JP2022540911A - 分析物センサの電極配置 - Google Patents

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Abstract

様々な例は、酸化反応をサポートするための作用電極と、レドックス反応をサポートするための参照電極とを含むグルコースセンサに関する。参照電極は、銀及び塩化銀を含み得る。また、グルコースセンサは、参照電極での炭酸カルシウムの形成を低減するために、参照電極に位置決めされた抗石灰化剤を含み得る。

Description

関連出願への参照による組み込み
本出願は、２０１９年７月１６日に出願された米国特許仮出願６２／８７４，８４２号の利益を主張するものである。前述の出願は、参照によりその全内容が本明細書に組み込まれ、明示的に本明細書の一部とされる。
本開発は、概して、分析物センサなどの医療デバイスに関するものであり、より具体的には、限定されるものではないが、参照（例えば、対参照）電極の変化による分析物センサの性能低下を緩和するシステム、デバイス、及び方法に関するものである。
糖尿病は、体内でのインスリンの産生又は使用に関連する代謝疾患である。インスリンは、身体がグルコースをエネルギーとして使用したり、グルコースを脂肪として蓄積したりすることを可能にするホルモンである。
人が炭水化物を含む食事をすると、その食物は消化器系で処理され、血液中にグルコースが産生される。血中グルコースは、エネルギーとして使用することも、脂肪として蓄積することもできる。体は通常、身体機能をサポートするのに十分なエネルギーを供給する範囲に血中グルコース値を維持し、グルコース値が高すぎたり低すぎたりすることで生じ得る問題を回避する。血中グルコース値の調整は、細胞への血中グルコースの移動を調整するインスリンの産生及び使用に依存する。
体内で十分なインスリンが産生されなかったり、存在するインスリンを体内で効果的に使用できなかったりすると、血糖値が正常な範囲を超えて上昇する可能性がある。血糖値が正常値よりも高い状態は、「高血糖」と呼ばれる。慢性的な高血糖は、心血管疾患、白内障やその他の目疾患、神経障害（ニューロパシー）、腎臓障害など、多くの健康上の問題を引き起こす可能性がある。高血糖はまた、糖尿病性ケトアシドーシス（血中グルコースと、体内でグルコースを使用できなくなったときに産生されるケトン体の存在により、体内が過度に酸性になる状態）などの急性の問題を引き起こす可能性がある。血中グルコース値が正常値よりも低い状態は、「低血糖」と呼ばれる。重度の低血糖は、発作や死に至る急性の危機につながる可能性がある。
糖尿病患者には、血中グルコース値を管理するためにインスリンを投与することができる。インスリンは、例えば、針を用いた手での注射で投与することができる。ウェアラブルインスリンポンプも利用可能である。また、食事と運動も血中グルコース値に影響を与える。グルコースセンサは、推定グルコース濃度値を提供し、患者や介護者によるガイダンスとして使用することができる。
糖尿病は、「１型」及び「２型」と呼ばれることもある。１型糖尿病患者は、典型的には、存在する場合、インスリンを使用することができるが、膵臓のインスリン産生β細胞に問題があるため、十分な量のインスリンを体内で産生することができない。２型糖尿病患者は、ある程度のインスリンを産生することができるが、インスリンに対する感受性が低下しているため、患者は「インスリン抵抗性」になっている。その結果、体内にインスリンが存在していても、そのインスリンが患者の体内で十分に使用されず、血糖値を効果的には調整しない。
血糖濃度値は、連続グルコースモニタなどの分析物センサでモニタリングすることができる。連続グルコースモニタは、装着者（患者）に、推定血中グルコース値や推定血中グルコース値のトレンドなどの情報を提供することができる。
この「背景技術」は、後に続く「発明の概要」及び「発明を実施するための形態」の簡単な背景を紹介するために提供されている。この「背景技術」は、請求項の主題の範囲を決定する助けとなることを意図したものではなく、また、請求項の主題を、上に提示された欠点又は問題のいずれか又は全てを解決する実装に限定するものと見なすものでもない。
本出願は、とりわけ、グルコースセンサなどの分析物センサにおけるブレークイン（ｂｒｅａｋ－ｉｎ）を緩和するシステム、デバイス、及び方法を開示する。
実施例１は、グルコースセンサであり、酸化反応をサポートするための作用電極と、レドックス反応をサポートするための参照電極であって、銀、塩化銀を含む、参照電極と、銀と共に少なくとも部分的に参照電極における酸素レドックスを触媒するためのメディエーター材料と、を含む。
実施例２では、実施例１の主題は、キノン誘導体を含むメディエーター材料を含む。
実施例３では、実施例２の主題は、２－エチル－アントロキノンを含む。
実施例４では、実施例３の主題は、電解サイクルを受けるように構成されたキノン誘導体を更に含み、該電解サイクルは、２－エチル－アントロキノールを生成するためのキノンを含む第１の反応（第１の反応は参照電極における動作電位が閾値電位未満であるときに発生する）と、キノンを再生するための２－エチル－アントロキノール及び酸素を含む第２の反応と、塩化銀を再生するための第２の反応の少なくとも１つの生成物を含む第３の反応と、を含む。
実施例５では、実施例４の主題は、約０．０２０ボルト～約０．１５５ボルトの閾値電位を含む。
実施例６では、実施例１～５の主題は、ビキノン、１－ナフタキノン、４－ナフタキノンからなる群から選択されるキノン誘導体を含むメディエーター材料を含む。
実施例７では、実施例１～６の主題は、遷移金属ポルフィリン、ニトロキシル種、及びヒドラジンからなる群から選択されるメディエーター材料を含む。
実施例８では、実施例１～７の主題は、第１の動作電位で塩化銀レドックスをサポートし、第２の動作電位で酸素レドックスをサポートするように構成された参照電極を含み、第２の動作電位は第１の動作電位の約０．０５ボルト以内である。
実施例９では、実施例１～８の主題は、約１μｍ～約１０μｍの平均幅を有するマイクロスケールの銀粒子と、銀の約０．１体積％～約１０体積％を構成する、１００ナノメートル未満の平均サイズを有するナノスケールの銀粒子と、を含む銀を含む。
実施例１０は、酸化反応をサポートするための作用電極と、レドックス反応をサポートするための参照電極と、を含むグルコースセンサであり、参照電極は、バインダー材料と、バインダー材料に組み込まれた塩化銀粒子と、バインダー材料に組み込まれた銀粒子と、を含み、銀粒子は、マイクロスケールの銀粒子とナノスケールの銀粒子との混合物を含み、ナノスケールの銀粒子は、１００ナノメートル未満の平均サイズを有し、マイクロスケールの銀粒子は、約１μｍ～約１０μｍの平均幅を有する。
実施例１１では、実施例１０の主題は、銀粒子の約０．１体積％～約１０体積％を構成するナノスケールの銀粒子を含む。
実施例１２では、実施例１０～１１の主題は、メディエーター材料を更に含む参照電極を含む。
実施例１３では、実施例１２の主題は、キノン誘導体を含むメディエーター材料を含む。
実施例１４では、実施例１０～１３の主題は、銀粒子の少なくとも一部と接触している遷移金属を更に含む参照電極を含む。
実施例１５では、実施例１４の主題は、亜鉛、アルミニウム、マンガン、マグネシウム、チタン、及び銅からなる群から選択される遷移金属を含む。
実施例１６では、実施例１０～１５の主題は、参照電極において酸素レドックスを触媒するために、バインダー材料に組み込まれた白金を更に含む参照電極を含む。
実施例１７では、実施例１０～１６の主題は、参照電極での炭酸カルシウムの形成を低減するために参照電極に位置決めされた抗石灰化剤を含む。
実施例１８では、実施例１０～１７の主題は、膜システムを備え、該膜システムは、参照電極の上に少なくとも部分的に位置決めされた抵抗ドメインと、参照電極の上に少なくとも部分的に位置決めされた親水性ドメインと、を含む。
実施例１９は、酸化反応をサポートするための作用電極と、レドックス反応をサポートするための参照電極と、を含むグルコースセンサであり、参照電極は、塩化銀と、銀と、銀と接触している遷移金属と、を含む。
実施例２０では、実施例１９の主題は、亜鉛、アルミニウム、マンガン、マグネシウム、チタン、及び銅からなる群から選択される遷移金属を含む。
実施例２１では、実施例２０の主題は、銀／遷移金属粒子を構成する、銀の少なくとも一部と遷移金属の少なくとも一部とを含む。
実施例２２は、酸化反応をサポートするための作用電極と、レドックス反応をサポートするための参照電極と、を含むグルコースセンサであり、参照電極は、バインダー材料と、バインダー材料に組み込まれた銀粒子と、バインダー材料に組み込まれた塩化銀粒子と、参照電極で酸素レドックスを触媒するためのバインダー材料に組み込まれた白金と、を含む。
実施例２３では、実施例２２の主題は、バインダー材料に組み込まれた白金粒子を構成する白金を含む。
実施例２４では、実施例２３の主題は、銀粒子の平均サイズとほぼ等しく、塩化銀粒子の平均サイズとほぼ等しい平均サイズの白金粒子を含む。
実施例２５では、実施例２３～２４の主題は、約０．４μｍ～約５μｍの平均サイズの白金粒子を含む。
実施例２６では、実施例２５の主題は、約０．８μｍ～約２．５μｍの平均サイズの白金粒子を含む。
実施例２７では、実施例２３～２６の主題は、約５０ナノメートル～約２００ナノメートルの平均サイズの白金粒子を含む。
実施例２８では、実施例２２～２７の主題は、バインダー材料に添加された金属体積の約１％からバインダー材料に添加された金属体積の約２０％までである白金を含み、金属体積は、銀粒子の体積、塩化銀粒子の体積、及び白金の体積の合計を含む。
実施例２９では、実施例２２～２８の主題は、銀粒子の一連の表面又は塩化銀粒子の一連の表面のうちの少なくとも１つに位置決めされた白金堆積物を構成する白金を含む。
実施例３０では、実施例２９の主題は、平均直径が約５０ナノメートル～約２００ナノメートルの白金堆積物を含む。
実施例３１では、実施例３０の主題は、平均直径が約１００ナノメートルの白金堆積物を含む。
実施例３２では、実施例２２～３１の主題は、抗石灰化剤を含む。
実施例３３では、実施例３２の主題は、ポリアクリレート又はカルボキシレート含有ポリマーのうちの少なくとも１つを含む抗石灰化剤を含む。
実施例３４では、実施例２２～３３の主題は、約１μｍ～約１０μｍの平均幅を有するマイクロスケールの銀粒子と、銀粒子の約０．１体積％～約１０体積％を構成する、１００ナノメートル未満の平均サイズを有するナノスケールの銀粒子と、を含む銀粒子を含む。
実施例３５は、グルコースセンサであり、酸化反応をサポートするための作用電極と、レドックス反応をサポートするための参照電極であって、銀及び塩化銀を含む、参照電極と、参照電極での炭酸カルシウムの形成を低減するために参照電極に位置決めされている抗石灰化剤と、を含む。
実施例３６では、実施例３５の主題は、白金を更に含む参照電極を含む。
実施例３７では、実施例３５～３６の主題は、ポリアクリレート及びカルボキシレート含有ポリマーからなる群から選択される抗石灰化剤を含む。
実施例３８では、実施例３５～３７の主題は、参照電極上に少なくとも部分的に位置決めされた抗石灰化層を含む膜システムを備え、抗石灰化層は、抗石灰化剤の少なくとも一部を含む。
実施例３９では、実施例３８の主題は、作用電極上に少なくとも部分的に位置決めされた干渉ドメインを更に含む膜システムを含み、干渉ドメインは、第１の干渉剤及び抗石灰化剤の少なくとも一部を含む。
実施例４０では、実施例３５～３９の主題は、バインダー材料と銀と塩化銀とを含む参照電極と、バインダー材料内に位置決めされた抗石灰化剤と、を含む。
実施例４１では、実施例３５～４０の主題は、ポリアクリレートを含む抗石灰化剤を含む。
実施例４２では、実施例３５～４１の主題は、カルボキシレート含有ポリマーを含む抗石灰化剤を含む。
実施例４３では、実施例４２の主題は、ポリ（マレエート）、ポリスルホネート、又はポリホスホネートからなる群から選択されるカルボキシレート含有ポリマーを含む。
実施例４４では、実施例３５～４３の主題は、約１μｍ～約１０μｍの平均幅を有するマイクロスケールの銀粒子と、銀の約０．１体積％～約１０体積％を構成する、１００ナノメートル未満の平均サイズを有するナノスケールの銀粒子と、を含む銀を含む。
実施例４５は、作用電極と、作用電極から近位に位置決めされた銀／塩化銀参照電極と、を含むグルコースセンサを処理するための方法であり、該方法は、グルコースセンサの遠位端を、遠位端から第１の深さまで第１の溶液に浸漬することであって、第１の溶液は第１の薬剤を含み、第１の深さにおいて、第１の溶液は作用電極を覆う、第１の溶液に浸漬することと、グルコースセンサの遠位端を、遠位端から第２の深さまで第２の溶液に浸漬することであって、第２の溶液は抗石灰化剤を含み、第２の深さは、作用電極及び参照電極の少なくとも一部を覆い、第１の薬剤及び抗石灰化剤は、作用電極上に干渉ドメインを形成する、第２の溶液に浸漬することと、を含む。
実施例４６では、実施例４５の主題は、グルコースセンサの遠位端を第１の溶液に浸漬した後である、グルコースセンサの遠位端を第２の溶液に浸漬することを含み、グルコースセンサの遠位端を第２の溶液に浸漬した後に、グルコースセンサの遠位端を第１の溶液に第１の深さまで再浸漬することを更に含む。
実施例４７では、実施例４５～４６の主題は、グルコースセンサの遠位端を第２の溶液に浸漬した後である、グルコースセンサの遠位端を第１の溶液に浸漬することを含み、グルコースセンサの遠位端を第１の溶液に浸漬した後に、グルコースセンサの遠位端を第２の溶液に第２の深さまで再浸漬することを更に含む。
実施例４８では、実施例４５～４７の主題は、グルコースセンサの遠位端を、グルコースオキシダーゼを含む第３の溶液に浸漬することを含む。
実施例４９では、実施例４５～４８の主題は、ポリアクリレートを含む抗石灰化剤を含む。
実施例５０では、実施例４５～４９の主題は、カルボキシレート含有ポリマーを含む抗石灰化剤を含む。
実施例５１では、実施例５０の主題は、カルボキシレート含有ポリマーが、ポリ（マレエート）、ポリスルホネート、ポリホスホネートからなる群から選択されることを含む。
実施例５２は、作用電極と銀／塩化銀参照電極とを含むグルコースセンサを動作させる方法であり、該方法は、作用電極と参照電極との間に第１の電流を印加することと、第１の電流を印加した後、グルコースセンサでセンサ電流を発生させることと、を含み、センサ電流の大きさはグルコースセンサにおけるグルコース濃度を示し、第１の電流はセンサ電流よりも大きい。
実施例５３では、実施例５２の主題は、センサ電流における参照電極の電流密度よりも約５倍超大きい第１の電流における参照電極の電流密度を含む。
実施例５４では、実施例５２～５３の主題は、センサ電流を発生させる前に、少なくとも参照電極を塩素系漂白剤の溶液に浸漬することを含む。
実施例５５は、作用電極と銀／塩化銀参照電極とを含むグルコースセンサを動作させる方法であり、該方法は、少なくとも参照電極を塩素系漂白剤の溶液に浸漬することと、浸漬後、グルコースセンサでセンサ電流を発生させることと、を含み、センサ電流の大きさはグルコースセンサでのグルコース濃度を示す。
実施例５６では、実施例５５の主題は、約２分間維持される浸漬を含む。
実施例５７では、実施例５５～５６の主題は、約５％の塩素系漂白剤から１００％の塩素系漂白剤までの塩素系漂白剤の溶液を含む。
実施例５８では、実施例５５～５７の主題は、約１０％の塩素系漂白剤である塩素系漂白剤の溶液を含む。
実施例５９では、実施例５５～５８の主題は、センサ電流を発生させる前に、作用電極と参照電極との間に第１の電流を印加することを含む。
実施例６０では、実施例５９の主題は、センサ電流での参照電極の電流密度よりも約５倍超大きい第１の電流での参照電極の電流密度を含む。
実施例６１は、グルコースセンサであり、酸化反応をサポートするための作用電極と、レドックス反応をサポートするための参照電極であって、銀及び塩化銀を含む、参照電極と、参照電極上に少なくとも部分的に位置決めされた抵抗ドメイン及び参照電極上に少なくとも部分的に位置決めされた親水性ドメインを含む膜システムと、を備える。
実施例６２では、実施例６１の主題は、参照電極と親水性ドメインとの間に位置決めされている抵抗ドメインを含む。
実施例６３では、実施例６１～６２の主題は、参照電極と抵抗ドメインとの間に位置決めされている親水性ドメインを含む。
実施例６４では、実施例６１～６３の主題は、約２μｍ～約５μｍである親水性ドメインを含む。
実施例６５では、実施例６１～６４の主題は、オキシダーゼを含む親水性ドメインを含む。
実施例６６では、実施例６５の主題は、グルコースオキシダーゼを含む親水性ドメインを含み、グルコースオキシダーゼもまた、作用電極の少なくとも一部を覆う。
実施例６７では、実施例６１～６６の主題は、親水性ポリマーを含む親水性ドメインを含む。
実施例６８では、実施例６１～６７の主題は、高分子電解質を含む親水性ドメインを含む。
実施例６９は、処理回路によって実行されると、処理回路に実施例１～６８のいずれかを実施するための操作を行わせる命令を含む、少なくとも１つの機械可読媒体である。
実施例７０は、実施例１～６８のいずれかを実施する手段を備えた装置である。
実施例７１は、実施例１～６８のいずれかを実施するシステムである。
実施例７２は、実施例１～６８のいずれかを実施する方法である。
この概要は、本特許出願の主題の概要を示すことを目的としている。本開示の排他的又は網羅的な説明を提供することを意図するものではない。発明を実施するための形態は、本特許出願についての更なる情報を提供するために含まれている。本開示の他の態様は、以下の発明を実施するための形態を読んで理解し、その一部を構成する図面を見れば、当業者には明らかであり、これらの図面はそれぞれ限定的な意味で解釈されるべきではない。
必ずしも縮尺のとおりに描かれていない図面では、同様の数字は、異なる図において同様の構成要素を記載し得る。異なる文字の接尾辞を持つ同様の数字は、同様の構成要素の異なる事例を表し得る。図面は、限定ではなく例として、本文書に記載されている様々な実施形態を概ね示している。
分析物センサシステムを含む環境の一例を示す図である。 図１の分析物センサシステムを含む医療デバイスシステムの一例を示す図である。 分析物センサの例を示す説明図である。 図３に示した分析物センサシステムの分析物センサ部分の例を示す拡大図である。 図３及び図４の分析物センサの断面図である。 分析物センサの例の挙動を表す回路の概略図である。 グルコースセンサを含む分析物センサシステムの例を含む図である。 参照電極における動作電位の変化を示す図である。 図７のグルコースセンサなどのグルコースセンサの参照電極における２－エチル－アントロキノン（ＡＱＮ）の挙動を記載する図である。 本明細書に記載されているような、キノン誘導体を含む参照電極の動作電位の一例を示す図である。 酸素レドックス反応を触媒する銀（Ａｇ）及び白金（Ｐｔ）を含む参照電極の表面を示す図である。 参照電極、関連膜システム、及び間質液のスライスの例を示す図であり、参照電極の操作がｉｎ ｖｉｖｏ環境においてｐＨをどのように上昇させるか示す。 参照電極、関連膜システム、及び間質液のスライスの例を示す図であり、ｐＨの上昇による炭酸カルシウムの析出を示す。 抗石灰化剤を含む膜システムをグルコースセンサに適用するために使用できるワークフローの一例を示す図である。 グルコースセンサを処理して、参照電極に抗石灰化ドメインを含む膜システムを提供するためのプロセスフローの一例を示すフローチャートである。 分析物センサの例を示す図であり、参照電極への高電流密度の印加を示す。 一部が塩素系漂白剤にさらされたグルコースセンサの経時的な動作電位の例を示すプロットである。 一部が塩素系漂白剤にさらされたグルコースセンサの経時的な動作電位の変化を示す別のプロットである。 上部に位置決めされた抵抗ドメインを有する銀／塩化銀参照電極の一例を示す図である。 抵抗層と参照電極との間に位置決めされた親水性層を含む、参照電極及び抵抗ドメインの配置の一例を示す図である。 参照電極と親水性ドメインとの間に抵抗ドメインが位置決めされている、参照電極及び抵抗ドメインの別の配置例を示す図である。 膜システムの配置が異なるグルコースセンサと同様のグルコースセンサの感度の例を示すプロットである。 膜システムの配置が異なるグルコースセンサと同様のグルコースセンサの感度の例を示す別のプロットである。 参照電極の下に位置決めされた可撓性層を含む分析物センサの一例を示す図である。 分析物センサの例を示すインラインＸ線画像である。 分析物センサの例を示すインラインＸ線画像である。 分析物センサの例を示す断面Ｘ線画像である。 分析物センサに参照物質を適用するのに使用できるパッド印刷装置の一例を示す図である。 患者の皮膚下にセンサを挿入するためのアプリケータ針内の分析物センサの例を示している。 第３の電極を有する分析物センサを含む配置の例を示す図である。 コンピューティングデバイスのハードウェアアーキテクチャを示すブロック図であり、その中では、本明細書で論じられる方法のいずれか１つの例を機械に実行させるために、命令のセット又はシーケンスを実行することができる。 熱収縮性チューブを用いて分析物センサに参照電極層を提供するために実行され得るプロセスフローの一例を示すフローチャートである。
本明細書に記載されている様々な例は、分析物センサ及び分析物センサを使用する方法に関する。分析物センサは、ホストの体液と接触して置かれ、体液中のグルコースなどの分析物の濃度を測定する。いくつかの例では、分析物センサをホストの皮膚下に挿入し、皮膚下の間質液と接触させて置き、間質液中の分析物の濃度を測定する。
分析物センサが分析物にさらされると、分析物センサと分析物との間の電気化学反応により、分析物センサは分析物の濃度を示す生のセンサ信号を生成する。いくつかの例では、分析物センサは、作用電極及び参照電極を含む。３電極構成では、分析物センサは対電極も含む。分析物の存在下では、電気化学反応によって作用電極と対電極との間に電流が流れることになり、生のセンサ信号は、電流である、又は電流に基づく。３電極構成では、参照電極は安定した参照電位を提供し、ほとんど電流を流さない。
２電極構成では、対電極は省略される。分析物センサと分析物との間の電気化学反応により、作用電極と参照電極との間に電流が流れる。したがって、参照電極は、３電極構成の対電極のように電流を流し、３電極構成の参照電極のように安定した参照電位を提供する。したがって、２電極構成の参照電極を対参照電極と呼ぶこともある。ここで、参照電極という用語は、３電極構成の参照電極、２電極構成の対参照電極、又は他の構成における同様の電極を指す場合がある。
使用時には、センサ電子機器は、作用電極と参照（例えば、対参照）電極との間にバイアス電位を印加する。印加されたバイアスは、分析物と分析物センサとの間の電気化学反応を促進し、作用電極と参照（例えば、対参照）電極との間に電流を生じさせる。電流は、生のセンサ信号の全て又は一部を構成している。
図１は、分析物センサシステム１０２を含む環境１００の一例を示す図である。分析物センサシステム１０２は、ヒトの患者であり得るホスト１０１に結合されている。いくつかの例では、ホストは、分析物のモニタリングが有用な一時的若しくは永続的な糖尿病の状態、又は他の健康状態にある。
分析物センサシステム１０２は、分析物センサ１０４を含む。いくつかの例では、分析物センサ１０４は、ホスト１０１内のグルコース濃度を測定するように構成されたグルコースセンサである、又はそれを含む。分析物センサ１０４は、ホスト１０１で、任意の適切な方法で分析物にさらされてもよい。いくつかの例では、分析物センサ１０４は、ホスト１０１の皮膚下に完全に埋め込み可能である。他の例では、分析物センサ１０４は、ホスト１０１の身体に装着可能である（例えば、身体に装着されているが、皮膚下には装着されていない）。また、いくつかの例では、分析物センサ１０４は、経皮的デバイス（例えば、ホストの皮膚下又は皮膚中に少なくとも部分的に常駐しているセンサを有する）である。本明細書に記載のデバイス及び方法は、グルコースなどの分析物の濃度を検出し、分析物の濃度を表す出力信号を提供することができる任意のデバイスに適用できることを理解されたい。
様々な実施形態によれば、検出されるグルコースはＤ－グルコースであり得る。しかし、グルコースの任意の立体異性体又は立体異性体のブレンド、並びに開鎖型、環状型、又はこれらの混合のいかなるグルコースも検出することが可能である。図１の例では、分析物センサシステム１０２は、センサ電子機器１０６も含む。いくつかの例では、センサ電子機器１０６及び分析物センサ１０４は、単一の統合されたパッケージで提供される。他の例では、分析物センサ１０４及びセンサ電子機器１０６は、別個の構成要素又はモジュールとして提供される。例えば、分析物センサシステム１０２は、分析物センサ１０４、センサ１０４をホストに取り付けるための構成要素（例えば、粘着パッド）、及び／又は、図２に示すセンサ電子機器１０６の一部又は全てを含むセンサ電子機器ユニットを受容するように構成された取り付け構造を含み得る、使い捨ての（例えば、単回使用の）センサ取り付けユニット（図３）を含み得る。センサ電子機器ユニットは、再利用可能であり得る。
分析物センサ１０４は、侵襲的、最小侵襲的、又は非侵襲的なセンシング技術（例えば、光学的に励起された蛍光、マイクロニードル、グルコースの経皮モニタリング）を含む任意の既知の方法を使用して、ホスト１０１内の分析物の濃度を示す生のセンサ信号を提供することができる。生のセンサ信号は、分析物濃度の有用な値（例えば、推定血中グルコース濃度値）を、ホスト又は世話人（例えば、親、親戚、保護者、教師、医師、看護師、又はホスト１０１の健康状態に関心を持つ他の任意の個人）などのユーザーに提供するために使用される、較正及び／又はフィルタリングされた分析物濃度データに変換され得る。
いくつかの例では、分析物センサ１０４は、連続グルコースセンサである、又はそれを含む。連続グルコースセンサは、皮下、経皮（例えば、経皮的）、及び／又は血管内デバイスであり得る、又はそれを含み得る。いくつかの実施形態では、そのようなセンサ又はデバイスは、反復的に（例えば、定期的又は断続的に）センサデータを分析することができる。グルコースセンサは、酵素法、化学法、物理法、電気化学法、分光光度法、偏光測定法、熱量測定法、イオン導入法、放射測定法、免疫化学法など、任意のグルコース測定法を用いることができる。様々な例において、分析物センサシステム１０２は、ＤｅｘＣｏｍ（商標）、（例えば、ＤｅｘＣｏｍ Ｇ５（商標）センサ又はＤｅｘＣｏｍ Ｇ６（商標）センサ又はその任意の変形例）、Ａｂｂｏｔｔ（商標）（例えば、Ｌｉｂｒｅ（商標）センサ）、又はＭｅｄｔｒｏｎｉｃ（商標）（例えば、Ｅｎｌｉｇｈｔ（商標）センサ）から入手可能な連続グルコースモニタセンサであり得る、又はそれを含み得る。
いくつかの例では、分析物センサ１０４は、参照により組み込まれる米国特許第６，００１，０６７号及び米国特許出願公開第２００５－００２７４６３（Ａ１）号を参照して記載されているものなどの、埋め込み型グルコースセンサを含む。いくつかの例では、分析物センサ１０４は、参照により組み込まれる米国特許出願公開第２００６－００２０１８７（Ａ１）号を参照して記載されているものなどの、経皮的グルコースセンサを含む。いくつかの例では、分析物センサ１０４は、ホスト血管又は体外に埋め込まれるように構成され得、これは、例えば、米国特許出願公開第２００７－００２７３８５（Ａ１）号、２００６年１０月４日に出願された同時係属中の米国特許出願公開第２００８－０１１９７０３（Ａ１）号、２００７年３月２６日に出願された米国特許出願公開第２００８－０１０８９４２（Ａ１）号、及び２００７年２月１４日に出願された米国特許出願公開第２００７－０１９７８９０（Ａ１）号に記載されており、これらの全ては参照により組み込まれる。いくつかの例では、連続グルコースセンサは、参照により組み込まれる米国特許第６，５６５，５０９号（Ｓａｙら）に記載されているものなどの経皮的センサを含み得る。いくつかの例では、分析物センサ１０４は、参照により組み込まれる米国特許第６，５７９，６９０号（Ｂｏｎｎｅｃａｚｅら）又は米国特許第６，４８４，０４６号（Ｓａｙら）を参照して記載されているものなどの皮下センサを含む連続グルコースセンサを含み得る。いくつかの例では、連続グルコースセンサは、参照により組み込まれる米国特許第６，５１２，９３９号（Ｃｏｌｖｉｎら）を参照して記載されているものなどの補充可能な皮下センサを含み得る。連続グルコースセンサは、参照により組み込まれる米国特許第６，４７７，３９５号（Ｓｃｈｕｌｍａｎら）を参照して記載されているものなどの血管内センサを含み得る。連続グルコースセンサは、参照により組み込まれる米国特許第６，４２４，８４７号（Ｍａｓｔｒｏｔｏｔａｒｏら）を参照して記載されているものなどの血管内センサを含み得る。
また、環境１００は、第２の医療デバイス１０８も含み得る。第２の医療デバイス１０８は、インスリンポンプ又はインスリンペンなどの薬物送達デバイスであり得る、又はそれを含み得る。いくつかの例では、医療デバイス１０８は、別の分析物センサ、心拍数センサ、呼吸センサ、モーションセンサ（例えば、加速度計）、姿勢センサ（例えば、３軸加速度計）、音響センサ（例えば、周囲の音や体内の音を取り込むため）などの１つ以上のセンサを含む。医療デバイス１０８は、例えば、腕時計、眼鏡、コンタクトレンズ、パッチ、リストバンド、アンクルバンドなどのウェアラブルアイテムに装着可能であり得る、又はハンドヘルドデバイス（例えば、スマートフォン）に組み込まれ得る。いくつかの例では、医療デバイス１０８は、例えば、分析物値（例えば、グルコース、乳酸、インスリン又は他の物質）、心拍数、呼吸（例えば、インピーダンスを使用して）、活動（例えば、加速度計を使用して）、姿勢（例えば、加速度計を使用して）、ガルバニック皮膚反応、組織液値（例えば、インピーダンス又は圧力を使用して）のうちの１つ以上を検出することができるマルチセンサパッチを含む。
いくつかの例では、分析物センサシステム１０２及び第２の医療デバイス１０８は、互いに通信する。分析物センサシステム１０２と医療デバイス１０８との間の通信は、任意の適切な有線接続を介して、及び／又は無線通信信号１１０を介して行うことができる。例えば、分析物センサシステム１０２は、無線周波数（例えば、ブルートゥース（登録商標）、医療インプラント通信システム（ＭＩＣＳ）、Ｗｉ－Ｆｉ、近距離無線通信（ＮＦＣ）、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）、Ｚｉｇｂｅｅ、Ｚ－Ｗａｖｅなどの通信プロトコル）、光学的（例えば、赤外線）、音波的（例えば、超音波）、又はセルラープロトコル（例えば、Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ（ＣＤＭＡ）又はＧｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅｓ（ＧＳＭ））、又は有線接続（例えば、シリアル、パラレルなど）を介して通信するように構成され得る。
いくつかの例では、環境１００は、ウェアラブルセンサ１３０も含む。ウェアラブルセンサ１３０は、センサ回路（例えば、グルコース濃度又は他の分析物濃度を検出するように構成されたセンサ回路）及び通信回路（例えば、ＮＦＣ回路であり得る）を含み得る。いくつかの例では、ウェアラブルセンサ１３０からの情報は、例えば、ユーザーデバイス１３２がウェアラブルセンサ１３０の近くに置かれたときに、ウェアラブルセンサの通信回路を介してウェアラブルセンサ１３０と通信するように構成された、スマートフォンなどのユーザーコンピューティングデバイス１３２を用いて、ウェアラブルセンサ１３０から取得され得る。例えば、センサ１３０の上でユーザーデバイス１３２をスワイプすると、ＮＦＣ又は他の適切な無線通信を使用して、ウェアラブルセンサ１３０からセンサデータを取得することができる。ＮＦＣ通信を使用することにより、ウェアラブルセンサ１３０による電力消費を低減し、ウェアラブルセンサ１３０内の電源（例えば、電池やキャパシタ）のサイズを縮小したり、電源の使用可能な寿命を延ばしたりすることができる。いくつかの例では、ウェアラブルセンサ１３０は、示されているように、上腕部に装着可能であり得る。いくつかの例では、ウェアラブルセンサ１３０は、追加的又は代替的に、患者の上部胴体（例えば、心臓の上又は肺の上）にあってもよく、これにより、例えば、心拍数、呼吸、又は姿勢の検出が容易になり得る。また、ウェアラブルセンサ１３６は、下半身（例えば、脚）にあってもよい。
いくつかの例では、センサのアレイ又はネットワークが患者に関連付けられている場合がある。例えば、分析物センサシステム１０２、医療デバイス１０８、腕時計などのウェアラブルデバイス１２０、及び追加のウェアラブルセンサ１３０のうちの１つ以上は、有線又は無線（例えば、ブルートゥース、ＭＩＣＳ、ＮＦＣ、又は上述の他の選択肢のいずれかの）通信を介して互いに通信することができる。追加のウェアラブルセンサ１３０は、医療デバイス１０８に関して上述した例のいずれかであり得る。分析物センサシステム１０２、医療デバイス１０８、及びホスト１０１上の追加のセンサ１３０は、説明し記載するために提供されており、必ずしも縮尺のとおりに描かれているわけではない。
また、環境１００は、１つ以上のコンピューティングデバイス、例えば、ハンドヘルドスマートデバイス（例えば、スマートデバイス）１１２、タブレット１１４、スマートペン１１６（例えば、処理及び通信機能を備えたインスリン送達ペン）、コンピュータ１１８、腕時計などのウェアラブルデバイス１２０、又は周辺医療デバイス１２２（ＤｅｘＣｏｍから入手可能な特許品のユーザーデバイスなどの特許品のデバイスであり得る）も含み得、これらのいずれかは、無線通信信号１１０を介して分析物センサシステム１０２と通信することができ、またネットワーク１２４を介してサーバーシステム（例えば、リモートデータセンター）又はリモート端末１２８と通信して、技術サポートスタッフメンバー又は臨床医などのリモートユーザー（図示せず）との通信を容易にすることもできる。
ウェアラブルデバイス１２０は、活動センサ、心拍数モニタ（例えば、光ベースのセンサ又は電極ベースのセンサ）、呼吸センサ（例えば、音響ベースのセンサ又は電極ベースのセンサ）、位置センサ（例えば、ＧＰＳ）、又は他のセンサを含み得る。
いくつかの例では、環境１００は、サーバーシステム１２６を含む。サーバーシステム１２６は、１つ以上のサーバーコンピューティングデバイスなど、１つ以上のコンピューティングデバイスを含み得る。いくつかの例では、サーバーシステム１２６は、分析物センサシステム１０２からの分析物データ及び／又は複数の他のデバイスからの分析物又は他のデータを収集するために使用され、収集されたデータに対して分析を実行し、グルコース値に対する普遍的又は個別のモデルを生成又は適用し、そのような分析、モデル、又はそれに基づく情報を環境１００内の１つ以上のデバイスに通信して戻す。いくつかの例では、サーバーシステム１２６は、本明細書で説明されるように、ホスト間及び／又はホスト内のブレークインデータを収集して、１つ以上のブレークイン特性を生成する。
また、環境１００は、分析物センサシステム１０２、ネットワーク１２４、サーバーシステム１２６、医療デバイス１０８、又は上述した周辺デバイスのいずれかのうちの１つ以上を通信可能に結合するために使用される無線アクセスポイント（ＷＡＰ）１３８も含み得る。例えば、ＷＡＰ１３８は、環境１００内でＷｉ－Ｆｉ及び／又はセルラー接続を提供することができる。また、環境１００のデバイス間では、ＮＦＣやブルートゥースなどの他の通信プロトコルを使用することもできる。
図２は、図１の分析物センサシステム１０２を含む医療デバイスシステム２００の一例を示す図である。図２の例では、分析物センサシステム１０２は、センサ電子機器１０６と、センサ取り付けユニット２９０と、を含む。センサ取り付けユニット２９０とセンサ電子機器１０６との間の構成要素の区分の具体例が示されているが、いくつかの例では、センサ取り付けユニット２９０又はセンサ電子機器１０６に追加の構成要素を含み得ること、及びセンサ電子機器１０６に示されている構成要素（例えば、電池又はスーパーキャパシタ）の一部が、代替的又は追加的に（例えば、冗長的に）センサ取り付けユニット２９０に設けられ得ることが理解される。
図２に示す例では、センサ取り付けユニット２９０は、分析物センサ１０４と電池２９２とを含む。いくつかの例では、センサ取り付けユニット２９０は交換可能であり得、センサ電子機器１０６は、例えば、電池の着脱が繰り返された場合にパワーアップ処理やパワーダウン処理が繰り返し実行されることを回避したり、電池の取り外しや交換に伴うノイズ信号の処理を回避したりするために、デバウンス回路（例えば、ヒステリシスや遅延を有するゲート）を含み得る。
センサ電子機器１０６は、生のセンサ信号などのセンサ情報を処理して、対応する分析物濃度値を生成するように構成された電子部品を含み得る。センサ電子機器１０６は、例えば、生のセンサ信号の処理及び較正に関連付けられた予想アルゴリズムを含む、連続分析物センサデータの測定、処理、保存、又は通信に関連する電子回路を含み得る。センサ電子機器１０６は、グルコースセンサを介して分析物の値の測定を可能にするハードウェア、ファームウェア、及び／又はソフトウェアを含み得る。電子部品は、プリント回路基板（ＰＣＢ）などに貼り付けることができ、様々な形態をとることができる。例えば、電子部品は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの集積回路（ＩＣ）、マイクロコントローラ、及び／又はプロセッサの形態をとることができる。
図２の例では、センサ電子機器１０６は測定回路２０２（例えば、ポテンショスタット）を含み、測定回路２０２は、分析物センサ１０４に結合され、分析物センサ１０４を用いて分析物センサの読み取り値を反復的に取得するように構成されている。例えば、測定回路２０２は、作用電極と対電極又は参照（例えば、対参照）電極との間の分析物センサ１０４における電流の流れを示す生のセンサ信号を、連続的又は反復的に測定することができる。センサ電子機器１０６は、測定回路２０２と分析物センサ１０４との間の接続をゲート制御するために使用され得るゲート回路２９４を含み得る。例えば、分析物センサ１０４は、蓄積期間にわたって電荷を蓄積することができる。蓄積期間の後、ゲート回路２９４を開放し、測定回路２０２が蓄積された電荷を測定できるようにする。分析物センサ１０４をゲート制御することは、より大きな信号対ノイズ比又は対干渉比を作り出すことによって、センサシステム１０２の性能を向上させることができる（例えば、分析物反応からの電荷は蓄積されるが、グルコースセンサの近くのアセトアミノフェンの存在などの干渉源は蓄積されない、又は分析物反応からの電荷よりも少なく蓄積されるため）。
また、センサ電子機器１０６は、プロセッサ２０４も含み得る。プロセッサ２０４は、メモリ２０８から命令２０６を取得し、命令２０６を実行して、分析物センサシステム１０２における様々な操作を制御するように構成されている。例えば、プロセッサ２０４は、測定回路２０２のポテンショスタットを介して分析物センサ１０４へのバイアス電位の印加を制御し、分析物センサ１０４からの生のセンサ信号を解釈し、かつ／又は環境要因を補償するようにプログラムされ得る。
また、プロセッサ２０４は、データ記憶メモリ２１０に情報を保存することもできる、又はデータ記憶メモリ２１０から情報を取得することもできる。様々な例において、データ記憶メモリ２１０は、メモリ２０８と統合され得る、又は不揮発性メモリ回路（例えば、フラッシュＲＡＭ）などの別個のメモリ回路であり得る。センサの分析物データを処理するためのシステム及び方法の例は、本明細書及び米国特許第７，３１０，５４４号及び同第６，９３１，３２７号に更に詳細に記載されている。
また、センサ電子機器１０６は、プロセッサ２０４に結合され得るセンサ２１２も含み得る。センサ２１２は、温度センサ、加速度計、又は別の適切なセンサであり得る。また、センサ電子機器１０６は、キャパシタや電池２１４などの電源も含み得、この電源は、センサ電子機器１０６に統合され得る、又は取り外し可能であり得る、又は別個の電子機器ユニットの一部であり得る。電池２１４（又は他の電力貯蔵構成要素、例えば、キャパシタ）は、任意に、有線又は無線（例えば、誘導又は超音波）の再充電システム２１６を介して再充電可能であり得る。再充電システム２１６は、エネルギーを収集することができる、又は外部ソース若しくはオンボードソースからエネルギーを受け取ることができる。様々な例において、再充電回路は、トリボ電気充電回路、圧電充電回路、ＲＦ充電回路、光充電回路、超音波充電回路、熱充電回路、熱収集回路、又は通信回路からエネルギーを収集する回路を含み得る。いくつかの例では、再充電回路は、交換可能な電池（例えば、ベース構成要素と共に供給される電池）から供給される電力を用いて、充電式電池を再充電することができる。
