０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０２３１１４１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０２３１１４２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０２５３５３３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０２６３９５８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０２７００６２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０２７０１５８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０２７５９１９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０２９０６４５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０３１３５４３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１１−０３２０１３０−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−００３５４４５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−００４０１０１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−００４６５３４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−００７８０７１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０１０８９３４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０１３０２１４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０１７２６９１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０１７９０１４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０１８６５８１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０１９０９５３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０１９１０６３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２０３４６７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２０９０９８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２１５０８６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２１５０８７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２１５２０１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２１５４６１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２１５４６２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２１５４９６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２２０９７９−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２２６１２１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２２８１３４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２３８８５２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２４５４４８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２４５８５５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２５５８７５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２５８７４８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２５９１９１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２６０３２３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２６２２９８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２６５０３５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２６５０３６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２６５０３７−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２７７５６２−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２７７５６６−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２８３５４１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２８３５４３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０２９６３１１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０３０２８５４−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０３０２８５５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１２−０３２３１００−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１３−００１２７９８−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１３−００３０２７３−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１３−００３５５７５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１３−００３５８６５−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２０１３−００３５８７１−Ａ１号明細書；米国特許出願公開第２００５−００５６５５２−Ａ１号明細書；および米国特許出願公開第２００５−０１８２４５１−Ａ１号明細書において開示されている。
好ましい実施形態の態様との併用に適切である方法と装置が１９９９年１１月２２日に出願された「分析物レベルを決定するための装置と方法（ＤＥＶＩＣＥ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＡＮＡＬＹＴＥ ＬＥＶＥＬＳ）」という表題の米国特許出願第０９／４４７，２２７号；２０１０年７月１日に出願された「血管内センサーのための筐体（ＨＯＵＳＩＮＧ ＦＯＲ ＡＮ ＩＮＴＲＡＶＡＳＣＵＬＡＲ ＳＥＮＳＯＲ）」という表題の米国特許出願第１２／８２８，９６７号；２０１２年５月１日に出願された「連続分析物センサー用二重電極系（ＤＵＡＬ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ Ａ ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ ＡＮＡＬＹＴＥ ＳＥＮＳＯＲ）」という表題の米国特許出願第１３／４６１，６２５号；２０１２年８月２４日に出願された「連続分析物センサー用高分子膜（ＰＯＬＹＭＥＲ ＭＥＭＢＲＡＮＥＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ ＡＮＡＬＹＴＥ ＳＥＮＳＯＲＳ）」という表題の米国特許出願第１３／５９４，６０２号；２０１２年８月２４日に出願された「連続分析物センサー用高分子膜（ＰＯＬＹＭＥＲ ＭＥＭＢＲＡＮＥＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ ＡＮＡＬＹＴＥ ＳＥＮＳＯＲＳ）」という表題の米国特許出願第１３／５９４，７３４号；２０１２年９月７日に出願された「センサーの校正のための分析物センサーデータ処理のための系と方法（ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＡＮＡＬＹＴＥ ＳＥＮＳＯＲ ＤＡＴＡ ＦＯＲ ＳＥＮＳＯＲ ＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ）」という表題の米国特許出願第１３／６０７，１６２号；２０１２年９月２１日に出願された「センサーデータの処理と伝達のための系と方法（ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＡＮＤ ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＩＮＧ ＳＥＮＳＯＲ ＤＡＴＡ）」という表題の米国特許出願第１３／６２４，７２７号；２０１２年９月２１日に出願された「センサーデータの処理と伝達のための系と方法（ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＡＮＤ ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＩＮＧ ＳＥＮＳＯＲ ＤＡＴＡ）」という表題の米国特許出願第１３／６２４，８０８号；２０１２年９月２１日に出願された「センサーデータの処理と伝達のための系と方法（ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＡＮＤ ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＩＮＧ ＳＥＮＳＯＲ ＤＡＴＡ）」という表題の米国特許出願第１３／６２４，８１２号；２０１３年１月２日に出願された「非定常ノイズによって実質的に影響を受けないシグナルノイズ比を有する分析物センサー（ＡＮＡＬＹＴＥ ＳＥＮＳＯＲＳ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＳＩＧＮＡＬ−ＴＯ−ＮＯＩＳＥ ＲＡＴＩＯ ＳＵＢＳＴＡＮＴＩＡＬＬＹ ＵＮＡＦＦＥＣＴＥＤ ＢＹ ＮＯＮ−ＣＯＮＳＴＡＮＴ ＮＯＩＳＥ）」という表題の米国特許出願第１３／７３２，８４８号；２０１３年１月３日に出願された「分析物センサーの生体検出の目的（ＥＮＤ ＯＦ ＬＩＦＥ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＦＯＲ ＡＮＡＬＹＴＥ ＳＥＮＳＯＲＳ）」という表題の米国特許出願第１３／７３３，７４２号；２０１３年１月３日に出願された「分析物センサーの異常値の検出（ＯＵＴＬＩＥＲ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＦＯＲ ＡＮＡＬＹＴＥ ＳＥＮＳＯＲＳ）」という表題の米国特許出願第１３／７３３，８１０号；２０１３年１月１５日に出願された「センサーデータ処理のための系と方法（ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＳＥＮＳＯＲ ＤＡＴＡ）」という表題の米国特許出願第１３／７４２，１７８号；２０１３年１月１６日に出願された「感度が良く、特異的なアラームを提供するための系と方法（ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ ＳＥＮＳＩＴＩＶＥ ＡＮＤ ＳＰＥＣＩＦＩＣ ＡＬＡＲＭＳ）」という表題の米国特許出願第１３／７４２，６９４号；２０１３年１月１６日に出願された「警報が誘起された後の宿主の血糖状態を動的且つ知的にモニタリングするための系と方法（ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＹＮＡＭＩＣＡＬＬＹ ＡＮＤ ＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＴＬＹ ＭＯＮＩＴＯＲＩＮＧ Ａ ＨＯＳＴ’Ｓ ＧＬＹＣＥＭＩＣ ＣＯＮＤＩＴＩＯＮ ＡＦＴＥＲ ＡＮＡＬＥＲＴ ＩＳ ＴＲＩＧＧＥＲＥＤ）」という表題の米国特許出願第１３／７４２，８４１号；および２０１３年１月２３日に出願された「移植可能センサーに対する温度の影響を補償するための装置、系、および方法（ＤＥＶＩＣＥＳ， ＳＹＳＴＥＭＳ， ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＴＯ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＥ ＦＯＲ ＥＦＦＥＣＴＳ ＯＦ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＯＮ ＩＭＰＬＡＮＴＡＢＬＥ ＳＥＮＳＯＲＳ）」という表題の米国特許出願第１３／７４７，７４６号において開示されている。
図面およびこれまでの記述の中に本開示が例示および説明されているが、そのような例示および説明は例証的または模範的であって限定的ではないと考えられるべきである。本開示は開示された実施形態に限定されない。図面、本開示、および添付されている特許請求の範囲を検討することにより、特許請求されている本開示を実施する当業者は開示された実施形態の変更を理解することができる。
本明細書において引用されている全ての参照文献は参照により全体が本明細書に組み込まれる。参照により組み込まれている刊行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に限り、本明細書があらゆるそのような矛盾する文献の上位になり、および／またはあらゆるそのような矛盾する文献に勝るものとする。
別途定義されない限り（技術用語および科学用語を含む）全ての用語に当業者にとってのそれらの通常的、且つ、慣用的な意味が与えられ、且つ、全ての用語は特別な意味または特例的な意味に、本明細書において明らかにそのように定義されない限り、限定されない。本開示のある特定の特徴または態様を記載するときの特定の用語法の使用は、その用語法が本明細書において再定義されてその用語法に関連する本開示の特徴または態様のあらゆる特定の特徴を含むように限定されていることを意味すると理解されるべきではないことに留意されたい。本願において使用されている用語および語句およびそれらの派生語、特に添付されている特許請求の範囲において使用されているものは、別途明確に記述されていない限り、限定的なものではなく、非限定的なものであると解釈されるべきである。前記の例として、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は「限定されないが、〜を含む（ｉｎｃｌｕｄｅｉｎｇ， ｗｉｔｈｏｕｔ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ）」、「含むが、限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」またはそのようなものを意味すると読解されるべきであり、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、本明細書において使用される場合、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」または「〜を特徴とする（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ）」と同義であり、且つ、包括的または非限定的であって、追加の列挙されていない要素または方法ステップを除外せず、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は「少なくとも〜を有する（ｈａｖｉｎｇ ａｔ ｌｅａｓｔ）」と解釈されるべきであり、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」という用語は「含むが、限定されない（ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｂｕｔ ｉｓ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」と解釈されるべきであり、「例（ｅｘａｍｐｌｅ）」という用語は議論されている事物の網羅的リストまたは限定的リストではなく、その模範例を提供するために使用され、「公知の（ｋｎｏｗｎ）」、「通常の（ｎｏｒｍａｌ）」、「標準的（ｓｔａｎｄａｒｄ）」のような形容詞および同様の意味の用語は記載されている事物を所与の期間または所与の時点で利用可能である事物に限定するものと解釈されるべきではなく、代わりに現在または将来のあらゆる時点で利用可能または公知であり得る公知の、通常の、または標準的な技術を包含すると読解されるべきであり、「好ましくは（ｐｒｅｆｅｒａｂｌｙ）」、「好ましい（ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ）」、「所望の（ｄｅｓｉｒｅｄ）」、または「望ましい（ｄｅｓｉｒａｂｌｅ）」のような用語および同様の意味の言葉の使用はある特定の特徴が本発明の構造または機能にとって重要（ｃｒｉｔｉｃａｌ）、必須（ｅｓｓｅｎｔｉａｌ）、またはかなり重要（ｅｖｅｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ）であることを意味すると理解されるべきではなく、代わりに本発明の特定の実施形態において利用されても利用されなくてもよい代替的または追加的特徴を強調することを単に意図されていると理解されるべきである。同様に、接続詞「および（ａｎｄ）」で連結されている事物からなる群はそのグループ化で提示されている事物のそれぞれ全てのものが必要とされると読解されるべきではなく、別途明確に記述されていない限りむしろ「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」として読解されるべきである。同様に、接続詞「または（ｏｒ）」で連結されている事物からなる群はその群の間での相互除外性を必要とすると読解されるべきではなく、別途明確に記述されていない限りむしろ「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」として読解されるべきである。