また、センサ電子機器１０６は、センサ電子機器ユニット（図示）、又は、センサ取り付けユニット２９０内に１つ以上のスーパーキャパシタも含み得る。例えば、スーパーキャパシタは、電池２１４の寿命を延ばすために、非常に一貫した方法で電池２１４からエネルギーを引き出すことを可能にし得る。電池２１４は、スーパーキャパシタが通信回路又はプロセッサ２０４にエネルギーを供給した後に、スーパーキャパシタを再充電することができ、その結果、スーパーキャパシタは、後続の高負荷期間中にエネルギーを供給するように準備される。いくつかの例では、スーパーキャパシタは、電池２１４と並列に構成され得る。デバイスは、電池２１４とは対照的に、スーパーキャパシタから優先的にエネルギーを引き出すように構成され得る。いくつかの例では、スーパーキャパシタは、短期貯蔵のために充電式電池からエネルギーを受け取り、長期貯蔵のために充電式電池にエネルギーを転送するように構成され得る。
スーパーキャパシタは、高負荷期間中の電池２１４の負担を軽減することで、電池２１４の動作寿命を延ばすことができる。いくつかの例では、高負荷時にスーパーキャパシタが電池の負担を少なくとも１０％軽減する。いくつかの例では、高負荷時にスーパーキャパシタが電池の負担を少なくとも２０％軽減する。いくつかの例では、高負荷時にスーパーキャパシタが電池の負担を少なくとも３０％軽減する。いくつかの例では、高負荷時にスーパーキャパシタが電池の負担を少なくとも５０％軽減する。
また、センサ電子機器１０６は、無線通信回路２１８も含み得、この無線通信回路は、例えば、アンテナに動作可能に結合された無線トランシーバを含み得る。無線通信回路２１８は、プロセッサ２０４に動作可能に結合され得、インスリンポンプやスマートインスリンペンなどの１つ以上の周辺デバイスや他の医療デバイスと無線通信するように構成され得る。
図２の例では、医療デバイスシステム２００は、任意による周辺デバイス２５０も含む。周辺デバイス２５０は、例えば、ウェアラブルデバイス１２０などのウェアラブルデバイス（例えば、活動モニタ）など、任意の適切なユーザーコンピューティングデバイスであり得る。他の例では、周辺デバイス２５０は、図１に示すハンドヘルドスマートデバイス（例えば、スマートフォンや、Ｄｅｘｃｏｍから入手可能な特許品のハンドヘルドデバイスなどの他のデバイス）、タブレット１１４、スマートペン１１６、又は専用コンピュータ１１８であり得る。
周辺デバイス２５０は、ＵＩ２５２、メモリ回路２５４、プロセッサ２５６、無線通信回路２５８、センサ２６０、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。周辺デバイス２５０は、必ずしも図２に示した全ての構成要素を含むとは限らない。また、周辺デバイス２５０は、電池などの電源も含み得る。
ＵＩ２５２は、周辺デバイス２５０の任意の適切な入力／出力デバイス、例えば、タッチスクリーンインターフェース、マイクロフォン（例えば、音声コマンドを受信するため）、又はスピーカー、振動回路、又はそれらの任意の組み合わせなどを使用して例えば提供することができる。ＵＩ２５２は、ホスト又は別のユーザーから情報（例えば、命令、グルコース値）を受け取ることができる。また、ＵＩ２５２は、例えば、ＵＩ２５２でＵＩ要素を表示することで、ホスト又は他のユーザーに情報を配信することもできる。例えば、ＵＩ要素は、グルコース又は他の分析物の濃度値、グルコース又は他の分析物のトレンド、グルコース又は他の分析物のアラートなどを示すことができる。トレンドは、矢印、グラフ、チャートなどのＵＩ要素で示すことができる。
プロセッサ２５６は、ＵＩ２５２を介して、ユーザーに情報を提示するか、又はユーザーからの入力を受信するように構成され得る。また、プロセッサ２５６は、通信情報（例えば、ペアリング情報やデータセンターのアクセス情報）、ユーザー情報、センサデータやトレンドなどの情報を、メモリ回路２５４に記憶して取得するようにも構成され得る。無線通信回路２５８は、本明細書に記載の無線プロトコルのいずれかなどの無線プロトコルを介して通信するように構成されたトランシーバ及びアンテナを含み得る。センサ２６０は、例えば、加速度計、温度センサ、位置センサ、生体センサ、又は血中グルコースセンサ、血圧センサ、心拍数センサ、呼吸センサ、又は他の生理的センサを含み得る。
周辺デバイス２５０は、センサ電子機器１０６によって送信され得るセンサ情報を受信及び表示するように構成され得る（例えば、それぞれの基本設定に基づいて表示デバイスに送信されるカスタマイズされたデータパッケージにおいて）。センサ情報（例えば、血中グルコース濃度値）又はアラート又は通知（例えば、「高グルコース値」、「低グルコース値」又は「低下率アラート」）は、ＵＩ２５２を介して（例えば、視覚的表示、音、又は振動を介して）通信され得る。いくつかの例では、周辺デバイス２５０は、センサ電子機器１０６から通信されたセンサ情報を表示するか、又は他の方法で通信するように構成され得る（例えば、それぞれの表示デバイスに送信されるデータパッケージにおいて）。例えば、周辺デバイス２５０は、処理されたデータ（例えば、生のセンサデータを処理することによって求めることができる推定分析物濃度値）を送信することができ、その結果、データを受信するデバイスは、使用可能な情報（推定分析物濃度値など）を求めるためにデータを更に処理する必要がない場合がある。他の例では、周辺デバイス２５０は、受信した情報を処理又は解釈することができる（例えば、グルコース値又はグルコーストレンドに基づいてアラートを発するために）。様々な例において、周辺デバイス２５０は、センサ電子機器１０６から直接、又はネットワーク上で（例えば、センサ電子機器１０６から、又はセンサ電子機器１０６に通信可能に結合されているデバイスから情報を受信するセルラー又はＷｉ－Ｆｉネットワークを介して）情報を受信することができる。
図２の例では、医療デバイスシステム２００は、任意による医療デバイス２７０を含む。例えば、医療デバイス２７０は、周辺デバイス２５０に加えて、又は、その代わりに使用することができる。医療デバイス２７０は、例えば、図１に示す医療デバイス１０８、周辺医療デバイス１２２、ウェアラブルデバイス１２０、ウェアラブルセンサ１３０、又はウェアラブルセンサ１３６を含む、任意の適切なタイプの医療又は他のコンピューティングデバイスであり得る、又はそれを含み得る。医療デバイス２７０は、ＵＩ２７２、メモリ回路２７４、プロセッサ２７６、無線通信回路２７８、センサ２８０、治療回路２８２、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。
ＵＩ２５２と同様に、ＵＩ２７２は、医療デバイス２７０の任意の適切な入力／出力デバイス、例えば、タッチスクリーンインターフェース、マイクロフォン、又はスピーカー、振動回路、又はそれらの任意の組み合わせなどを用いて提供され得る。ＵＩ２７２は、ホスト又は別のユーザーから情報（例えば、グルコース値、アラート設定、キャリブレーションコーディング）を受け取ることができる。また、ＵＩ２７２は、例えば、ＵＩ２５２でＵＩ要素を表示することで、ホストや他のユーザーに情報を配信することもできる。例えば、ＵＩ要素は、グルコース又は他の分析物の濃度値、グルコース又は他の分析物のトレンド、グルコース又は他の分析物のアラートなどを示すことができる。トレンドは、矢印、グラフ、チャートなどのＵＩ要素で示すことができる。
プロセッサ２７６は、ＵＩ２７２を介して、ユーザーに情報を提示するか、又はユーザーからの入力を受信するように構成され得る。また、プロセッサ２７６は、通信情報（例えば、ペアリング情報やデータセンターのアクセス情報）、ユーザー情報、センサデータやトレンドなどの情報を、メモリ回路２７４に記憶して取得するように構成され得る。無線通信回路２７８は、本明細書に記載の無線プロトコルのいずれかなどの無線プロトコルを介して通信するように構成されたトランシーバ及びアンテナを含み得る。
センサ２８０は、例えば、加速度計、温度センサ、位置センサ、生体センサ、又は血中グルコースセンサ、血圧センサ、心拍数センサ、呼吸センサ、又は他の生理的センサを含み得る。医療デバイス２７０は、図２の例では１つのセンサ２８０しか示されていないが、２つ以上のセンサ（又はメモリ若しくは他の構成要素）を含み得る。様々な例では、医療デバイス２７０は、スマートハンドヘルドグルコースセンサ（例えば、血中グルコース計）、薬剤ポンプ（例えば、インスリンポンプ）、又は他の生理的センサデバイス、治療デバイス、又はこれらの組み合わせであり得る。
医療デバイス２７０がインスリンポンプである、又はそれを含む例では、ポンプ及び分析物センサシステム１０２は、双方向通信することができる（例えば、ポンプが分析物送信プロトコルに変更を要求できる、例えば、データポイントを要求したり、より頻繁なスケジュールでデータを要求したりできる）、又は、ポンプ及び分析物センサシステム１０２は、一方向通信を使用して通信することができる（例えば、ポンプが分析物センサシステムから分析物濃度値の情報を受信できる）。一方向通信では、グルコース値はアドバタイズメントメッセージに組み込まれ、事前に共有されたキーで暗号化されることがある。双方向通信では、ポンプは、分析物センサシステム１０２がポンプからの要求に応答して共有する、又は取得して共有することができる値を要求することができ、これらの通信のいずれか又は全てが、１つ以上の事前に共有されたキーを使用して暗号化されることがある。インスリンポンプは、様々な理由のうちの１つ以上のために、ポンプへの一方向通信を使用して、分析物センサシステム１０２から送信された分析物（例えば、グルコース）の値を受信して追跡することができる。例えば、インスリンポンプは、閾値を下回る又は上回るグルコース値に基づいて、インスリン投与を中断又は起動することができる。
いくつかの例では、医療デバイスシステム２００は、それぞれが分析物センサシステム１０２から直接又は間接的に情報を受信する２つ以上の周辺デバイス及び／又は医療デバイスを含む。表示デバイスによってユーザーインターフェースが異なるため、データパッケージの内容（例えば、表示されるデータの量、フォーマット、及び／又はタイプ、アラームなど）を、特定のデバイスごとにカスタマイズすることができる（例えば、製造業者及び／又はエンドユーザーが異なるようにプログラムすることができる）。例えば、ここで図１の例を参照すると、複数の異なる周辺デバイスは、センサセッション中にセンサ電子機器１０６（例えば、連続分析物センサ１０４に物理的に接続された皮膚上のセンサ電子機器１０６など）と直接無線通信して、表示可能なセンサ情報に関連する複数の異なるタイプ及び／又は値の表示及び／又は機能を有効にすることができ、又は、センサシステム１０２の電池電力を節約することができ、１つ以上の指定されたデバイスは、分析物センサシステム１０２と通信して、情報を直接又はサーバーシステム（例えば、ネットワークに接続されたデータセンター）１２６を介して他のデバイスに中継（すなわち、共有）することができる。
図３は、ホストに埋め込まれ得る分析物センサ３３４の例を示す側面図である。取り付けユニット３１４は、粘着パッド３０８を用いてホストの皮膚に粘着することができる。粘着パッド３０８は、伸長可能な材料から形成され得、粘着剤を用いて皮膚に取り外し可能に取り付けることができる。電子機器ユニット３１８は、取り付けユニット３１４と機械的に結合することができる。いくつかの例では、電子機器ユニット３１８及び取り付けユニット３１４は、図１及び図２に示すセンサ電子機器１０６及びセンサ取り付けユニット２９０と同様の方法で配置されている。
図４は、分析物センサ３３４の遠位部の拡大図である。分析物センサ３３４は、ホストの皮膚下に挿入するように適合させることができ、取り付けユニット３１４に機械的に結合することができ、電子機器ユニット３１８に電気的に結合することができる。図４に示す例の分析物センサ３３４は、細長い導電体３４１を含む。細長い導電体３４１は、上部に位置決めされた様々な層を有するコアを含み得る。コアを少なくとも部分的に取り囲む第１の層３３８は、例えばウィンドウ３３９内に位置する作用電極を含む。いくつかの例では、コア及び第１の層３３８は、単一の材料（例えば、白金など）で作製されている。いくつかの例では、細長い導電体３４１は、２つの導電性材料の複合体、又は、少なくとも１つの導電性材料と少なくとも１つの非導電性材料との複合体である。膜システム３３２は、作用電極の上に位置し、本明細書に記載されているように、センサ３３４の他の層及び／又は電極を覆うことができる。
第１の層３３８は、導電性材料で形成され得る。作用電極（ウィンドウ３３９にて）は、第１の層３３８の表面の露出部分である。したがって、第１の層３３８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た材料で形成されている。適切な材料の例としては、白金、白金－イリジウム、金、パラジウム、イリジウム、グラファイト、炭素、導電性ポリマー、これらの合金などが挙げられるが、これらに限定されない。
第２の層３４０は、第１の層３３８の少なくとも一部を取り囲み、それによって、作用電極の境界を画定する。いくつかの例では、第２の層３４０は、絶縁体として機能し、ポリイミド、ポリウレタン、パリレン、又は任意の他の適切な絶縁材料又は材料などの絶縁材料で形成される。様々な実施形態によると、ポリイミドは、式Ｉによる少なくとも１つの繰り返し単位を含むポリマーを含み得る：
Figure 2022540911000002
式中、Ｒ１は、－ＮＨ－、又は置換若しくは非置換（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビレンから選択される。更なる実施形態では、Ｒ１は、置換又は非置換（Ｃ１～Ｃ４０）アルキレン、（Ｃ２～Ｃ４０）アルキレン、（Ｃ２～Ｃ４０）アルケニレン、（Ｃ４～Ｃ２０）アリーレン、（Ｃ４～Ｃ２０）シクロアルキレン、及び（Ｃ４～Ｃ２０）アラルキレンである。いくつかの実施形態によれば、Ｒ２は、－Ｈ、－ＯＨ、ＮＨ２、又は置換若しくは非置換（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビルから選択される。更なる実施形態では、Ｒ２は、置換又は非置換（Ｃ１～Ｃ４０）アルキル、（Ｃ２～Ｃ４０）アルキレニル、（Ｃ２～Ｃ４０）アルケニル、（Ｃ４～Ｃ２０）アリール、（Ｃ４～Ｃ２０）シクロアルキル、及び（Ｃ４～Ｃ２０）アラルキルから選択される。
様々な実施形態によれば、ポリウレタンは、ジイソシアネートと、少なくとも約３０℃の溶融温度を有することができるポリエステルポリオールと、鎖延長剤と、を含む反応混合物の反応生成物である。ジイソシアネートは、反応混合物の約０．５重量％～約４０重量％の範囲、約１重量％～約１０重量％の範囲、又は、反応混合物の約０．５重量％、１、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５、５．５、６、６．５、７、７．５、８、８．５、９、９．５、１０、１０．５、１１、１１．５、１２、１２．５、１３、１３．５、１４、１４．５、１５、１５．５、１６、１６．５、１７、１７．５、１８、１８．５、１９、１９．５、２０、２０．５、２１、２１．５、２２、２２．５、２３、２３．５、２４、２４．５、２５、２５．５、２６、２６．５、２７、２７．５、２８、２８．５、２９、２９．５、３０、３０．５、３１、３１．５、３２、３２．５、３３、３３．５、３４、３４．５、３５、３５．５、３６、３６．５、３７、３７．５、３８、３８．５、３９、３９．５、又は４０重量％の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲であり得る。反応性混合物中のジイソシアネートの量は、イソシアネート指数で表すことができる。イソシアネート指数とは、概ね、使用されたイソシアネート官能基の当量の、理論当量に対する比の１００倍を指すと理解することができる。理論当量は、１当量のヒドロキシル基あたり１当量のイソシアネート官能基に相当し、これは１００の指数である。様々な例によると、反応性混合物のイソシアネート指数は、約０．９９～約１．２０の範囲、約１．００～約１．１０の範囲、又は約０．９９、１．００、１．０１、１．０２、１．０３、１．０４、１．０５、１．０６、１．０７、１．０８、１．０９、１．１０、１．１１、１．１２、１．１３、１．１４、１．１５、１．１６、１．１７、１．１８、１．１９、又は１．２０の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲にある。
適切なジイソシアネートの例としては、以下の構造を有する式ＩＩによるジイソシアネートが挙げられる：
Figure 2022540911000003
式ＩＩにおいて、Ｒ３は、置換又は非置換（Ｃ１～Ｃ４０）アルキレン、（Ｃ２～Ｃ４０）アルケニレン、（Ｃ４～Ｃ２０）アリーレン、（Ｃ４～Ｃ２０）アリーレン－（Ｃ１～Ｃ４０）アルキレン－（Ｃ４～Ｃ２０）アリーレン、（Ｃ４～Ｃ２０）シクロアルキレン、及び（Ｃ４～Ｃ２０）アラルキレンから選択される。追加の例では、ジイソシアネートは、ジシクロヘキシルメタン－４，４’－ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、１，４－フェニレンジイソシアネート、１，３－フェニレンジイソシアネート、ｍ－キシリレンジイソシアネート、トリレン－２，４－ジイソシアネート、トルエン－２，４－ジイソシアネート、トリレン－２，６－ジイソシアネート、ポリ（ヘキサメチレンジイソシアネート）、１，４－シクロヘキシレンジイソシアネート、４－クロロ－６－メチル－１，３－フェニレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタン４，４’－ジイソシアネート、１，４－ジイソシアナートブタン、１，８－ジイソシアナートオクタン、２，６－トルエンジイソシアネート、２，５－トルエンジイソシアネート、２，４－トルエンジイソシアネート、ｍ－フェニレンジイソシアネート、ｐ－フェニレンジイソシアネート、メチレンビス（ｏ－クロロフェニルジイソシアネート、メチレンジフェニレン－４，４’－ジイソシアネート、（４，４’－ジイソシアナート－３，３’，５，５’－テトラエチル）ジフェニルメタン、４，４’－ジイソシアナート－３，３’－ジメトキシビフェニル（ｏ－ジアニシジンジイソシアネート）、５－クロロ－２，４－トルエンジイソシアネート、１－クロロメチル－２，４－ジイソシアナートベンゼン、テトラメチル－ｍ－キシリレンジイソシアネート、１，６－ジイソシアナートヘキサン、１，１２－ジイソシアナートドデカン、２－メチル－１，５－ジイソシアナートペンタン、メチレンジシクロヘキシレン－４，４’－ジイソシアネート、３－イソシアナートメチル－３，５，５－トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、２，２，４－トリメチルヘキシルジイソシアネート、又はこれらの混合物から選択される。
ポリエステルポリオールは、反応混合物の約０．５重量％～約４０重量％の範囲、約１重量％～約１０重量％の範囲、又は、反応混合物の約０．５重量％、１、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５、５．５、６、６．５、７、７．５、８、８．５、９、９．５、１０、１０．５、１１、１１．５、１２、１２．５、１３、１３．５、１４、１４．５、１５、１５．５、１６、１６．５、１７、１７．５、１８、１８．５、１９、１９．５、２０、２０．５、２１、２１．５、２２、２２．５、２３、２３．５、２４、２４．５、２５、２５．５、２６、２６．５、２７、２７．５、２８、２８．５、２９、２９．５、３０、３０．５、３１、３１．５、３２、３２．５、３３、３３．５、３４、３４．５、３５、３５．５、３６、３６．５、３７、３７．５、３８、３８．５、３９、３９．５、又は４０重量％の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲であり得る。ポリエステルポリオールは、任意の適切な数のヒドロキシル基を含み得る。例えば、ポリエステルポリオールは、４つのヒドロキシル基又は３つのヒドロキシル基を含み得る。ポリエステルポリオールは、ポリエステルポリオールがポリエステルジオールであるように、２つのヒドロキシル基を含むこともできる。概ね、ポリエステルポリオールは、重縮合反応などの縮合反応の生成物であり得る。しかし、ポリエステルポリオールは、開環重合反応生成物を介して製造されたものではない。
ポリエステルポリオールが縮合反応によって製造される例では、反応は、１つ以上のカルボン酸と１つ以上のポリオールとの間であってよい。適切なカルボン酸の例としては、以下の構造を有する式ＩＩＩによるカルボン酸が挙げられる：
Figure 2022540911000004
式ＩＩＩにおいて、Ｒ４は、置換又は非置換（Ｃ１～Ｃ４０）アルキレン、（Ｃ２～Ｃ４０）アルキレン、（Ｃ２～Ｃ４０）アルケニレン、（Ｃ４～Ｃ２０）アリーレン、（Ｃ４～Ｃ２０）シクロアルキレン、及び（Ｃ４～Ｃ２０）アラルキレンから選択される。適切なカルボン酸の具体例としては、グリコール酸（２－ヒドロキシエタン酸）、乳酸（２－ヒドロキシプロパン酸）、コハク酸（ブタン二酸）、３－ヒドロキシブタン酸、３－ヒドロキシペンタン酸、テレフタル酸（ベンゼン－１，４－ジカルボン酸）、ナフタレンジカルボン酸、４－ヒドロキシ安息香酸、６－ヒドロキシナフタラン－２－カルボン酸、シュウ酸、マロン酸（プロパン二酸）、アジピン酸（ヘキサン二酸）、ピメリン酸（ヘプタン二酸）、エトン酸、スベリン酸（オクタン二酸）、アゼライン酸（ノナン二酸）、セバシン酸（デカン二酸）、グルタル酸（ペンタン二酸）、デデカン二酸、ブラシル酸、タプシン酸、マレイン酸（（２Ｚ）－ブタ－２－エン二酸）、フマル酸（（２Ｅ）－ブタ－２－エン二酸）、グルタコン酸（ペンタ－２－エン二酸）、２－デセン二酸、トラウマチン酸（（２Ｅ）－ドデカ－２－エン二酸）、ムコン酸（（２Ｅ，４Ｅ）－ヘキサ－２，４－ジエン二酸）、グルチン酸、シトラコン酸（（２Ｚ）－２－メチルブタ－２－エン二酸）、メサコン酸（（２Ｅ）－２－メチル－２－ブテン二酸）、イタコン酸（２－メチリデンブタン二酸）、リンゴ酸（２－ヒドロキシブタン二酸）、アスパラギン酸（２－アミノブタン二酸）、グルタミン酸（２－アミノペンタン二酸）、酒石酸、酒石酸（２，３－ジヒドロキシブタン二酸）、ジアミノピメリン酸（（２Ｒ，６Ｓ）－２，６－ジアミノヘプタン二酸）、サッカリン酸（（２Ｓ，３Ｓ，４Ｓ，５Ｒ）－２，３，４，５－テトラヒドロキシヘキサン二酸）、メソキサル酸（ｍｅｘｏｏｘａｌｉｃ ａｃｉｄ）、オキサロ酢酸（オキソブタン二酸）、アセトンジカルボン酸（３－オキソペンタン二酸）、アルビナリン酸（ａｒｂｉｎａｒｉｃ ａｃｉｄ）、フタル酸（ベンゼン－１，２－ジカルボン酸）、イソフタル酸、ジフェン酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸、又はこれらの混合物が挙げられる。
適切なポリオールの例としては、以下の構造を有する式ＩＶによるポリオールが挙げられる：
Figure 2022540911000005
式ＩＶにおいて、Ｒ５は、置換又は非置換（Ｃ１～Ｃ４０）アルキレン、（Ｃ２～Ｃ４０）アルケニレン、（Ｃ４～Ｃ２０）アリーレン、（Ｃ１～Ｃ４０）アシレン（ａｃｙｌｅｎｅ）、（Ｃ４～Ｃ２０）シクロアルキレン、（Ｃ４～Ｃ２０）アラルキレン、及び（Ｃ１～Ｃ４０）アルコキシエンから選択され、Ｒ６及びＲ７は、－Ｈ、－ＯＨ、置換又は非置換（Ｃ１～Ｃ４０）アルキル、（Ｃ２～Ｃ４０）アルケニル、（Ｃ４～Ｃ２０）アリール、（Ｃ１～Ｃ２０）アシル、（Ｃ４～Ｃ２０）シクロアルキル、（Ｃ４～Ｃ２０）アラルキル、及び（Ｃ１～Ｃ４０）アルコキシから独立して選択される。Ｒ６及びＲ７は、（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビルから独立して選択される。別の適切なポリオールの例としては、以下の構造を有する式Ｖによるポリオールが挙げられる：
Figure 2022540911000006
式Ｖにおいて、Ｒ８及びＲ９は、置換又は非置換（Ｃ１～Ｃ４０）アルキレン、（Ｃ２～Ｃ４０）アルケニレン、（Ｃ４～Ｃ２０）アリーレン、（Ｃ１～Ｃ４０）アシレン、（Ｃ４～Ｃ２０）シクロアルキレン、（Ｃ４～Ｃ２０）アラルキレン、及び（Ｃ１～Ｃ４０）アルコキシエンから独立して選択され、ｎは１以上の正の整数である。別の適切なポリオールの例としては、以下の構造を有する式ＶＩによるポリオールが挙げられる：
Figure 2022540911000007
式ＶＩにおいて、Ｒ１０は、置換又は非置換（Ｃ１～Ｃ４０）アルキレン、（Ｃ２～Ｃ４０）アルケニレン、（Ｃ４～Ｃ２０）アリーレン、（Ｃ１～Ｃ４０）アシレン、（Ｃ４～Ｃ２０）シクロアルキレン、（Ｃ４～Ｃ２０）アラルキレン、及び（Ｃ１～Ｃ４０）アルコキシエンから選択され、ｎは１以上の正の整数である。具体例において、ポリエステルポリオールは、ポリグリコール酸（ポリ［オキシ（１－オキソ－１，２－エタンジイル）］）、ポリブチレンサクシネート（ポリ（テトラメチレンサクシネート））、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－ｃｏ－３－ヒドロキシバレレート）、ポリエチレンテレフタレート（ポリ（エチルベンゼン－１，４－ジカルボキシレート））、ポリブチレンテレフタレート（ポリ（オキシ－１，４－ブタンジイルオキシカルボニル－１，４－フェニレンカルボニル））、ポリトリメチレンテレフタレート（ポリ（トリメチレンテレフタレート））；ポリ（オキシ－１，３－プロパンジイルオキシカルボニル－１，４－フェニレンカルボニル））、ポリエチレンナフタレート（ポリ（エチレン２，６－ナフタレート））、ポリ（１，４－ブチレンアジペート）、ポリ（１，６－ヘキサメチレンアジペート）、ポリ（エチレンアジペート）、これらの混合物、及びこれらのコポリマーのうちの１つ以上を含む。但し、ポリエステルポリオールは、ポリカプロラクトンポリオール（（１，７）－ポリオキセパン－２－オン）を含まない。鎖延長剤は、反応混合物の約０．５重量％～約４０重量％の範囲、約１重量％～約１０重量％の範囲、又は、反応混合物の約０．５重量％、１、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５、５．５、６、６．５、７、７．５、８、８．５、９、９．５、１０、１０．５、１１、１１．５、１２、１２．５、１３、１３．５、１４、１４．５、１５、１５．５、１６、１６．５、１７、１７．５、１８、１８．５、１９、１９．５、２０、２０．５、２１、２１．５、２２、２２．５、２３、２３．５、２４、２４．５、２５、２５．５、２６、２６．５、２７、２７．５、２８、２８．５、２９、２９．５、３０、３０．５、３１、３１．５、３２、３２．５、３３、３３．５、３４、３４．５、３５、３５．５、３６、３６．５、３７、３７．５、３８、３８．５、３９、３９．５、又は４０重量％の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲であり得る。
ジオール鎖延長剤は、約２５０ダルトン未満の重量平均分子量を有している。例えば、ジオール鎖延長剤の重量平均分子量は、約３０ダルトン～約２５０ダルトンの範囲、約５０ダルトン～約１５０ダルトンの範囲、又は、約３０ダルトン、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１０５、１１０、１１５、１２０、１２５、１３０、１３５、１４０、１４５、１５０、１５５、１６０、１６５、１７０、１７５、１８０、１８５、１９０、１９５、２００、２０５、２１０、２１５、２２０、２２５、２３０、２３５、２４０、２４５、又は約２５０ダルトンの値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲であり得る。ジオール鎖延長剤は、任意の適切な数の炭素を含み得る。例えば、ジオール鎖延長剤は、数平均の数が約２個～約２０個の炭素、約３個～約１０個の炭素、又は約２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、又は２０個の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい数の炭素を含み得る。これらなどのジオール鎖延長剤は、ベース層１４を強化するのに役立つ場合がある。これは、比較的短い鎖が長い鎖のジオールよりも剛性になることがあるからである。短鎖ジオールは、例えば、鎖に沿った個々の結合を中心とした回転がより制限されるため、より剛性になることができる。適切なジオール鎖延長剤の例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール（ｔｒｉｐｒｏｐｙｌｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）、１，３－プロパンジオール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６－ヘキサンジオール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、又はこれらの混合物が挙げられる。
熱可塑性ポリウレタンは、ハードセグメントを含み得る。ハードセグメントとは、概ね、ジイソシアネートとジオール鎖延長剤との重合によって生じる、より硬く、可撓性のより低いポリマーセグメントを指す。Ｃ－１３ ＮＭＲで、この重合の領域を特定することができる。ハードセグメントは、熱可塑性ポリウレタンフィルムの約３０重量％～約５５重量％の範囲、約４０重量％～約５５重量％の範囲、又は熱可塑性ポリウレタンフィルムの約３０重量％、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、又は５５重量％の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲であり得る。ハードセグメントは、ドメインとして存在しており、相互に作用してその間に架橋を効果的に形成することができる（例えば、水素結合を介して）。例えば、応力下では、機械的変形により、ハードセグメントが応力方向に整列し得る。水素結合と組み合わされたこの整列は、熱可塑性ポリマーフィルムの剛性、エラストマーの弾力性、又は耐引裂性に寄与し得る。
いくつかの例では、反応性混合物は、架橋剤を含み得る。架橋剤の例としては、ポリヒドロキシ基化合物、及びポリイソシアネート化合物が挙げられる。例えば、ポリヒドロキシ化合物は、３つのヒドロキシ基又は４つのヒドロキシ基を含み得る。ポリイソシアネートは、３つのシアノ基又は４つのシアノ基を含み得る。多くの適切な架橋剤が存在するが、反応性混合物はアジリジン架橋剤を含まない。存在する場合、架橋剤は、異なる熱可塑性ポリウレタン鎖を連結するように機能し得る（例えば、分子間架橋）。あるいは、架橋剤は、熱可塑性ポリウレタン鎖の異なる区分を架橋するように機能し得る（例えば、分子内架橋）。
様々な実施形態によると、パリレンは、式ＶＩＩによる繰り返し単位を含み得る：
Figure 2022540911000008
式中、各出現において、Ｒ１１は、－Ｈ、－ＯＨ、ＮＨ２、又は置換若しくは非置換（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビルから独立して選択される。更なる実施形態では、Ｒ１及びＲ２は、置換又は非置換（Ｃ１～Ｃ４０）アルキレン、（Ｃ２～Ｃ４０）アルキル、（Ｃ２～Ｃ４０）アルケニレニル（ａｌｋｅｎｙｌｅｎｙｌ）、（Ｃ４～Ｃ２０）アリール、（Ｃ４～Ｃ２０）シクロアルキル、及び（Ｃ４～Ｃ２０）アラルキルから独立して選択される。
いくつかの例では、第２の層３４０は、（層３３８の）作用電極がウィンドウ３３９を介して露出するように構成されている。
いくつかの例では、センサ３３４は、導電性材料を含む第３の層３４３を更に含む。第３の層３４３は、参照（例えば、対参照）電極を含み得る。いくつかの例では、参照（例えば、対参照）電極を含む第３の層３４３は、第２の層３４０（例えば、絶縁体）の上に適用された銀及び／又は塩化銀を含むバインダー材料を含む。バインダー材料としては、例えば、ポリマーペースト、塗料、ポリマー系導電性混合物、インクなどを挙げることができる。
いくつかの例では、参照電極を含む第３の層３４３は、銀粒子及び／又は塩化銀粒子が組み込まれたポリマーペーストバインダー材料を含む複合ペーストとして適用される。複合ペーストは、第２の層３４０に適用することができる。複合ペーストは、例えば、ポリウレタン系ポリマーなどのポリマーを含み得る。
分析物センサ３３４にペーストを適用する前に、銀及び塩化銀の粒子をペーストと混合することができる。いくつかの例では、粒子のサイズは、参照電極の導電性と利用可能な表面積とのバランスをとるように選択することができる。例えば、ポリマーは電気絶縁体であり得る。銀及び塩化銀は導電体である。したがって、銀及び塩化銀の個々の粒子は、粒子間の適切な物理的接触を可能にし、導電性を可能にするだけでなく、利用可能な表面積を最適化するようなサイズ及び濃度で独立して選択することができる。粒子のサイズは、個々の粒子の適切な寸法又は平均的な寸法を表す。例えば、実質的に球状の粒子のサイズは、実質的に球状の粒子の長径を表すことができる。フレークなどの実質的に非球状の粒子のサイズは、粒子の主要な長さ、幅、及び深さを表すことがある。
いくつかの例では、銀の粒子は、独立して、厚さが約０．５μｍ～１．５μｍで、幅が約５μｍ～１５μｍのフレークとして提供される。銀粒子の平均厚さは独立して約１μｍ、平均幅は約１０μｍであり得る。また、いくつかの例では、塩化銀の粒子は、独立して０．５～５μｍの直径を有する球状又は回転楕円状のものである。塩化銀粒子の平均直径は、独立して約２μｍであり得る。参照（例えば、対参照）電極材料中の銀及び塩化銀の粒子形状及びサイズは、例えば、使用するバインダー材料、銀及び／又は塩化銀の担持量などの要因に基づいて変化することがあることを理解されたい。
分析物センサ３３４は、２つ（又はそれ以上）の電極、例えば、層３３８にてウィンドウ３３９で露出した作用電極と、層３４３の参照（例えば、対参照）電極などの少なくとも１つの追加電極と、を含み得る。図３～図５の配置例では、参照電極が対電極としても機能しているが、他の配置では、別個の対電極を含むことができる（例えば、図２８参照）。分析物センサ３３４は、いくつかの例では、取り付けユニットと共に使用され得るが、他の例では、分析物センサ３３４は、他のタイプのセンサシステムと共に使用され得る。例えば、分析物センサ３３４は、単一のパッケージに電池及びセンサを含むシステムの一部であり得、任意に、例えば近距離無線通信（ＮＦＣ）回路を含み得る。
図５は、膜システム３３２を説明する平面２－２上の図４のセンサ３３４を通る断面図である。膜システム３３２は、多数のドメイン（例えば、層）を含み得る。例では、膜システム３３２は、作用電極の周りに位置する酵素ドメイン３４２、拡散抵抗ドメイン３４４、及び生体保護ドメイン３４６を含み得る。いくつかの例では、一体の拡散抵抗ドメイン及び生体保護ドメインが、膜システム３３２に含まれ得る（例えば、拡散抵抗ドメイン及び生体保護ドメインの両方の機能が１つのドメインに組み込まれる）。
膜システム３３２は、いくつかの例では、電極層３４７も含む。電極層３４７は、作用電極と参照（例えば、対参照）電極との表面の間に、電極間の電気化学反応を容易にする環境を提供するように配置され得る。例えば、電極層３４７は、センサ３３４の電気化学的に反応する表面に水の層を維持するコーティングを含み得る。
いくつかの例では、センサ３３４は、短期的な埋め込み（例えば、約１日～３０日間）のために構成され得る。しかし、膜システム３３２は、例えば、単に１つ以上のドメインを含めるか、又は追加のドメインを含めることによって、他のデバイスで使用するために変更できることが理解される。例えば、膜システム３３２は、複数の抵抗層、又は、複数の酵素層を含み得る。いくつかの例では、抵抗ドメイン３４４は、複数の抵抗層を含み得る、又は、酵素ドメイン３４２は、複数の酵素層を含み得る。
拡散抵抗ドメイン３４４は、下層の酵素ドメイン３４２への酸素及びグルコースの流れを制御する半透膜を含み得る。その結果、グルコース測定の直線性の上限は、拡散抵抗ドメイン３４４なしで達成されるものよりもはるかに高い値に拡張される。
いくつかの例では、膜システム３３２は、ベースポリマーを含む、ドメイン又はバイオインターフェースドメインとも呼ばれる生体保護ドメイン３４６を含み得る。しかし、いくつかの例の膜システム３３２は、例えば、電極ドメイン、干渉ドメイン、又は細胞破壊ドメインを含む複数のドメイン又は層を含むこともでき、例えば、これらは、本明細書の他の場所、並びに参照により全内容が本明細書に組み込まれる米国特許第７，４９４，４６５号、同第８，６８２，６０８号、及び同第９，０４４，１９９号でより詳細に記載されている。
例えば、他のセンサ用に改良されたセンサ膜は、より少ない又は追加の層を含み得ることを理解されたい。例えば、いくつかの例では、膜システム３３２は、１つの電極層、１つの酵素層、及び２つの生体保護層を含み得るが、他の例では、膜システム３３２は、１つの電極層、２つの酵素層、及び１つの生体保護層を含み得る。いくつかの例では、生体保護層は、拡散抵抗ドメイン３４４として機能し、下層の膜層への分析物（例えば、グルコース）の流れを制御するように構成され得る。
いくつかの例では、センサ膜の１つ以上のドメインは、シリコーン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン－ｃｏ－テトラフルオロエチレン、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、生体安定性ポリテトラフルオロエチレン、ポリウレタンのターポリマー、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、セルロース系ポリマー、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（プロピレンオキシド）及びこれらのコポリマーやブレンド、ポリスルホン及びこれらのブロックコポリマー（例えば、ジブロック、トリブロック、交互、ランダム、及びグラフトコポリマーなど）などの材料から形成され得る。
いくつかの例では、センサ膜は、既知の薄膜又は厚膜技術（例えば、噴霧、電着、浸漬など）を用いて、電極材料の電気活性表面上に堆積させることができる。作用電極の上に配置されたセンサ膜は、参照電極の上に配置されたセンサ膜と同じ構造である必要はなく、例えば、作用電極上に堆積された酵素ドメイン３４２は、必ずしも参照電極又は対電極上に堆積される必要はない。
図４～図５に示された例は、周方向に延びる膜システムを伴うが、本明細書に記載された膜は、任意の平面又は非平面の表面、例えば、参照により組み込まれる米国特許第６，５６５，５０９号（Ｓａｙら）の基板ベースのセンサ構造に適用され得る。
分析物センサ３３４がグルコースセンサである例では、グルコース分析物は、本明細書の他の箇所でより詳細に記載されているように、グルコースオキシダーゼ又は別の適切な酵素を利用して検出することができる。例えば、グルコースオキシダーゼは、グルコースと反応して過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を生成する。作用電極及び参照電極としての酸化／レドックス反応対が、センサ電流を発生させる。センサ電流の大きさは、過酸化水素の濃度を示し、それによってグルコースの濃度も示す。
測定されたセンサ電流に基づいて推定グルコース濃度値を生成するために、較正曲線が使用され得る。しかし、センサ電流の大きさは、センサ膜システムを通るグルコースの拡散性、参照電極の動作電位などの他の要因にも依存する。膜システムのグルコース拡散性は経時的に変化することがあり、それによってセンサのグルコース感度が経時的に変化する、すなわち「ドリフト」することがある。センサのドリフトは、例えば、センサのドリフトをモデル化し、較正曲線に適切な調整を加えることで補償することができる。本明細書の別の箇所でより詳細に記載されている参照（例えば、対参照）電極における動作電位の変化は、例えば、本明細書に記載されている技術を用いて軽減及び／又は補償することができる。
図６は、図３～図５に示した分析物センサ３３４などの例示的な分析物センサの挙動を表す回路６００の概略図である。本明細書に記載されているように、過酸化水素（グルコース分析物とグルコースオキシダーゼとの相互作用から生成される）と作用電極（ＷＥ）６０４との間の相互作用により、作用電極（ＷＥ）６０４と参照（例えば、対参照）電極（ＲＥ）６０６との間に電圧差が生じ、これにより電流を駆動する。電流は、図１及び図２のセンサ電子機器１０６などのセンサ電子機器によって測定され、分析物濃度（例えば、グルコース濃度）を推定するために使用される生のセンサ信号の全て又は一部を構成し得る。