ある範囲の値が与えられた場合、その範囲の上限と下限、およびその上限と下限の間の各介在値が実施形態に包含されることが理解される。
実質的にあらゆる複数形および／または単数形の用語の本明細書における使用に関して当業者は内容および／または妥当性に対して適切であるように複数形を単数形に、および／または単数形を複数形に訳出することができる。明瞭にするために本明細書において様々な単数形／複数形の用語を並べ替えて明確に記載してもよい。不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は複数のものを除外しない。単一の処理装置または他の単位が特許請求の範囲に列挙されている幾つかの事物の機能を満たすことがあり得る。ある特定の（複数の）手段が相互に異なる従属請求項において列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを効果的に用いることができないということを表すものではない。特許請求の範囲におけるあらゆる引用符号は範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
当業者は、特定の数の請求項の列挙事項を紹介することが意図されている場合にはそのような意図はその請求項に明確に列挙され、そのような列挙事項が存在しない場合にはそのような意図は存在しないことをさらに理解する。例えば、理解の一助として、後続の添付されている特許請求の範囲は請求項の列挙事項を紹介するために「少なくとも１つ」および「１つ以上の」という冠辞の使用を含むことがある。しかしながら、そのような語句を使用することが、同じ請求項が「１つ以上の」または「少なくとも１つ」という冠辞と「ａ」または「ａｎ」のような不定冠詞を含むときであっても、不定冠詞によって請求項の列挙事項を紹介することによってそのような列挙事項を１つだけ含む実施形態にそのように紹介された請求項の列挙事項を含むあらゆる特定の請求項が限定されることを意味すると解釈されるべきではなく（例えば、「ａ」および／または「ａｎ」は「少なくとも１つ」または「１つ以上の」を意味すると通常は解釈されるべきである）、同じことが請求項の列挙事項を紹介するために使用される定冠詞の使用に当てはまる。さらに、特定の数の紹介された請求項の列挙事項が明確に列挙されている場合であってもそのような列挙はその列挙された数を少なくとも意味する（例えば、他の修飾句を有しない「２つの列挙事項」の単なる列挙は通常は少なくとも２つの列挙事項、または２つ以上の列挙事項を意味する）と通常は解釈されるべきであると当業者は理解する。さらに、「Ａ、Ｂ、およびＣなどのうちの少なくとも１つ」に類似する表記法が使用される例では、そのような構文は概して当業者によって理解されるであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、ＢおよびＣのうちの少なくとも１つを有する系」はＡのみを有する系、Ｂのみを有する系、Ｃのみを有する系、ＡとＢを共に有する系、ＡとＣを共に有する系、ＢとＣを共に有する系、ならびに／またはＡ、ＢおよびＣを共に有する系などを含むが、これらに限定されない。）。「Ａ、Ｂ、またはＣなどのうちの少なくとも１つ」に類似する表記法が使用される例では、そのような構文は概して当業者によって理解されるであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つを有する系」はＡのみを有する系、Ｂのみを有する系、Ｃのみを有する系、ＡとＢを共に有する系、ＡとＣを共に有する系、ＢとＣを共に有する系、ならびに／またはＡ、ＢおよびＣを共に有する系などを含むが、これらに限定されない。）。当業者は、２つ以上の代替的な用語を提示する事実上あらゆる離接語および／または離接句が、明細書、特許請求の範囲、または図面の中であろうとなかろうと、それらの用語のうちの１つ、それらの用語のうちのどちらか、または両方の用語を含む可能性を予期していると理解されるべきであることをさらに理解する。例えば、「ＡまたはＢ」という語句は「Ａ」または「Ｂ」または「ＡおよびＢ」の可能性を含むと理解される。
本明細書において使用されている成分、反応条件などの量を表す全ての数は全ての例において「約」という用語によって修飾されているものと理解されるべきである。よって、本明細書において記載される数値パラメーターは、反対であると指示されない限り、獲得が求められている所望の特性に応じて変化し得る近似値である。均等論の適用を本願に対する優先権を主張するあらゆる出願におけるあらゆる請求項の範囲に限定することを試みるものではないが、最低限でも各数値パラメーターは有効数字および通常の丸め法を考慮して解釈されるべきである。
さらに、前述の事が明瞭性と理解を目的として例証と実施例を用いて幾らか詳細に説明されてきたが、ある特定の変更と改変を実行することができることは当業者にとって明らかである。したがって、その説明と実施例が本発明の範囲を本明細書に記載される特定の実施形態と実施例に限定すると解釈されるべきではなく、むしろ本発明の真の範囲と精神を備えるあらゆる改変と代替を包含するとも解釈されるべきである。

Claims (34)

  1. 分析物の濃度の測定装置であって、
    分析物の濃度に関連する信号を発生するように構成されているセンサー、および
    前記センサー上に位置する感応膜であって、前記感応膜を通り抜ける前記分析物の流動を制御するように構成されている拡散抵抗ドメインを含む前記感応膜
    を含み、前記拡散抵抗ドメインが基礎重合体と１種類以上の双性イオン性化合物を含み、且つ、前記基礎重合体が親水性領域と疎水性領域の両方を含む、前記装置。
  2. 前記拡散抵抗ドメイン中の前記１種類以上の双性イオン性化合物の量が前記抵抗ドメインの約１０重量％未満である、請求項１に記載の装置。
  3. 前記拡散抵抗ドメイン中の前記１種類以上の双性イオン性化合物の量が前記抵抗ドメインの約５重量％未満である、請求項１に記載の装置。
  4. 前記１種類以上の双性イオン性化合物がベタイン化合物またはその誘導体を含む、請求項１に記載の装置。