また、回路６００は、作用電極（ＷＥ）６０４と隣接する膜（図６には示されていないが、例えば、上述の図３～図５を参照）との間の界面で発生する二重層キャパシタンス（Ｃｄｌ）６０８を含む。二重層キャパシタンス（Ｃｄｌ）は、作用電極６０４と参照（例えば、対参照）電極との間に印加電圧を適用する際に生じることがあるように、反対の極性を有する２つの層のイオンの存在により、作用電極６０４と隣接する膜との間の界面で生じることがある。また、等価回路６００は、分極抵抗（Ｒｐｏｌ）６１０を含み得、この分極抵抗は、比較的大きくてもよく、例えば、静的な値（例えば、１００メガオーム）として、又は、グルコース濃度値の関数として変化する可変量としてモデル化されてもよい。
推定分析物濃度は、センサ回路６００にバイアス電位が印加されたときに分析物センサ膜６１２を流れる測定された電流（又は電荷の流れ）に基づいて、生のセンサ信号から求めることができる。例えば、センサ電子機器又は別の適切なコンピューティングデバイスは、生のセンサ信号及びセンサの感度を使用して、検出された電流の流れをグルコース濃度値に相関させて、推定分析物濃度を生成することができる。いくつかの例では、デバイスは、本明細書に記載されているように、ブレークイン特性も使用している。
グルコースの拡散性の経時変化は、２つの未知の変数（膜６１２周辺のグルコース濃度と膜６１２内のグルコース拡散性）がシステム内に存在するという点で問題を提示する。例えば、ドリフトを考慮するために、頻繁に血中グルコース計の較正を行うことができるが、このような測定器の較正の必要性は、様々な理由（例えば、患者への不便さ、コスト、不正確な血中グルコース計のデータに対しての電位など）から望ましくない場合がある。
等価回路６００を参照すると、作用電極６０４及び参照（例えば、対参照）電極６０６にわたって電圧が印加されると、電流が、（極性に応じて前方又は後方に）送信機の内部電子機器（Ｒ＿Ｔｘ＿内部で表される）６１１を通って、比較的低い抵抗を有するように設計され得る参照（例えば、対参照）電極（ＲＥ）６０６及び作用電極（ＷＥ）６０４を通って、そしてセンサ膜６１２（Ｒｍｅｍｂｒ、比較的小さい）を通って、流れると考えられ得る。また、回路の状態によっては、比較的大きな分極抵抗６１０（固定抵抗として示されているが、身体のグルコース値と共に変化する可変抵抗であってもよく、その場合は、グルコース値が高いほど分極抵抗が小さくなる）、二重層キャパシタンス６０８（すなわち、作用電極６０４に形成された二重層膜キャパシタを充電するため）、又はその両方に、電流が流れることもある。
膜６１２のインピーダンス（又はコンダクタンス）（Ｒｍｅｍｂｒ）は、膜内の電解質の移動性に関係し、これは膜内のグルコースの拡散性にも関係する。インピーダンスが下がると（すなわち、膜６１２における電解質の移動性が上がるにつれてコンダクタンスが上がると）、グルコース感度が上がる（すなわち、グルコース感度が高くなると、特定のグルコース濃度が、より多くの電流又は電荷の流れという形で、より大きな信号を生成することを意味する）。インピーダンス、グルコース拡散性、及びグルコース感度については、参照によりその全内容が組み込まれる米国特許出願公開第２０１２／０２６２２９８号に更に記載されている。
図７は、グルコースセンサ７０２を含む分析物センサシステム７００の例を含む図である。グルコースセンサ７０２は、白金（Ｐｔ）を含む作用電極７０４と、銀／塩化銀（Ａｇ／ＡｇＣｌ）を含む参照電極７０６と、を含む。いくつかの例では、グルコースセンサ７０２は、図４及び図５の分析物センサ３３４と同様の方法で配置されている。
グルコースセンサ７０２は、グルコースオキシダーゼ又は別の適切な酵素などの、グルコースと反応する酵素と組み合わせて設置され得る。いくつかの例では、酵素は、本明細書に記載された酵素ドメイン３４２と同様に、グルコースセンサ７０２の上に堆積された膜システムの酵素ドメインに含まれる。グルコースオキシダーゼを使用する例では、グルコースオキシダーゼがグルコースと反応して過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を生成する。その結果、センサ７０２における過酸化水素の濃度は、センサ７０２におけるグルコースの濃度を示し得る。
センサ７０２は、センサに存在するグルコースと酵素から生成される過酸化水素を伴う酸化／レドックス反応対により、少なくとも部分的にグルコース濃度を示すセンサ電流を発生させるように構成されている。作用電極７０４では、酸化反応が起こる。作用電極７０４の白金は、過酸化水素の酸化を触媒して、以下の［１］で示されるように、２つのプロトン（２Ｈ＋）、２つの電子（２ｅ－）、及び１つの酸素分子（Ｏ２）を生成する：
Figure 2022540911000009
対応する還元反応若しくはレドックス反応が、参照（例えば、対参照）電極７０６で起こる。例えば、参照電極７０６に銀／塩化銀を用いた場合、酸化反応で生成された電子と塩化銀が反応し、２つの銀原子（２Ａｇ）と２つのクロリドイオン（２Ｃｌ－）が発生する。この反応を本明細書では塩化銀レドックス反応と呼ぶ。塩化銀レドックス反応の例を以下の［２］で示す：
Figure 2022540911000010
このレドックス反応により、参照（例えば、対参照）電極７０６が動作電位に駆動される。電圧源７０８は、作用電極７０４の電位を動作電位よりもバイアス電位Ｖだけ高く駆動するために設けられている。例えば、電圧源７０８は、本明細書に記載されているように、センサ電子機器によって提供することができる。
電圧図７１０Ａは、参照電極７０６における動作電位７１４Ａを示している。作用電極７０４の電位７１２Ａは、記載のように、電圧Ｖだけ動作電位７１４Ａよりも高くなる。これにより、作用電極７０４と参照電極７０６との間にセンサ電流が発生し、センサ電流の大きさは、センサ７０２でのグルコース濃度を示す。例えば、センサ電子機器は、測定されたセンサ電流に較正曲線を適用して、測定された電流に基づいて推定グルコース濃度値を生成することができる。
センサ電流の大きさは、記載のように、センサ７０２に存在するグルコースに依存するが、例えば、参照（例えば、対参照）電極７０６における動作電位などの他の要因にも依存し得る。参照（例えば、対参照）電極７０６における動作電位の値は、センサ７０２における反応物の濃度、センサ７０２の温度などの要因によって駆動される。様々な例では、［２］で示されているものなどの塩化銀レドックス反応が、定常的な動作電位を提供する。しかし、参照（例えば、対参照）電極７０６の塩化銀が枯渇すると、動作電位が変化し、例えば、電圧図７１０Ｂに示す低い動作電位７１４Ｂに低下することがある。電圧図７１０Ｂが示すように、動作電位が低下すると、作用電極７０４の電位７１２Ｂも低下する。これは、本明細書の別の個所でより詳細に記載されているように、グルコースの濃度とは無関係に、電極７０４、７０６間のセンサ電流の対応する低下をもたらし、センサ７０２の感度の低下を引き起こすことがある。
いくつかの例では、参照（例えば、対参照）電極７０６における動作電位の低下は、塩化銀レドックス反応が参照電極７０６において優勢でなくなり、電極触媒による酸素レドックス反応がより優勢になるにつれて生じる。酸素レドックス反応の例を以下の［３］で示す：
Figure 2022540911000011
酸素レドックス反応では、塩化銀レドックス反応によって生成された銀（Ａｇ）又は銀／塩化銀参照電極７０６に存在する銀（Ａｇ）が、酸素分子（Ｏ２）を触媒して、作用電極７０４での酸化反応によって生成された電子を引き受けることにより、例えば、スーパーオキシドラジカルアニオン（Ｏ２ ●－）、ヒドロパーオキシルラジカル（ＨＯ２ ●）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、又は水（Ｈ２Ｏ）が生じる。酸素レドックス反応が優勢なときの参照電極（例えば、対参照電極）７０６における動作電位変化の大きさは、アクセス可能な銀の表面積の大きさ、酸素濃度、及び電流に基づく。例えば、銀の表面積が小さく、酸素濃度が低く、センサ電流が大きくなるほど、動作電位は低くなる。センサ７０２をｉｎ ｖｉｖｏで使用する場合、上記［３］で示されているような酸素レドックス反応は、クロリドレドックス反応よりも低い電位で動作する。これにより、電圧図７１０Ａ、７１０Ｂに示される動作電位の低下が発生することがある。
使用中、グルコースセンサ７０２などのグルコースセンサは、時間の経過と共に感度が低下する傾向がある。この現象は、プログレッシブ感度低下（Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ Ｄｅｃｌｉｎｅ：ＰＳＤ）と呼ばれることがある。本明細書に記載されるように、センサ７０２の感度は、所与の量のグルコースの存在下で発生するセンサ電流の大きさを表す。センサ７０２がＹｍｇ／ｄＬのグルコース濃度の存在下にあるときに、センサ７０２がＸナノアンペアの大きさのセンサ電流を発生させる例を考える。センサ７０２の感度が増加すると、グルコース濃度Ｙｍｇ／ｄＬでセンサ７０２がＸナノアンペア超を発生させることになる。センサ７０２の感度が減少すると、グルコース濃度Ｙｍｇ／ｄＬでセンサがＸナノアンペア未満を発生させることになる。感度が使用可能な値を下回ると、センサ７０２はもはや有用であり得ない。これは、センサの寿命終了（Ｅｎｄ－ｏｆ－Ｌｉｆｅ：ＥＯＬ）と呼ばれることがある。
センサのＥＯＬにつながる感度の低下は、塩化銀が枯渇し、酸素レドックスが塩化銀レドックスよりも優勢になるにつれて、参照（例えば、対参照）電極７０６の動作電位が低下することによって、少なくとも部分的に引き起こされ得る。例えば、動作電位の低下により、作用電極７０４における印加電位Ｖと、作用電極７０４における過酸化水素の酸化反応に必要な電位との間に不一致が生じることがある。再び電圧図７１０Ａ、７１０Ｂを参照すると、作用電極７０４におけるより低い電位７１２Ｂが過酸化水素酸化反応の動作電位に近づくか、又はそれよりも低い場合、作用電極７０４における過酸化水素酸化反応が減速又は停止し、ＥＯＬにつながることのある感度の低下につながることがある。
図８は、参照電極７０６の塩化銀が枯渇し、酸素レドックス反応が優勢になるときの動作電位の変化を示す図８００である。図８００において、横軸８０２は時間を示し、縦軸８０４は参照電極７０６における動作電位を示す。遷移期間８０８の前は、塩化銀レドックス反応が優勢である。図８の例では、動作電位は、約０．０７Ｖであるが、センサ７０２の動作条件に応じて他の動作電位も可能である。遷移期間８０８では、酸素レドックス反応がより優勢になる。例えば、参照電極７０６における利用可能な塩化銀の量が低下し、塩化銀レドックス反応が低下し、それにより酸素レドックス反応の優位性が高まることがある。遷移期間８０８の後、利用可能な塩化銀が枯渇し、塩化銀レドックス反応を低減し、参照電位を酸素レドックス反応に関連する電位に駆動し得る。いくつかの例では、酸素レドックス反応に関連する電位は、作用電極７０４における動作電位を、過酸化水素の十分な酸化をサポートしない、又はサポートできない値まで低下させるのに十分な低さであり、その結果、センサ７０２の感度が低下する。
本明細書に記載されるように、塩化銀レドックスから酸素レドックスへの動作電位の低下は、酸素レドックス反応が塩化銀レドックス反応よりも低い電位で起こるときに観察される。酸素レドックス反応のより低い動作電位は、その反応の触媒としての銀の有効性に、少なくとも部分的には関係していることがある。センサ７０２の操作は、酸素の物質移動又は利用可能性が参照電極７０６での酸素レドックスを制限しないように、十分な酸素を提供することができる。例えば、上記のように、グルコースは、本明細書に記載のように、酵素及び酸素と反応して過酸化水素を生成し得る。過酸化水素は、上記［１］で示したように、作用電極７０４で酸化されて酸素を生成する。参照電極７０６での酸素レドックスにより消費される酸素の量は、作用電極７０４での過酸化水素の酸化により消費される過酸化水素の量以下であり得る。したがって、塩化銀反応の電位と比較して酸素レドックス反応の電位が低いのは、酸素が利用できないというよりも、反応速度が遅いことに起因していることがある。
十分な酸素が存在する場合、酸素レドックス反応の反応速度が遅くなるのは、いくつかの例では、触媒としての銀の特性によるものである。例えば、銀は酸素レドックスを触媒するが、他の触媒ほど効果的ではない場合がある。アクセス可能な触媒表面積、酸素濃度、及びセンサ電流密度を一定値とした場合、銀触媒による酸素レドックス反応は、他の触媒を用いた酸素レドックス反応に比べて、反応速度が遅く、その結果、動作電位が低くなることがある。本明細書に記載されている様々な例は、参照電極７０６で酸素レドックスを触媒するための銀を代替及び／又は補充するために、参照（例えば、対参照）電極に非銀触媒材料を組み込むグルコースセンサに関する。いくつかの例では、非銀触媒材料は、単独で酸素レドックス反応を触媒する。また、いくつかの例では、非銀触媒材料は、銀と組み合わせて酸素レドックス反応を触媒するメディエーターとして機能する。非銀触媒材料は、単独で、又は銀と組み合わせて、銀又は銀単独よりも高い電位で酸素レドックスを触媒する。これにより、酸素レドックスが優勢になった後は、参照（例えば、対参照）電極７０６でより高い動作電位をもたらす。より高い動作電位は、作用電極７０４の電位を過酸化水素の酸化の動作電位よりも高い又は十分に近い状態に保つのに十分な高さであり、より長い時間、感度を許容値に維持することができる。
いくつかの例では、参照（例えば、対参照）電極７０６における非銀触媒材料は、酸素レドックス反応メディエーター材料を含む。メディエーター材料は銀と併せて動作し、銀単独よりも高い電位で酸素レドックスを触媒する。例えば、メディエーター材料は、参照（例えば、対参照）電極７０６に既に存在する銀（例えば、製造時から、及び／又は、塩化銀レドックス反応の生成物として）から電子を受け入れるように選択され得る。また、受け取った電子を銀よりも効果的に酸素に伝達し、本明細書に記載されている酸素レドックスの触媒作用を向上させるように、メディエーター材料を選択することもできる。
グルコースセンサの参照電極７０６に含まれ得るメディエーター材料の例としては、キノン誘導体が挙げられる。キノン又はキノン誘導体は、２つの二重結合を含む６炭素の環状ジオン構造を含む有機化合物のクラスを指すと理解できる。キノン誘導体の例としては、アントラキノン、クロラニル、１，４－ベンゾキノン、２－ブロモアントラキノン、キンヒドロン、２，６－ジブロモアントラキノン、１，４－ジヒドロキシアントラキノン、１，４－ジアミノアントラキノン、２－アミノアントラキノン、２－クロロアントラキノン、１－クロロアントラキノン、５－ヨードイサチン、１－アミノアントラキノン、１，５－ジアミノアントラキノン、２，５－ジブロモ－１，４－ベンゾキノン、１－アミノアントラキノン、１，５－ジアミノアントラキノン、２－ヒドロキシアントラキノン、２，７－ジブロモ－９，１０－フェナントレンジオン、テトラヒドロキシキノン、及び２－エチル－アントロキノン（ＡＱＮ）が挙げられる。ＡＱＮは水不溶性キノン誘導体である。ＡＱＮ又は別の適切なキノン誘導体は、酸素レドックスのメディエーターとして作用することができる。例えば、ＡＱＮは、参照電極に既に存在する銀から電子を受け取ることができる。しかし、ＡＱＮは受け取った電子を銀よりも効果的に酸素に転送する。このため、銀とＡＱＮ又は別の適切なキノン誘導体化合物との組み合わせは、銀単独よりも効果的な酸素レドックスの触媒となり得る。これにより、銀単独で触媒される酸素レドックスに比べて、反応速度が向上し、動作電位が高くなり得る。
いくつかの例では、ＡＱＮ又は別の適切なキノン誘導体は、参照電極での電極触媒サイクルを誘発する。電極触媒サイクルは、記載したように、酸素レドックスを媒介する傾向があり得、参照電極７０６で塩化銀を再生することもできる。図９は、図７のグルコースセンサ７０２などのグルコースセンサの参照電極７０６におけるＡＱＮ９０４の挙動を表す図９００である。参照（例えば、対参照）電極の動作電位がＡＱＮ９０４のレドックス電位を下回ると、ＡＱＮ９０４は反応９０８で外圏のレドックスを受け、２－エチル－アントロキノール（Ｈ２ＡＱＮ）９０２を生成する。反応９０８で生成されたＨ２ＡＱＮ９０２は、反応９０６で酸素（Ｏ２）と反応して過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）９１１を生成し、ＡＱＮ９０４を再生する。過酸化水素９１１の少なくとも一部は、反応９１４において、クロリドイオン及びプロトン９１０の存在下、参照電極７０６で銀９１２を再酸化し、副生成物として水と共に塩化銀を再生する。再生された塩化銀は、塩化銀レドックス反応をサポートし得、これもまた、本明細書に記載されているように、動作電位を増加させる傾向があり得る。
図９に示した触媒サイクルは、動作電位の低下がＡＱＮ９０４のレドックス電位と交差するときにオン及びオフになり得る。例えば、動作電位が関連するレドックス電位を下回ると、触媒サイクルがオンになる。反応９０８が起こり、Ｈ２ＡＱＮ９０２と２つの電子９１６が生成され、これは、酸素レドックスを媒介する傾向があり得る。いくつかの例では、ＡＱＮのレドックス電位は、約０．０２Ｖ～約０．１５５Ｖである。Ｈ２ＡＱＮ９０２は、反応９０６で反応して、ＡＱＮ９０４に戻る。この電解サイクルは、動作電位が関連するレドックス電位を超えるとオフになる。これが起こると、反応９０８は停止することがある。反応９０６は、以前に生成されたＨ２ＡＱＮ９０２がなくなるまで起こり続け得る。いくつかの例では、図９の触媒サイクルがオフになると、ＡＱＮ９０４又は他のキノン誘導体は、酸化された形態で参照電極７０６に存在し、センサ性能の他の態様に干渉し得ない。
様々な例では、ＡＱＮ９０４又は他のキノン誘導体のレドックス電位は、図９の触媒サイクルがオン／オフになったときに選択されるように調整することができる。例えば、ＡＱＮ９０４のアントラセン骨格に結合している置換基を変えることで、ＡＱＮ９０４のレドックス電位を化学的に調整することができる。キノン（キノン誘導体とも呼ばれる）は、２つの二重結合を含む６炭素の環状ジオン構造を含む有機化合物のクラスを指すと理解できる。キノン誘導体の例は、式ＶＩＩＩで表される：
Figure 2022540911000012
式ＶＩＩＩにおいて、各出現において、Ｒ１２は、－Ｈ、－ＮＨ２、－ＮＲ１３、－ＯＨ、－ハロ、－ＮＯ３、又は置換若しくは非置換（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビルから独立して選択される。Ｒ１３は、置換又は非置換（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビルである。更なる実施形態では、Ｒ１２及びＲ１３は、置換又は非置換（Ｃ１～Ｃ４０）アルキレン、（Ｃ２～Ｃ４０）アルキレン、（Ｃ２～Ｃ４０）アルケニレン、（Ｃ４～Ｃ２０）アリーレン、（Ｃ４～Ｃ２０）シクロアルキレン、及び（Ｃ４～Ｃ２０）アラルキレン、（Ｃ２～Ｃ４０）ハロアルキル、又は（Ｃ２～Ｃ４０）アルコキシルから独立して選択される。
キノン誘導体の例としては、アントラキノン、クロラニル、１，４－ベンゾキノン、２－ブロモアントラキノン、キンヒドロン、２，６－ジブロモアントラキノン、１，４－ジヒドロキシアントラキノン、１，４－ジアミノアントラキノン、２－アミノアントラキノン、２－クロロアントラキノン、１－クロロアントラキノン、５－ヨードイサチン、１－アミノアントラキノン、１，５－ジアミノアントラキノン、２，５－ジブロモ－１，４－ベンゾキノン、１－アミノアントラキノン、１，５－ジアミノアントラキノン、２－ヒドロキシアントラキノン、２，７－ジブロモ－９，１０－フェナントレンジオン、テトラヒドロキシキノン、及び２－エチル－アントロキノン（ＡＱＮ）が挙げられる。ＡＱＮ又は他のキノン誘導体のために選択されたレドックス電位は、センサ７０２の感度が低下し、センサ７０２がもはや有用ではなくなる動作電位より上で選択することができる。例えば、ＡＱＮ用に選択されたレドックス電位は、センサ７０２の感度が許容値にとどまるように、ＡＱＮ用のレドックス電位とバイアス電位Ｖとの合計が、作用電極７０４における過酸化水素酸化の動作電位に近いか、又はそれよりも大きくなるように選択され得る。
図１０は、本明細書に記載されるようなキノン誘導体を含む参照電極７０６の動作電位の一例を示す図１０００である。図１０００は、時間を示す横軸１００２と、動作電位（例えば、参照電極７０６の電位）を示す縦軸１００４と、を含む。塩化銀レドックスから酸素レドックスへの遷移が括弧１００６で示されている。第１の曲線１０１０は、キノン誘導体なしのセンサ７０２の応答を示している。示されるように、直接的な銀触媒による酸素レドックスが優勢になるまでの遷移期間に、動作電位が低下する。この時点で、動作電位は閾値電位１０１４を下回っており、場合によりセンサ感度が大幅に低下することを示している。例えば、閾値電位１０１４は、動作電位とバイアス電位との合計が、作用電極７０４における過酸化水素の酸化の動作電位よりも小さい動作電位を示し得る。
第２の曲線１０１２は、キノン誘導体が存在する場合のセンサ７０２の応答を示している。示されるように、キノン媒介の酸素レドックスは、曲線１０１０によって示される直接的な銀による酸素レドックスの電位よりも高い電位１０１６にあり、また、センサ７０２が塩化銀の枯渇後も引き続き使用可能な感度を有するように閾値レベル１０１４を超えることもできる。いくつかの例では、電位１０１８と電位１０１４との間の差は約５０ｍＶである。
キノン誘導体は、任意の適切な方法で参照（例えば、対参照電極）７０６に組み込むことができる。いくつかの例では、キノン誘導体は、参照（例えば、対参照）電極７０６に適用されるコーティングに組み込まれる。例えば、キノン誘導体は、図５の膜システム３３２のドメインのうちの１つ以上などの膜ドメインに組み込むことができる。キノン誘導体を含む選択された膜ドメインは、いくつかの例では、参照（例えば、対参照）電極７０６と接触している。いくつかの例では、キノン誘導体は、参照（例えば、対参照）電極７０６自体に組み込まれている。例えば、図４の例を参照すると、キノン誘導体は、酵素ドメイン３４２を生成するために適用されるペーストやインクなどの材料に組み込むことができる。
ＡＱＮに加えて、又はＡＱＮの代わりに酸素レドックスを媒介するために使用され得る他のキノン誘導体には、例えば、ユビキノン、１－ナフタキノン、４－ナフタキノンなどが含まれ得る。また、いくつかの例では、キノン誘導体を他の代替的な酸素レドックスメディエーターで補充及び／又は交換することもできる。このような代替の酸素レドックスメディエーターとしては、鉄ポルフィリンなどの遷移金属ポルフィリン、並びにサレン、又はラクタムを挙げることができる。使用できる別の適切な酸素レドックスメディエーターとしては、ＴＥＭＰＯ（２，２，６，６－テトラメチルピペリジン－１－イル）又はＡＢＮＯ（９－アザイシクロ［３．３．１］ノナンＮ－オキシル）などのニトロキシル種が挙げられる。更に他の適切な酸素レドックスメディエーターとしては、１，２－ジフェニルヒドラジンなどの１，２－置換ヒドラジン又は他のヒドラジンが挙げられる。これら及び他の適切な酸素レドックス触媒は、キノン誘導体と同様の挙動を示し得る。しかし、いくつかの触媒では、酸素の還元（図９の反応９０６）が過酸化水素を迂回して、直接水に還元される場合がある。
また、いくつかの例では、参照電極は、酸素レドックスの直接触媒である非銀触媒材料を含み得る。直接触媒は、本明細書に記載されているキノン誘導体などのメディエーター材料に加えて、又はその代わりに含めることができる。直接触媒材料の例としては、白金又は白金のみを含む触媒などの不均一な材料を挙げることができる。白金を含む触媒の例としては、（２，２’－ビピリジン）ジクロロ白金（ｉｉ）、シス－ビス（アセトニトリル）ジクロロ白金（ｉｉ）、シス－ビス（ベンゾニトリル）ジクロロ白金（ｉｉ）、ビス（トリ－ｔｅｒｔ－ブチルホスフィン）白金（０）、（１，５－シクロオクタジエン）ジメチル白金（ｉｉ）、シス－ジクロロビス（ジエチルスルフィド）白金（ｉｉ）、シス－ジクロロビス（ジメチルスルホキシド）白金（ｉｉ）、シス－ジクロロビス（ピリジン）白金（ｉｉ）、シス－ジクロロビス（トリエチルホスフィン）白金（ｉｉ）、シス－ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）白金（ｉｉ）、トランス－ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）白金（ｉｉ）、ジクロロ（１，５－シクロオクタジエン）白金（ｉｉ）、ジクロロ（１，２－ジアミノシクロヘキサン）白金（ｉｉ）、ジクロロ（ジシクロペンタジエニル）白金（ｉｉ）、ジクロロ（エチレンジアミン）白金（ｉｉ）、ジクロロ（ノルボルナジエン）白金（ｉｉ）、ジクロロ（１，１０－フェナントロリン）白金（ｉｉ）、エチレンビス（トリフェニルホスフィン）白金（０）、（エチレンジアミン）ヨード白金（ｉｉ）二量体ジニトレート、白金（ｉｉ）アセチルアセトナート、又はこれらの組み合わせが挙げられる。
選択された直接触媒材料は、銀よりも良好な酸素レドックス触媒であり得、これにより酸化レドックス反応の反応速度及び電位も向上し得る。その結果、酸素レドックス反応が優勢になった後、参照電極７０６の動作電位がより高く保たれ得る。
白金触媒を添加した例を考える。白金触媒は、例えば、以下の［４］で示されているように、センサ７０２の熱力学的電位において、水への酸素のレドックス反応を触媒することができる：
Figure 2022540911000013
［４］の酸素レドックス反応は、白金の存在下で、上述の銀触媒による酸素レドックス反応の電位よりも高い電位で動作することがある。酸素レドックスの主触媒が銀である配置では、参照電極での動作電位が閾値量（例えば、約１０ｍＶ）を超えて低下するように、塩化銀が枯渇した後に、酸素レドックスが始まることがある。一方、上記の［４］で示されているものなど、白金触媒による酸素レドックスは、塩化銀レドックスが起こっている間に、より高い動作電位で開始し得る。これにより、参照電極の電流の一部が白金触媒による酸素レドックスで駆動され、残りの電流が塩化銀レドックスで駆動される結果となり得る。塩化銀レドックスが参照電極の電流の全てを駆動するものではあり得ないため、その容量が増加し得る。
図１１は、銀（Ａｇ）及び白金（Ｐｔ）を含む参照電極の表面１１０２が、上記［４］で示されている酸素レドックス反応を触媒する様子を示す図１１００である。表面１１０２は不均一で、既存の銀（Ａｇ）と共に白金（Ｐｔ）粒子が散在している。
白金を参照電極７０６に組み込むことができる多数の異なる方法が存在する。いくつかの例では、白金粒子を、ポリマーペースト、ポリマー系導電性混合物、インク、塗料など、センサ７０２に適用されるバインダー材料に添加して、参照電極７０６を形成する。白金粒子は、銀及び塩化銀粒子を組み込む同じ方法で、バインダー材料に組み込むことができる。いくつかの例では、白金粒子は、バインダー材料に添加された金属体積の約１％～２０％を構成しており、金属体積は、白金、銀、及び塩化銀の体積の合計を含む。いくつかの例では、白金粒子は、銀及び塩化銀粒子とほぼ同じサイズであり得る。例えば、白金粒子は、平均サイズが約０．４μｍ～約５μｍ、又はいくつかの例では約０．８μｍ～２．５μｍの単峰性のサイズ分布を有し得る。いくつかの例では、個々の白金粒子の約５０％のサイズの中央値（Ｄ５０）は、約０．４μｍ～約５μｍ、又はいくつかの例では約０．８μｍ～２．５μｍである。いくつかの例では、個々の白金粒子（９８）の約９８％のサイズの中央値は、約０．４μｍ～約５μｍ、又はいくつかの例では約０．８μｍ～２．５μｍである。いくつかの例では、個々の白金粒子のサイズは５μｍを超えない。
他の例では、銀及び／又は塩化銀の粒子の表面に白金が堆積されている。続いて、白金堆積物と共に銀及び／又は塩化銀粒子を、例えば、本明細書に記載のバインダー材料を用いて参照電極７０６に組み込む。いくつかの例では、電気化学的堆積を使用して、既存の銀及び／又は塩化銀の粒子に白金を堆積させる。銀及び／又は塩化銀粒子上の個々の白金堆積物の平均サイズは、銀及び／又は塩化銀粒子の平均直径よりも約５０～２００倍小さい平均直径を有し得る。例えば、塩化銀粒子が２．５～１０μｍの直径を有する球状及び／又は回転楕円状の粒子として提供される場合、塩化銀粒子上の白金堆積物は、約１２．５ナノメートル～２００ナノメートルのサイズを有し得る。いくつかの例では、個々の塩化銀粒子の約５０％のサイズの中央値（Ｄ５０）は、約２．５μｍ～約１０μｍ、又はいくつかの例では、約１２．５ナノメートル～２００ナノメートルである。いくつかの例では、個々の塩化銀粒子の約９８％のサイズの中央値（９８）は、約２．５μｍ～約１０μｍ、又はいくつかの例では、約１２．５ナノメートル～２００ナノメートルである。
同様に、平均厚さが約０．５μｍ～約１．５μｍ、平均幅が約５μｍ～約１５μｍのフレークを含む銀が提供される例では、銀粒子上の白金堆積物は、約２５ナノメートル～３００ナノメートルのサイズを有し得る。いくつかの例では、個々の銀フレークの約５０％の厚さの中央値（Ｄ５０）は、約０．５μｍ～約１．５μｍである。いくつかの例では、個々の銀フレークの約９８％の厚さの中央値（Ｄ９８）は、約０．５μｍ～約１．５μｍである。いくつかの例では、個々の銀フレークの約５０％の幅の中央値（Ｄ５０）は、約５μｍ～約１５μｍである。いくつかの例では、個々の銀フレークの約９８％の幅の中央値（９８）は、約５μｍ～約１５μｍである。いくつかの例では、白金堆積物の約５０％のサイズの中央値（Ｄ５０）は、約２５ナノメートル～約３００ナノメートルである。いくつかの例では、白金堆積物の約９８％のサイズの中央値（９８）は、約２５ナノメートル～約３００ナノメートルである。
いくつかの例では、銀及び／又は塩化銀粒子上の白金堆積物は、例えば、約５０ナノメートル～約２００ナノメートルのサイズを有する。いくつかの例では、白金堆積物の直径は、約１００ナノメートルのサイズを有し得る。いくつかの例では、個々の白金堆積物の約５０％のサイズの中央値（Ｄ５０）は、約５０ナノメートル～約２００ナノメートルである。いくつかの例では、個々の白金堆積物の約９８％のサイズの中央値（９８）は、約５０ナノメートル～約２００ナノメートルである。
いくつかの例では、銀又は塩化銀の粒子に白金を堆積させることに加えて、又はその代わりに、白金のナノ粒子をバインダー材料に組み込むことができる。ナノ粒子は、銀粒子及び／又は塩化銀粒子の平均直径よりも５０倍～２００倍小さい平均サイズを有し得る。いくつかの例では、白金ナノ粒子は、例えば、約５０ナノメートル～約２００ナノメートルの平均サイズを有する。いくつかの例では、白金ナノ粒子は、約１００ナノメートルの平均サイズを有する。
いくつかの例では、動作電位の低下は、少なくとも部分的には、参照（例えば、対参照）電極での付着汚れによって引き起こされることがある。例えば、センサ７０２の操作により、参照電極７０６周辺のｐＨが上昇する傾向があり得る。参照電極７０６周辺のｐＨが上昇することで、センサ７０２周辺の間質液に存在するカルシウムが溶液から出て、炭酸カルシウムとして参照電極７０６上に析出することがある。参照電極７０６上の炭酸カルシウムの堆積物は、参照電極７０６で利用可能な塩化銀、銀、及び／又は他の非銀触媒材料を覆うことがある。これにより、覆われた塩化銀、銀、及び／又は他の非銀触媒材料は、反応又は触媒反応に利用できなくなる。これにより、参照（例えば、対参照）電極７０６の有効な担持量が減少し、センサ７０２における早期のＥＯＬを引き起こすことがある。
様々な例では、参照電極に抗石灰化剤を含めることで、この問題及びその他の問題に対処している。抗石灰化剤は、参照電極での炭酸カルシウムの形成を低減する。これにより、参照電極７０６における炭酸カルシウムの析出を低減又は防止し、銀、塩化銀、及び／又は他の非銀触媒のうち、より多くを参照電極７０６でのレドックスに利用可能な状態に保ち、それにより参照電極７０６及びセンサ７０２の寿命を延ばすことができる。
抗石灰化剤は、いくつかの例では、本明細書に記載されているように、銀、塩化銀、及び任意に非銀触媒材料も含むポリマーペースト、ポリマー系導電性混合物、インク、及び／又は塗料などのバインダー材料に組み込まれる。いくつかの例では、抗石灰化剤は、例えば、図４及び図５に関して本明細書で記載した膜システム３３２と同様に、センサ７０２の膜システムに組み込まれる。例えば、抗石灰化剤を含む抗石灰化層は、参照電極７０６に位置決めすることができる。例えば、抗石灰化剤は、参照電極７０６の半分超にわたって、又は、いくつかの例では、参照電極の実質的に全てにわたって位置決めすることができる。
任意の適切な抗石灰化剤を使用することができる。いくつかの例では、抗石灰化剤は、ポリアクリレート酸を含む。例えば、ポリアクリレート酸を溶液に組み込むことができる。グルコースセンサ７０２は、例えば、本明細書に記載されているように、この溶液に浸漬して、少なくとも参照電極７０６をポリアクリレート酸でコーティングすることができる。例えば、ポリアクリレート酸は、参照電極７０６に位置決めされた膜システムの一部又は全てを形成することができる。抗石灰化剤の他の例としては、ポリ（マレエート）、ポリスルホネート、及びポリホスホネートなどのカルボキシレート含有ポリマーが挙げられる。
存在する場合、ポリアクリル酸は、式ＩＸの繰り返し単位を含むホモポリマー又はコポリマーであり得る：
Figure 2022540911000014
式中、各出現において、Ｒ１３は、－Ｈ又は置換若しくは非置換（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビルから独立して選択される。更に各出現の実施形態において、Ｒ１３は、置換又は非置換（Ｃ１～Ｃ４０）アルキル、（Ｃ２～Ｃ４０）アルキル、（Ｃ２～Ｃ４０）アルケニレニル、（Ｃ４～Ｃ２０）アリール、（Ｃ４～Ｃ２０）シクロアルキル、及び（Ｃ４～Ｃ２０）アラルキルから独立して選択される。更なる実施形態によれば、ポリアクリル酸は、式Ｘによる繰り返し単位を含むホモポリマー又はコポリマーであり得る。
Figure 2022540911000015
図１２は、参照電極７０６、関連膜システム１２０２、及び間質液１２０４の例示的なスライスを示す図１２００を示し、参照電極７０６の操作がｉｎ ｖｉｖｏ環境でｐＨの上昇を引き起こす様子を示している。図１２００では、参照電極（例えば、対参照電極）７０６は、銀（Ａｇ）を含む。例えば、図１２００は、利用可能な塩化銀が枯渇した後の参照電極７０６を示し得る。
示されるように、間質液１２０４からの酸素１２０６は、膜システム１２０２を介して参照電極７０６に拡散する。酸素１２０６は、参照電極７０６の銀によって触媒される酸素レドックス反応１２０８を受ける。酸素レドックス反応１２０８の反応物は、酸素及びプロトン（Ｈ＋）を含む。酸素レドックス反応１２０８の生成物は、過酸化水素及び／又は水及びヒドロキシドイオン（ＯＨ－）を含む。
酸素レドックス１２０８は、参照電極７０６におけるｐＨを上昇させる傾向があり得る。いくつかの例では、これは、ｐＨを低下させる傾向がある作用電極７０４（図１２には示されていない）での酸化によって少なくとも部分的に相殺される。間質液１２０４からの炭酸緩衝は、いくつかの例では、酸素レドックス反応によるｐＨ上昇作用を引き起こして、総ｐＨを上昇させる。例えば、間質液１２０４の一次緩衝液は、炭酸（Ｈ２ＣＯ３／ＨＣＯ３ －）であり得る。炭酸は、反応１２１０において、酸素レドックス反応１２０８で生成されたヒドロキシドイオンと反応し、重炭酸イオン（ＨＣＯ３）及び水を生成することができる。
炭酸のｐＫａは約３．６であるが、溶液中に溶け込んだ二酸化炭素（ＣＯ２）の平衡前の水和によってｐＫａが上昇し、有効なｐＫａが例えば約６．３になることがある。しかし、このｐＫａであっても、強塩基を加えて炭酸の平衡を崩した場合、消費されたＨ２ＣＯ３が以下の［５］で示される二酸化炭素と水との反応で補充される速度が遅いため、新たな平衡が成立するまでには長い時間がかかる場合がある：
Figure 2022540911000016
上述したように、反応１２０８では、塩基性のヒドロキシドイオン（ＯＨ－）が生成され、これは、炭酸緩衝液の平衡を一定して乱し、その緩衝抵抗を低下させ、参照電極７０６のｐＨを上昇させ得る。ｐＨが上昇すると、バイカーボネートの脱プロトン化が始まり、バイカーボネート／カーボネート緩衝系が形成されて、ｐＨが約ｐＨ９．２～ｐＨ１０．８の範囲になり、バイカーボネート／カーボネート緩衝系のｐＫａは約１０．３になることがある。したがって、少なくとも参照電極７０６でのｐＨは、約ｐＨ９～ｐＨ１１に上昇することがある。
いくつかの例では、参照（例えば、対参照）電極７０６におけるこのｐＨの上昇が、参照電極７０６上に炭酸カルシウムを析出させ得る。図１３は、参照電極７０６、関連膜システム１２０２、及び間質液１２０４のスライスの例を示す図１３００であり、ｐＨ上昇による炭酸カルシウムの析出を示す。例えば、炭酸緩衝溶液へのカルシウムの溶解度は、ｐＨに影響を受ける場合がある。間質液１２０４などの緩衝溶液のｐＨが上昇すると、緩衝液のプロトン化形態と非プロトン化形態との比率も変化することがある。炭酸緩衝液の形態が異なると、カルシウムの水溶解度が異なることがある。例えば、炭酸水素カルシウム（Ｃａ（ＨＣＯ３）２）は、水溶解度が高く、飽和濃度は実に１Ｍ強である。一方、炭酸カルシウム（Ｃａ（ＣＯ３））は、水に非常に不溶性であり、飽和濃度はわずか約７７μＭである。
間質液中の可溶性カルシウムの主な形態は、炭酸水素カルシウム（Ｃａ（ＨＣＯ３）２）であり得る。ｐＨが上昇すると、炭酸水素カルシウムの炭酸カルシウムに対する比が低下し、水に不溶性の炭酸カルシウムが増加する。炭酸カルシウムは、反応１２０８で発生したヒドロキシドイオンと反応し、反応１３０２で水に不溶性の炭酸カルシウムを生成する。得られた炭酸カルシウムは、参照電極７０６の銀上に堆積され、利用可能な銀を覆い、レドックスに利用できなくする。塩化銀及び／又は非銀触媒が存在する例では、これらも炭酸カルシウムで覆われて、利用できなくなり得る。本明細書に記載されているように、抗石灰化剤を含めることで、参照電極７０６における炭酸カルシウムの生成及び／又は堆積を防ぐことができる。
図１４は、抗石灰化剤を含む膜システムをグルコースセンサ７０２に適用するために使用できるワークフロー１４００の一例を示す図である。作用電極７０４及び参照電極７０６を含むグルコースセンサ７０２は、ワークフロー１４００の下部に示されている。本明細書に記載されるように、作用電極７０４は、センサ７０２の遠位端７０１の近くに位置決めされている。遠位端７０１は、ホストの皮膚下に最初に挿入されるセンサ７０２の端であり得る。また、ワークフロー１４００は、センサ７０２の様々な溶液への浸漬１４０２、１４０４、１４０６、１４０８、１４１０、１４１２、１４１４、１４１６、１４１８、１４２０を示す一連の矢印を示している。矢印の長さ
浸漬１４０２、１４０４、１４０６、１４０８、１４１４、１４１２、１４１４、及び１４１６は、センサ７０２のための膜システムの干渉ドメインを堆積させるために提供され得る。干渉ドメインは、干渉物質が作用電極７０４に到達するのを防ぐために設けられ得る。干渉物質とは、センサ７０２の電気化学的に反応する表面で、直接に又は電子移動剤を介して、還元及び／又は酸化され、偽陽性のグルコースの信号を生成する分子又は他の種である。干渉ドメインは、１つ以上の干渉物質の流れを実質的に制限、抵抗、又は遮断するために提供される場合がある。グルコースセンサの干渉物質の例としては、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、メチルドーパ、サリチル酸、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、及び尿酸が挙げられる。概ね、干渉ドメインは、１つ以上の干渉種に対して、分析物（例えばグルコース）よりも透過性が低い。
図１４の例では、センサ７０２を、ポリアリルアミン溶液などの干渉剤に連続して浸漬し（浸漬１４０４、１４０８、１４１２、１４１６）、ポリアクリレート酸溶液に浸漬する（浸漬１４０２、１４０６、１４１０、１４１４）ことで、干渉ドメインを形成することができる。ポリアクリレート酸溶液は、例えば、ポリアクリレート酸及び水又は別の適切な溶媒を含み得る。水に加えて、又は水の代わりに使用され得る他の溶媒の例としては、エタノール若しくは別のアルコール、又はテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などの有機溶媒が挙げられる。干渉ドメインは、いくつかの例では、作用電極７０４の上に形成され、参照電極の上には形成されない。しかし、ポリアクリレート酸などのポリアクリレートは、炭酸カルシウムの析出速度及び程度を低下させる抗石灰化剤である。したがって、いくつかの例では、ポリアクリレート酸溶液への浸漬１４０２、１４０６、１４１０、１４１４は、図１４に示すように、ポリアクリレートが参照電極７０６における膜システムの抗石灰化層を形成するように延長される。