  5. 前記１種類以上の双性イオン性化合物が、カルボキシルベタイン化合物、スルホベタイン化合物、ホスホルベタイン化合物、およびそれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも１種類の化合物を含む、請求項１に記載の装置。
  6. 前記１種類以上の双性イオン性化合物が、コカミドプロピルベタイン、オレアミドプロピルベタイン、オクチルスルホベタイン、カプリリルスルホベタイン、ラウリルスルホベタイン、ミリスチルスルホベタイン、パルミチルスルホベタイン、ステアリルスルホベタイン、ベタイン（トリメチルグリシン）、オクチルベタイン、ホスファチジルコリン、グリシンベタイン、ポリ（カルボキシベタイン）、ポリ（スルホベタイン）、およびそれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも１種類の化合物を含む、請求項１に記載の装置。
  7. 前記１種類以上の双性イオン性化合物が、ポリ（カルボキシベタイン）、ポリ（スルホベタイン）、およびそれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも１種類の化合物を含む、請求項１に記載の装置。
  8. 前記感応膜が、グルコース酸化酵素、グルコース脱水素酵素、ガラクトース酸化酵素、コレステロール酸化酵素、アミノ酸酸化酵素、アルコール酸化酵素、乳酸酸化酵素、およびウリカーゼからなる群より選択される酵素を含む酵素ドメインをさらに含む、請求項１に記載の装置。
  9. 前記酵素がグルコース酸化酵素である、請求項８に記載の装置。
  10. 前記基礎重合体が、エポキシ、ポリオレフィン、ポリシロキサン、ポリエーテル、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、およびポリウレタンからなる群より選択される少なくとも１種類の重合体を含む、請求項１に記載の装置。
  11. 前記ポリウレタンがポリウレタン共重合体である、請求項１０に記載の装置。
  12. 前記基礎重合体がポリウレタンである、請求項１に記載の装置。
  13. 前記センサーが電極を含む、請求項１に記載の装置。
  14. 前記装置が分析物濃度の連続測定用に構成されている、請求項１に記載の装置。
  15. 前記分析物がグルコースである、請求項１に記載の装置。
  16. 前記拡散抵抗ドメインが一元的生体防御／拡散抵抗ドメインである、請求項１に記載の装置。
  17. 分析物の濃度の測定装置であって、
    分析物の濃度に関連する信号を発生するように構成されているセンサー、および
    前記センサー上に位置する感応膜
    を含み、前記センサーから最も遠位にある前記感応膜の表面が１種類以上の双性イオン性化合物を含む被覆で被覆されている、前記装置。
  18. 前記センサーから最も遠位にある前記感応膜の前記表面が前記１種類以上の双性イオン性化合物との架橋用に構成されている表面活性末端基を含み、且つ、前記１種類以上の双性イオン性化合物が前記表面活性末端基に架橋されている、請求項１７に記載の装置。
  19. 前記センサー膜の前記表面上の前記被覆がヒドロゲルではない、請求項１７に記載の装置。
  20. 前記１種類以上の双性イオン性化合物がベタイン化合物またはその誘導体を含む、請求項１７に記載の装置。
  21. 前記１種類以上の双性イオン性化合物が、カルボキシルベタイン化合物、スルホベタイン化合物、ホスホルベタイン化合物、およびそれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも１種類の化合物を含む、請求項１７に記載の装置。
  22. 前記１種類以上の双性イオン性化合物が、コカミドプロピルベタイン、オレアミドプロピルベタイン、オクチルスルホベタイン、カプリリルスルホベタイン、ラウリルスルホベタイン、ミリスチルスルホベタイン、パルミチルスルホベタイン、ステアリルスルホベタイン、ベタイン（トリメチルグリシン）、オクチルベタイン、ホスファチジルコリン、グリシンベタイン、ポリ（カルボキシベタイン）、ポリ（スルホベタイン）、およびそれらの誘導体からなる群より選択される１種類以上の化合物を含む、請求項１７に記載の装置。
  23. 前記１種類以上の双性イオン性化合物が、ポリ（カルボキシベタイン）、ポリ（スルホベタイン）、およびそれらの誘導体からなる群より選択される１種類以上の化合物を含む、請求項１７に記載の装置。
  24. 前記ベタイン化合物またはその誘導体がベタインの加水分解性陽イオン性エステルである、請求項２０に記載の装置。
  25. 前記ベタインの加水分解性陽イオン性エステルが陽イオン性ポリ（カルボキシベタイン）エステルである、請求項２４に記載の装置。
  26. 前記感応膜が、グルコース酸化酵素、グルコース脱水素酵素、ガラクトース酸化酵素、コレステロール酸化酵素、アミノ酸酸化酵素、アルコール酸化酵素、乳酸酸化酵素、およびウリカーゼからなる群より選択される酵素を含む酵素ドメインをさらに含む、請求項１７に記載の装置。
  27. 前記酵素がグルコース酸化酵素である、請求項２６に記載の装置。
  28. 前記センサー膜が前記センサーの最も遠位に位置する生体防御ドメインを含み、且つ、前記生体防御ドメインが、エポキシ、ポリオレフィン、ポリシロキサン、ポリエーテル、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、およびポリウレタンからなる群より選択される少なくとも１種類の重合体を含む、請求項１７に記載の装置。
  29. 前記ポリウレタンがポリウレタン共重合体である、請求項２８に記載の装置。
  30. 前記基礎重合体がポリウレタンである、請求項２８に記載の装置。
  31. 前記センサー膜が、エポキシ、ポリオレフィン、ポリシロキサン、ポリエーテル、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、およびポリウレタンからなる群より選択される少なくとも１種類の重合体を含む一元的生体防御／拡散抵抗ドメインを含む、請求項１７に記載の装置。
  32. 前記センサーが電極を含む、請求項１７に記載の装置。
  33. 前記装置が分析物濃度の連続測定用に構成されている、請求項１７に記載の装置。
  34. 前記分析物がグルコースである、請求項１７に記載の装置。
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