例えば、センサ７０２は、最初に浸漬１４０２でポリアクリレート酸溶液に浸漬され得る。示されているように、浸漬１４０２は、長い浸漬である。センサ７０２は、作用電極及び参照電極７０６の少なくとも一部を覆う第１の深さまで、ポリアクリレート酸溶液に浸漬され得る。センサ７０２は、挿入時にホストの皮膚下に存在することになる参照電極７０６の部分を覆う深さまで、ポリアクリレート酸に浸漬され得る。浸漬１４０２は、作用電極７０４及び参照電極７０６の部分を含むセンサ７０２上にポリアクリレート酸を堆積させる。
浸漬１４０２に続いて、センサ７０２は、示されるように、作用電極７０４を覆うが、参照電極７０６の実質的な部分を覆わない第２の深さまでポリアリルアミン溶液に浸漬される。いくつかの例では、浸漬１４０２は、参照電極７０６の約１／４未満、例えば、挿入時にホストの皮膚下に位置決めされている参照電極７０６の部分の約１／４未満を覆う。これにより、作用電極７０４にポリアリルアミンが堆積される。このプロセスは、ポリアクリレート酸溶液とポリアリルアミン溶液に交互に浸漬することで継続されてよい。図１４の例では、１５回の浸漬が各溶液に行われるが、任意の適切な回数が実行されてよい。浸漬１４０２、１４０４、１４０６、１４０８、１４１０、１４１２、１４１４、１４１６、１４１８、１４２０が完了すると、作用電極７０４でのポリアクリレート及びポリアリルアミンは、作用電極７０４の上に膜システムの干渉ドメインを形成し得る。参照電極上のポリアクリレートは、抗石灰化ドメインを形成し得る。
また、図１４のワークフロー１４００は、例えば、浸漬１４０２、１４０４、１４０６、１４０８、１４１０、１４１２、１４１４、１４１６、１４１８、１４２０の後に実行され得る追加の例である浸漬１４１８、１４２０も示している。浸漬１４１８は、膜システムの酵素ドメインを提供するための酵素溶液にセンサを浸漬することを含み得る。酵素溶液は、例えば、グルコースオキシダーゼ又は別の適切な酵素を含み得る。浸漬１４１８は、作用電極７０４、及び参照電極７０６の少なくとも一部を覆う深さまでであり得る。いくつかの例では、浸漬１４１８は、浸漬１４０２及び他のポリアクリレート酸溶液の浸漬に使用される第１の深さまでである。浸漬１４２０は、膜システムの抵抗ドメインを提供するための抵抗層溶液にセンサを浸漬することを含み得る。浸漬１４２０は、作用電極７０４、及び参照電極７０６の少なくとも一部を覆う深さまでであり得る。いくつかの例では、浸漬１４１８は、浸漬１４０２及び他のポリアクリレート酸溶液の浸漬に使用される第１の深さまでである。
図１５は、グルコースセンサ７０２などのグルコースセンサを処理して、参照電極７０６に抗石灰化ドメインを含む膜システムを提供するためのプロセスフロー１５００の一例を示すフローチャートである。操作１５０２では、センサを、第１の薬剤を含む第１の溶液に浸漬する。操作１５０２での浸漬は、作用電極７０４を覆う深さまでの短い浸漬である。第１の干渉剤は、作用電極７０４に堆積されると、膜システムの干渉ドメインの全て又は一部を形成し得る。例えば、第１の薬剤は、ポリアリルアミンであり得る、又はそれを含み得る。操作１５０４で、センサ７０２は、ポリアクリレートなどの抗石灰化剤を含む第２の溶液に浸漬される。操作１５０４での浸漬は、作用電極７０４、及び参照電極７０４の一部（例えば、実質的に全て）を覆う深さまでの長い浸漬であり得る。いくつかの例では、操作１５０２及び１５０４の順序を逆にすることができる。
操作１５０６では、操作１５０２及び１５０４での浸漬のシーケンスが完了したかどうかが判断される。浸漬のシーケンスは、例えば、第１の溶液での所定数の短い浸漬及び第２の溶液での所定数の長い浸漬が完了したときに完了することができる。シーケンスが完了していない場合、プロセスフロー１５００は、操作１５０２に戻る。シーケンスが完了していれば、操作１５０８でセンサ７０２を酵素材料溶液に浸漬する。酵素材料溶液への浸漬は、例えば、作用電極７０４、及び参照電極７０４の一部を覆う深さまでの長い浸漬であり得る。センサ７０２は、操作１５１０で抵抗層溶液に浸漬され得る。例えば、操作１５１０での浸漬は、長い浸漬であり得る。
本明細書に記載されるように、銀触媒による酸素レドックスが塩化銀レドックスよりも優勢になり始めると、参照電極７０６の動作電位は低下する傾向にある。これは、本明細書にも記載されているように、センサ７０２がｉｎ ｖｉｖｏで遭遇する酸素濃度では、銀の触媒特性が、塩化銀レドックスによって生成される電位に釣り合うほどの高速の酸素レドックス速度を提供しないことが、少なくとも一部の原因であり得る。
酸素レドックスに対する触媒としての銀の性能は、利用可能な銀の表面積を増やすことで向上させることができる。いくつかの例では、これは、より小さな直径の銀粒子を参照電極７０６のバインダー材料に組み込むことによって達成することができる。より小さな銀粒子の数が多くなれば、より大きな粒子で構成された同等の質量又は体積の銀よりも、酸素レドックスを触媒するために利用できる銀の表面積が大きくなる。しかし、より小さな銀粒子を使用することに関連する課題は、参照電極（例えば、対参照電極）７０６における導電性を維持することである。いくつかの例では、バインダー材料は、導電性ではない。したがって、参照（例えば、対参照）電極７０６の導電性は、バインダー材料中の銀粒子間の、場合によっては塩化銀粒子間の接触に起因し得る。
様々な例では、ナノスケールの銀粒子を、マイクロスケールの銀及び／又は塩化銀粒子と共に、参照電極７０６のバインダー材料に組み込むことで、酸素レドックスに対する銀の触媒性能が向上する。例えば、本明細書に記載されているように、銀は、厚さが約０．５μｍ～１．５μｍ、幅が約５μｍ～１５μｍのマイクロスケールのフレークとして、バインダー材料に提供され、組み込まれ得る。銀粒子の平均厚さは約１μｍであり得、平均幅は約１０μｍである。ナノスケールの銀粒子は、約５ナノメートル～約５００ナノメートルの平均サイズを有し得る。いくつかの例では、ナノスケールの銀粒子は、１００ナノメートル未満の平均直径を有する。ナノスケールの銀粒子は、例えば、銀及び塩化銀粒子をバインダー材料に組み込む同じ方法で、バインダー材料に組み込むことができる。いくつかの例では、銀のナノスケール粒子は、参照電極７０６に組み込まれた銀の約０．１体積％～約１０体積％を構成し得る。ナノスケールの銀粒子は、銀及び塩化銀を含む参照電極７０６の例に組み込むことができ、また、様々な実施形態において、本明細書に記載されているように、非銀触媒を含む参照電極７０６の例に組み込むこともできる。
いくつかの例では、参照電極７０６は、ｉｎ ｖｉｖｏで有酸素塩化銀再生を促進するように構成されている。溶存酸素及びクロリドの存在下で、銀及び塩化銀を含む参照電極７０６は、本明細書で有酸素塩化銀再生とも呼ばれる、塩化銀を再生する有酸素酸化をサポートすることができる。起こり得る有酸素塩化銀生成反応の例を以下の［６］及び［７］に示す：
Figure 2022540911000017
Figure 2022540911000018
再生された塩化銀は、本明細書に記載されているように、参照電極７０６で塩化銀レドックスをサポートすることができる。塩化銀を再生することで、例えば、本明細書に記載されているように、塩化銀レドックスが参照電極７０６で優勢になる時間を延長することで、参照（例えば、対参照）電極の寿命を延ばすことができる。
しかし、多くのｉｎ ｖｉｖｏ用途では、参照電極７０６の酸素濃度は、塩化銀酸化による塩化銀の枯渇速度をもたらすのに十分な速さの反応速度で、有酸素塩化銀再生をサポートするのには十分高くない場合がある。例えば、間質液の酸素飽和度は約１％～５％であり得る。これらの濃度では、有酸素塩化銀再生の影響が大幅になくなることがある。
本明細書に記載されている様々な例は、有酸素塩化銀再生の速度を増加させるように構成された参照電極７０６に関する。例えば、ある量の亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）などの金属遷移金属及び／又はこれらの合金が、参照電極７０６で提供される銀に組み込まれ得る。これにより、銀のバルク特性が変化し、銀粒子が有酸素酸化されやすくなることがある。例えば、参照電極７０６の銀粒子に金属遷移金属を組み込むことで、得られる合金の酸化速度を高めることができる。その結果、ｉｎ ｖｉｖｏでの有酸素塩化銀再生の反応速度が高まる傾向があり得る。
遷移金属は、任意の適切な方法で参照電極７０６の銀に組み込むことができる。本明細書に記載されているように、銀粒子が使用されている一例を考える。銀粒子は、選択された遷移金属を含むようにドープされ得る。例えば、銀及び選択された遷移金属を溶融させることができる。溶融させた金属を一緒に吸引すると、ドーパントである遷移金属が得られた固相銀の中に溶解した銀の微粒子（マイクロ粒子）が得られる。吸引は、例えば、窒素や希ガスなどの不活性雰囲気中で行うことができる。得られる銀及び遷移金属の粒子は、厚さが約０．５μｍ～１．５μｍ、幅が約５μｍ～１５μｍのマイクロスケールのフレークであり得る。銀／遷移金属粒子の平均厚さは約１μｍ、平均幅は約１０μｍであり得る。
いくつかの例では、参照電極７０６に高電流密度を印加することにより、参照電極容量を電気化学的に高めることができる。例えば、実験結果によると、参照電極の有効な参照容量は、参照電極７０６におけるカソード電流密度が高いほど増加することが示唆される。いくつかの例では、異なる電流密度に対する参照電極容量の差は、非常に大きくなり得る。例えば、カソード電流密度が高いと有効な参照容量が大きくなり、電流密度が低いと有効な参照容量が大幅に小さくなる。
いくつかの例では、参照電極容量の電流密度依存性は、塩化銀の微粒子が還元されたとき（例えば、その粒子に電荷が移動したとき）に生じる構造変化に起因している。例えば、固体内の還元されたＡｇＣｌ単位は全て、以下の［８］で示されるレドックスに伴うＣｌ－の喪失をもたらす：
Figure 2022540911000019
塩化銀単位が、塩化銀微粒子などのバルク固体の中に埋もれている場合、塩化銀を還元するために必要なエネルギーは、塩化銀の格子構造をＣｌ－が浸透できるように変化させるために必要な物理的エネルギーを含めて、より高く、時には著しく高くなることがある。いくつかの例では、これらの構造の変化は、固体の塩化銀粒子に小さな亀裂と細孔として現れる。亀裂と細孔は、固体粒子から塩化銀粒子の周囲の環境へのＣｌ－の拡散を容易にするイオン輸送チャネルとして機能し得る。より高い電流が塩化銀粒子に駆動されると、これらの亀裂及びチャネルがより多く形成され、結果として塩化銀の表面積が増加することがある。ｉｎ ｖｉｖｏにて参照電極７０６が遭遇する電流密度などのより低い電流密度では、塩化銀レドックスの緩やかな反応速度に対応するために必要とされるこれらの亀裂及びチャネルが少なくなり得、したがって、塩化銀の表面積は小さいままであり得る。
更に、参照電極の電流密度が低下すると、より高い値の結晶化度が得られることがあるため、電流密度を遅くすることで、必要な固体相変化（ＡｇＣｌからＡｇに）が、高電流密度を駆動したときに観察される速度論的生成物（すなわち、より非晶質）として捕捉されるのではなく、熱力学的に決定された安定性（すなわち、より結晶性）に沿って起こることを可能にする。結晶性の高い環境で捕捉されるＡｇＣｌは、固体からのＣｌ－の拡散を可能にするために、拡張された結晶格子全体を調整する必要があることから、還元がより困難になる（つまり、より負の電流を流す必要がある）。より非晶質な環境にあるＡｇＣｌは、付随するＣｌ－の輸送を容易にするために変化する必要のある長距離秩序が少ないため、固相の再編成エネルギー要求が低くなる。
図７のグルコースセンサ７０２に戻って参照すると、使用中の参照電極７０６における名目電流密度は低い場合がある（約２０ｎＡ／インチ未満）。したがって、通常の使用時には、参照電極７０６における銀及び塩化銀は、塩化銀に広範囲の亀裂及びチャネルを発生させず、より結晶性の高い構造になるように塩化銀から銀への固相変化をサポートすることができる。高電流密度の影響は、
様々な例は、例えばｉｎ ｖｉｖｏで使用する前に、短時間の高電流密度還元によって参照電極７０６を含むグルコースセンサ７０２を処理することに関する。例えば、これは、例えば製造プロセス中に、参照電極７０６に高電流密度を流すことで実現できる。高電流密度は、参照電極７０６における塩化銀の担持量を劇的に減少させることなく、高電流密度充電の有利な材料特性（例えば、高い塩化銀の表面積と非晶質結晶構造）を付与するように選択され得る。
いくつかの例では、水に溶けたクロリド（Ｃｌ－）の存在下で、高電流密度が参照電極７０６に印加され得る。これにより、高電流密度の利点が得られると共に、例えば、参照（例えば、対参照）電極７０６のクロリドと銀との間の反応により、参照（例えば、対参照）電極で塩化銀含有量を増加させることもできる。
図１６は、分析物センサの例を示す図１６００であり、参照電極７０６に高電流密度を印加することを説明する図である。図１６００は、例えば、作用電極７０４から参照電極７０６への電流をセンサ７０２に提供する電流源１６０６を含む。いくつかの例では、電流源１６０６は、図１６に示されているものに加えて、又はその代わりに、参照電極７０６から作用電極７０４に電流を提供するように構成され得る。電流図１６０８は、電流源１６０６によって提供することができる一例の電流パルス１６０１を示している。電流パルス１６０１は、時間を示す横軸１６０２と、電流を示す縦軸１６０４とを含むプロット上に示される。図１６では１つのパルスが示されているが、いくつかの例では、複数のパルスが提供され得る。
いくつかの例では、電流の大きさは、参照電極７０６の１インチあたり約１００ナノアンペアから参照電極の１インチあたり約１ミリアンペアまでの間であり得る。いくつかの例では、電流密度は約１００マイクロアンペア未満である。パルスの長さは、例えば、約１秒～約５分であり得る。いくつかの例では、電流は単一のパルス以外の波形で印加することができる。印加される電流の大きさは、いくつかの例では、センサ電流による参照電極７０６での平均電流密度よりも５倍以上大きい参照電極７０６での電流密度をもたらす。
いくつかの例では、複数のパルスを適用することができる。いくつかの例では、他の電流波形形状を使用することができる。本明細書で記載するように、いくつかの例では、センサ７０２は、電流が供給されている間、クロリドを含む水溶液に浸漬される。
いくつかの例では、塩化銀の担持量を増やすことで、参照電極７０６の容量を拡張することができる。いくつかの例では、これは、センサ７０２及び／又はその参照電極を次亜塩素酸イオン（ＯＣｌ－）及びクロリドイオン（Ｃｌ－）にさらすことを含み得る。銀／塩化銀参照電極が次亜塩素酸イオン及びクロリドイオンにさらされたとき。次亜塩素酸イオン（ＯＣｌ－）及びクロリドイオン（Ｃｌ－）は、次亜塩素酸ナトリウム（漂白剤）、次亜塩素酸カリウム、又は次亜塩素酸リチウムなどの多くの適切な供給源から供給することができる。銀／塩化銀参照電極７０６に存在する銀と反応して、追加の塩化銀を生成することができる次亜塩素酸イオン（ＯＣｌ－）及びクロリドイオン（Ｃｌ－）は、例えば、以下の［９］で示される：
Figure 2022540911000020
図１７Ａは、センサ７０２と同様のグルコースセンサの経時的な動作電位の例を示すプロット１７００であり、そのうちのいくつかは塩素系漂白剤にさらされたものである。プロット１７００は、塩素系漂白剤で処理されたグルコースセンサを含むグルコースセンサの試行を示すサブプロット１７０２、１７０４、１７０６、１７０８を含む。サブプロット１７０２、１７０４、１７０６、１７０８では、横軸は時間、縦軸はセンサ電流１マイクロアンペアでの参照電極の動作電位を示している。サブプロット１７０２で説明したグルコースセンサは、センサ７０２と同様であり、例えば、図４～図５で説明したものと同様の膜システムを含み得る。
サブプロット１７０２は、塩素系漂白剤で処理されていない一連のグルコースセンサを表している。サブプロット１７０４は、１０％の塩素系漂白剤の溶液に２分間浸漬した一連のグルコースセンサを表している。サブプロット１７０６は、３０％の塩素系漂白剤の溶液に２分間浸漬した一連のセンサを表している。サブプロット１７０８は、１００％の塩素系漂白剤に２分間浸漬した一連のセンサを表している。このように、サブプロット１７０２に記載されている未処理のセンサは、約４５分後に動作電位の低下を示し始め、塩化銀容量が枯渇したことを示している。サブプロット１７０４の１０％塩素系漂白剤溶液で処理したセンサでは、約８０分後に低下が見られる。サブプロット１７０６に記載されている３０％の漂白剤で処理したセンサでは、その低下は更に遅く、２時間～２時間半の間に現れる。サブプロット１７０８に記載されている１００％漂白剤で処理したセンサは、３時間前後で低下が始まる。これは、本明細書に記載されているように、塩素系漂白剤の浸漬によってグルコースセンサの有効容量が増加し、塩素系漂白剤の濃度が高いほど増加することを示し得る。
図１７Ｂは、センサ７０２と同様のグルコースセンサについての動作電位の経時変化を示すプロット１７５０であり、そのうちのいくつかは塩素系漂白剤にさらされたものである。図１７Ｂは、３つの異なるカテゴリーのグルコースセンサを用いた試行の結果を示している。第１のカテゴリーのグルコースセンサは、１００％塩素系漂白剤の溶液に２分間浸漬された。第２のカテゴリーのグルコースセンサは、３０％の塩素系漂白剤の溶液に２分間浸漬された。第３のカテゴリーのグルコースセンサは、塩素系漂白剤で処理されなかった。図１７Ｂのグルコースセンサは、約１００ｍｇ／ｄｌ～３００ｍｇ／ｄｌのグルコース濃度にさらされた。
プロット１７５０は、日単位の時間を示す横軸と、グルコースセンサの動作電位の変化を示す縦軸とを含む。示されているように、１００％塩素系漂白剤の溶液で処理された第１のカテゴリーのグルコースセンサは、経時的な動作電位の低下が最小であることを示している。３０％の塩素系漂白剤の溶液で処理された第２のカテゴリーのグルコースセンサは、第１のカテゴリーのグルコースセンサよりも動作電位の低下が大きかったが、それでもなお未処理の第３のカテゴリーよりも低下が小さかった。
グルコースセンサ７０２などのグルコースセンサは、抵抗ドメインを含み得る膜システムを含む。例えば、ｉｎ ｖｉｖｏでは、血液中及び例えば間質液中の酸素量に対して、モル過剰のグルコースが存在し得る。例えば、細胞外液中の遊離酸素分子１個ごとに、典型的には１００個を超えるグルコース分子が存在している。しかし、共反応物として酸素を使用する固定化酵素ベースのグルコースセンサ（例えば、作用電極７０４での酸化のため）では、酸素が酸化速度を制限しない程度の十分な酸素を供給することが望ましい場合がある。そうしないと、センサ電流がグルコース濃度に対して直線的に反応しないことがある。
グルコースセンサは、酵素ドメインの上に位置決めされた半透膜の抵抗ドメインを含み得る。このようにして、抵抗ドメインは、例えば、酸素が酸化速度を制限しないような酸素のグルコースに対する比率を可能にする方法で、下層の酵素ドメインへの酸素及びグルコースの流れを制御する。例えば、抵抗ドメインは、約５０：１以下から約４００：１までの酸素対グルコースの透過性比を示し得る。いくつかの例では、抵抗ドメインは、約２００：１の酸素対グルコースの透過性比を示す。
抵抗ドメインは、グルコースセンサへのグルコース及び酸素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又は別の適切な膜を含み得る。適切な疎水性ポリマー成分は、ポリウレタン、又はポリエーテルウレタン尿素である。本明細書に記載されるように、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との縮合反応によって生成されるポリマーである。ポリウレタン尿素は、ジイソシアネートと二官能性アミン含有材料との縮合反応によって生成されるポリマーである。ジイソシアネートの例としては、約４～約８個のメチレン単位を含む脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。脂環式部分を含むジイソシアネートも、好ましい実施形態の膜のポリマー及びコポリマー成分の調製に有用であり得る。抵抗ドメインの疎水性マトリックスのベースを形成する材料は、センサデバイスの膜として使用するのに適しているとして、及び関連する化合物がそれを通過可能とするのに十分な透過性、例えば、活性酵素又は電気化学電極に到達するために被検試料から酸素分子が膜を通過可能とするのに十分な透過性を有するものとして、当技術分野で知られているもののいずれであってもよい。非ポリウレタンタイプの膜を作製するために使用できる材料の例としては、ビニルポリマー、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアミド、ポリシロキサン及びポリカルボシロキサンなどの無機ポリマー、セルロース系及びタンパク質系材料などの天然ポリマー、並びにこれらの混合物又は組み合わせが挙げられる。
いくつかの例では、親水性ポリマー成分はポリエチレンオキシドである。例えば、１つの有用な疎水性－親水性コポリマー成分は、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ポリマーである。コポリマーのポリエチレンオキシド部分は、熱力学的に駆動されて、コポリマーの疎水性部分及び疎水性ポリマー成分から分離する。最終的なブレンドを形成するのに使用されるコポリマーの２０％のポリエチレンオキシド系のソフトセグメント部分は、吸水性とそれに続く膜のグルコース透過性に影響を与える。
いくつかの例では、抵抗ドメインは、約０．０５μｍ以下から約２０μｍ以上まで、より好ましくは、約０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、１、１．５、２、２．５、３、又は３．５μｍから約４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、又は１９．５μｍまで、より好ましくは更に約２、２．５、又は３μｍから約３．５、４、４．５、又は５μｍまでのドメイン厚が得られるように酵素ドメイン上に堆積される。抵抗ドメインは、スプレーコーティング又はディップコーティングによって酵素ドメイン上に堆積され得る。特定の例では、スプレーコーティングが好ましい堆積技術である。噴霧プロセスは溶液を霧化及びミスト化するため、コーティング材料が下層ドメインに定着する前に溶媒のほとんど又は全てが蒸発し、それによって溶媒と酵素の接触は最小限に抑えられる。
抵抗ドメインの疎水性領域及び親水性領域により、抵抗ドメインが酵素ドメインでの酸素対グルコース比を調整し、最終的に作用電極での過酸化水素対酸素比に影響を与え、センサの電流応答を適切に線形化することができる。例えば、疎水性領域及び親水性領域の両方が、酸素を酵素層に拡散させ、最終的には作用電極７０４に拡散させることができる。しかし、親水性領域のみがグルコースの拡散をサポートする。
多くの例では、抵抗層は、作用電極７０４の上に、更に参照電極７０６の少なくとも一部の上に位置決めされている。例えば、抵抗層は、参照電極の銀／塩化銀がｉｎ ｖｉｖｏで身体に直接接触するのを防ぐことができる。しかし、抵抗層が参照電極７０６の上に位置決めされていると、レドックスのための塩化銀の利用が制限されることがある。これは、図１８に示されている。図１８は、上部に位置決めされた抵抗ドメインを有する銀／塩化銀参照電極７０６の一例を示す図１８００である。抵抗ドメイン１８０２は、親水性領域（クロスハッチングなし）及び疎水性領域（クロスハッチングあり）を含む。図１８は、抵抗ドメイン１８０２の簡略化された配置を示していることを理解されたい。実際には、抵抗ドメイン１８０２の疎水性領域及び親水性領域は、図１８に示されているものよりも不規則であり得る。
抵抗ドメイン１８０２の疎水性領域は、イオン輸送を制限する傾向があり得る。これにより、レドックスに利用可能な参照電極７０６の塩化銀も制限され得る。その結果、参照電極７０６の有効な塩化銀の担持量が減少する。上記の［１］で示される酸化反応例と［２］で示される塩化銀レドックス反応例を考える。示されるように、作用電極７０４で酸化により発生した電子は、抵抗ドメイン１８０２を通過して参照電極７０６に到達し、塩化銀レドックスの反応物として作用する。また、塩化銀レドックスの生成物として発生したクロリドイオン（Ｃｌ－）は、抵抗ドメイン１８０２を介して拡散する。抵抗ドメイン１８０２の疎水性領域の下に位置決めされた塩化銀の場合、イオン輸送が減少すると、自由電子の不足及び／又はクロリドイオンの拡散が減少し、疎水性領域の下にある塩化銀がレドックスに利用できにくくなることがある、又は更に利用できなくなることがある。
本明細書に記載されている様々な例では、参照電極７０６の少なくとも一部の上に親水性ドメインを含めることによって、この問題及び他の問題に対処する。図１９は、抵抗ドメイン１８０２と参照電極７０６との間に位置決めされた親水性ドメイン１８０４を含む参照電極７０６及び抵抗ドメイン１８０２の配置の一例を示す図１９００である。親水性ドメイン１８０４は、抵抗ドメイン１８０４を介して、参照電極７０６の表面積のより大きな部分へのイオン輸送のための親水性経路を形成することができる。親水性ドメイン１８０４は、例えば、ポリエチレンオキシド、高分子電解質、又は別の親水性ポリマーなど、任意の適切な親水性材料であり得る、又はそれを含み得る。いくつかの例では、親水性ドメイン１８０４は、グルコースオキシダーゼなどのオキシダーゼを含む。例えば、作用電極７０４を覆う酵素ドメインを、参照電極７０６の全て又は一部も覆うように拡張して、親水性ドメイン１８０４を構成することができる。親水性ドメイン１８０４の一部又は全てを含み得る他の例示的な材料には、任意の適切なポリウレタン、任意の適切なポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）などが含まれる。親水性ドメイン１８０４は、例えば、浸漬、噴霧、印刷などを含む任意の適切な方法で参照ドメインに適用することができる。
いくつかの例では、親水性ドメイン１８０４は、作用電極７０４の全て又は一部の上に位置決めされた酵素ドメインと同様に、酵素を注入したポリマーから作製される。例えば、作用電極７０４の上に位置決めされた酵素ドメインを拡張して、参照電極７０６の一部又は全てを覆うこともできる。ドメインが浸漬によって適用される例では、例えば、図１４及び図１５に関して記載したように、これは、酵素層を適用するための溶液が、例えば、図１４に示すように、作用電極７０４、及び参照電極７０６の全て又は一部を浸漬するように、酵素層を適用するための浸漬を延長することによって達成することができる。
図２０は、抵抗ドメイン１８０２’が参照電極７０６と親水性ドメイン１８０４’との間に位置決めされている、参照電極７０６及び抵抗ドメイン１８０２’の別の配置例を示す図２０００である。この例では、抵抗ドメイン１８０２’は、抵抗ドメイン１８０２に比べて厚さが薄くなっている。抵抗ドメイン１８０２’の厚さが薄くなると、より高いレベルのイオン輸送が容易になり、レドックスに利用できる塩化銀が増え得る。親水性ドメイン１８０４’の厚さが約２μｍである例を考える。抵抗層１８０２’は、約７μｍ未満から約５μｍ未満に低減され得る。
図２１は、異なる膜システム配置を有するグルコースセンサ７０２と同様のグルコースセンサの感度例を示すプロット２１００である。プロット２１００は、時間を示す横軸２１０６と、センサ感度を示す縦軸２１０８とを含む。様々な試行２１０２Ａ、２１０２Ｂ、２１０２Ｃ、２１０２Ｄ、２１０４Ａ、２１０４Ｂ、２１０４Ｃを示す。試行２１０２Ａ、２１０２Ｂ、２１０２Ｃ、２１０２Ｂは、参照電極の上に抵抗層が位置決めされている図１８に示すものと同様の膜配置を利用している。試行２１０４Ａ、２１０４Ｂ、２１０４Ｃは、作用電極上の酵素ドメインが拡張されて、参照電極７０６と抵抗層１８１４との間に親水性ドメインも形成されている図１９に示すものと同様の膜配置を利用するものである。示されているように、試行２１０２Ａ、２１０２Ｂ、２１０２Ｃ、２１０２Ｂは、約１８０時間の試験の中間点付近でノイズを示し始める。しかし、記載された親水性層を含む試行２１０４Ａ、２１０４Ｂ、２１０４Ｃは、後になるまで（例えば、約２８０時間～３００時間）よりクリーンな信号を有する。
図２２は、異なる膜システムの配置を有するグルコースセンサ７０２と同様のグルコースセンサの感度例を示す別のプロット２２００である。プロット２２００は、時間を示す横軸２２０６と、センサ感度を示す縦軸２２０８とを含む。試行２２０２Ａ、２２０２Ｂ、２２０２Ｃ、２２０２Ｂは、参照電極の上に抵抗層が位置決めされている図１８に示すものと同様の膜配置を利用している。試行２２０４Ａ、２２０４Ｂ、２２０４Ｃ、２２０４Ｄは、親水性ドメイン２００６が抵抗層１８１２’の上に堆積されている図２０に示すものと同様の膜配置を利用している。示されているように、試行２２０２Ａ、２２０２Ｂ、２２０２Ｃ、２２０２Ｂは、約１５０時間の試験の中間点付近でノイズを示し始める。しかし、記載された親水性層を含む試行２２０４Ａ、２２０４Ｂ、２２０４Ｃは、試験期間を通してよりクリーンな信号を有する。
いくつかの分析物センサでは、グルコースセンサ１０２の参照電極７０６などの参照電極は、銀及び塩化銀のフィラーを導電性インク又は他のバインダー材料に組み込むことによって作製される。バインダー材料は、いくつかの例では、使用中の繰り返しの曲げで微小の亀裂が発生しやすくなっている。銀／塩化銀の担持量が多い参照電極では、亀裂の発生確率が高くなることがある。参照電極に亀裂があると、信号にノイズが発生したり、信号が完全に失われたりすることがある。
いくつかの例では、参照電極を含む層の下に、可撓性及び／又は伸縮性のある導電層を追加することで、参照電極での亀裂の発生確率を減らすことができる。図２３は、参照電極２３０６の下に位置決めされた可撓性層２３０８を含む分析物センサ２３００の一例を示す図である。分析物センサ２３００は、細長い導電体２３０４を含む。いくつかの例では、細長い導電体２３０４は、白金で作製されており、作用電極の全て又は一部を構成し得る。他の例では、白金又は別の適切な作用電極材料が、細長い導電体又は他の細長い材料の上に適用される。絶縁層２３０２は、細長い導電体２３０４の上に位置決めされている。絶縁層２３０２は、例えば、ポリイミド、ポリウレタン、パリレン、又は任意の他の適切な絶縁材料などの絶縁ポリマーを含み得る。
可撓性層２３０８は、例えば、ポリチオフェン誘導体などの可撓性ポリマーを含み得る。いくつかの例では、可撓性層２３０２は、銀ペーストなどの伸縮性インクであり得る、又はそれを含み得る。いくつかの例では、可撓性層は導電性である。参照電極２３０６は、可撓性層２３０２の上に位置決めされ、銀／塩化銀を含み得る。参照電極２３０６は、例えば、浸漬、印刷、インク堆積などを介して、可撓性層２３０８の上に適用され得る。
いくつかの例では、可撓性層２３０２は、しなやかさを提供し、それに応じて、参照電極２３０６での亀裂のリスクを軽減する。また、可撓性層２３０２が導電性である例では、例えば発生し得る亀裂を含むワイヤ疲労に対する信号ノイズを低減又は除去することができる。
いくつかの例では、例えばグルコースセンサ７０２などの分析物センサの性能は、参照電極を含む層の偏心によって影響を受ける。例えば、図３及び図４を参照すると、参照電極を含む層３４３が偏心している（例えば、細長い導電体３４１と同じ中心を持たない）場合、分析物センサの性能が低下することがある。例えば、銀／塩化銀などの参照電極に適した材料が細長い導電体の断面円周上に偏在し、反応物の消耗が不均一になり、センサの挙動が予測できないことがある。
いくつかの例では、Ｘ線検査技術を用いて、分析物センサの参照電極層の偏心を検出することができる。Ｘ線センサは、例えば、分析物センサのインライン画像及び／又は断面画像を撮影するよう位置決めすることができる。図２４Ａ及び図２４Ｂは、分析物センサ２４０２Ａ、２４０２Ｂの例を示すインラインＸ線画像２４００Ａ、２４００Ｂを示す。センサ２４０２Ａ、２４０２Ｂは、それぞれの細長い導電体２４０４Ａ、２４０４Ｂを含む。いくつかの例では、細長い導電体２４０４Ａ、２４０４Ｂは、白金などの作用電極に適した材料で作製されている、又は他の例では、その上に堆積した層３３８などの層を有する。
また、Ｘ線画像２４００Ａ、２４００Ｂは、それぞれの絶縁層２４０６Ａ、２４０６Ｂも示している。絶縁層２４０６Ａ、２４０６Ｂは、本明細書で記載した層３４０と同様であり得る。参照層２４０８Ａ、２４０８Ｂは、例えば、上述した層３４３と同様に、絶縁層２４０６Ａ、２４０６Ｂの上に位置決めされている。
断面Ｘ線画像２４００Ａ、２４００Ｂを使用して、偏心した参照層を有するセンサを識別することができる。例えば、Ｘ線画像２４００Ａ、２４００Ｂにおいて、絶縁層２４０６Ａ、２４０６Ｂは透明であり得る。画像２４００Ａ、２４００Ｂを解析して、細長い導電体２４０４Ａ、２４０４Ｂと各面の参照層２４０８Ａ、２４０８Ｂとの間の距離を求めるように、コンピューティングデバイス又は他の同様のデバイスをプログラムすることができる。距離が異なる場合は、参照層の偏心を示している。例えば、細長い導電体２４０４Ａから参照層２４０８Ａまでの距離が、細長い導電体２４０４Ａの両側で実質的に同様であるため、センサ２４０２Ａの参照層２４０６Ａは偏心していない。（図２４Ａ及び図２４Ｂの向きでは、「両側」とは上部及び底部を指す）。一方、センサ２４０２Ｂは、例えば、細長い導電体２４０４Ｂから参照層２４０８Ｂまでの距離が、一方の側（例えば、底部側）で他方の側（例えば、上部側）よりも大きいため、偏心した参照層を示している。
図２５は、分析物センサ２５０２Ａ、２５０２Ｂの例を示す断面Ｘ線画像２５００Ａ、２５００Ｂを示している。この例では、Ｘ線画像２５００Ａ、２５００Ｂは、例えば、センサ２５０２Ａ、２５０２Ｂの縁部又は端部で撮影され、図示されている断面を提供する。この例では、センサ２５０２Ａ、２５０２Ｂは、図２４Ａ及び図２４Ｂに示す配置と同様に、細長い導電体２５０４Ａ、２５０４Ｂ、絶縁層２５０６Ａ、２５０６Ｂ、及び参照層２５０８Ａ、２５０８Ｂを含む。
この例では、センサ２５０２Ａは、偏心した参照層２５０８Ａを含む。このことは、細長い導電体２５０４Ａから参照層２５０８Ａまでの距離が、細長い導電体２４０５Ａの円周上で均一でないため、Ｘ線画像２５００Ａに示されている。これに対して、細長い導電体２５０４Ｂから参照層２５０８Ｂまでの距離が、細長い導電体２５０４Ｂの円周について実質的に均一であるため、センサ２５０２Ｂの参照層２５０８Ｂは偏心していない。いくつかの例では、コンピューティングデバイスは、画像２５００Ａ、２５００Ｂを分析し、細長い導電体２５０４Ａ、２５０４Ｂの円周について、細長い導電体２５０４Ａ、２５０４Ｂから参照層２５０８Ａ、２５０８Ｂまでの距離を識別するようにプログラムされている。コンピューティングデバイスは、測定された距離が円周について閾値を超えて変化した場合、アラート又はアラームを生成することができる。
いくつかの例では、図２４Ａ、図２４Ｂ、及び図２５に示すものなどのＸ線画像を使用して、センサの製造中にダイの位置決めのための即時フィードバックを提供することができる。このようにして、検出されたいずれの欠陥も、今後作製されるセンサのために削減又は排除することができる。また、いくつかの例では、図２４Ａ、図２４Ｂ、図２５に示すものなどのＸ線画像を撮影し、細長い導電体を切断して複数のセンサを作製するスカイビングステーションで使用することもできる。例えば、Ｘ線画像を使用して、センサを異なる角度でどの程度アブレーションするかを判断することができる。Ｘ線画像は、円筒形ワイヤの周囲の異なる角度位置における参照コーティング厚の不均一性の値を示し得る。角度データを使用して、ポリウレタン絶縁体を過剰にアブレーションする必要なしに、Ａｇ／ＡｇＣｌ参照コーティングだけを除去するために、既知の／必要な量のエネルギーを供給するようにレーザーパルスを最適化することができる。
様々な例は、分析物センサに銀／塩化銀又は他の適切な参照電極層を提供する代替方法に関する。再び図４を参照すると、作用電極は層３３８によって提供され、参照電極は層３４３によって提供される。層３３８と層３４３との間には、層３３８によって提供される作用電極と参照電極との間の絶縁体として機能する層３４０が設けられている。図４に示すように、分析物センサ３３４は、層３３８を露出させるウィンドウ３３９を含む。いくつかの例では、センサ３３４は、層３４０及び３４３を適用することによって製造される。層３４０及び３４３が適用された後、図４に示すように、層３４０及び３４３の一部を除去して層３３８を露出させることにより、ウィンドウ３３９が生成される。層３４０及び３４３の除去は、例えば、レーザースカイビング又は別の適切な技術を用いて行うことができる。
レーザースカイビング又はその他の除去技術は、分析物センサ３３４の製造に対してコストを追加し得る。例えば、レーザースカイビングのコストは、除去される材料の量に関連し得る。したがって、ウィンドウ３３９を形成するために除去される第３の層３４３の材料を低減又は排除することが望ましい場合がある。また、いくつかの例では、第３の層３４３の均一性を高めることも望ましい。例えば、層３４３が細長い導電体３４１の円周について実質的に均一であることが望ましい場合がある。
いくつかの例では、銀／塩化銀などの参照材料は、本明細書に記載されているように、バインダー材料に担持される。バインダー材料は、熱収縮性チューブに押し出され、次に、分析物センサ３３４に適用されて、第３の層３４３を生成する。これにより、レーザースカイビング又は他の技術によって除去される材料の量を減らすことができる。それはまた、細長い導電体３４１の円周について、参照材料の均一性を向上させることもできる。図３０は、層３４３などの参照電極層を、熱収縮性チューブを用いて分析物センサに提供するために実行され得るプロセスフロー３０００の一例を示すフローチャートである。
操作３００２では、ポリマーバインダーに参照材料を担持する。いくつかの例では、ポリマーバインダーは、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、又はポリオレフィンなどの熱可塑性ポリマーを含む。いくつかの例では、バインダー材料は導電性である。例えば、銀／塩化銀又は本明細書に記載されている別の適切な材料を含む、任意の適切な参照材料を使用することができる。操作３００４では、ポリマーバインダー及び参照材料を熱収縮性チューブに押し出す。
任意による操作３００６では、熱収縮性チューブを長さに合わせて切断することができる。選択された長さは、分析物センサ３３４の所望の長さに基づくことができる。例えば、熱収縮性チューブは、ウィンドウ３３９のための開口部を残しながら、層３４０の上に適用することができる長さに切断することができる。いくつかの例では、操作３００６は省略される。
操作３００８では、熱収縮性チューブを細長い導電体３４１に適用する。例えば、熱収縮性チューブは、層３４０の上の細長い導電体３４１の周りに適用され得る。いくつかの例では、熱収縮性チューブの複数の切断区分が、細長い導電体３４１に適用される。熱収縮性チューブの連続した区分は、ウィンドウ３３９に対応する切れ目を層３４３に形成するように、その間にギャップ又は間隔を置いて適用され得る。細長い導電体３４１は、その後、例えば、図４に示すように、一部又は全ての区分が別々の分析物センサ３３４を形成する区分に切断され得る。得られた各分析物センサ３３４は、熱収縮性チューブの一部分がウィンドウ３３９の近位側に位置決めされている層３４３の部分を構成し、熱収縮性チューブの別の部分がウィンドウ３３９の遠位側に位置決めされている層３４３の部分を構成したウィンドウ３３９を含み得る。別の例では、ウィンドウ３３９の遠位側に位置決めされた熱収縮性チューブの部分を省略することができる。他の例では、熱収縮性チューブを連続的に適用することができる。ウィンドウ３３９は、本明細書の操作３０１２に記載されるように、熱収縮性チューブの一部を除去することによって形成され得る。操作３０１０では、熱収縮性チューブに熱が加えられる。熱を加えることで、熱収縮性チューブが収縮し、それによって細長い導電体３４１に固定され得る。
操作３０１２では、過剰な材料を、ここで熱収縮性チューブを含む細長い導電体３４１から除去することができる。いくつかの例では、本明細書に記載されているように、熱収縮性チューブは、熱が適用された後、ウィンドウ３３９上に熱収縮性チューブがなく、参照材料が含まれるように、細長い導電体３４１上に間隔を置いて配置されている。層３４０の絶縁材料がウィンドウ３３９の上に存在する場合、この過剰な材料を操作３０１２で除去することができる。他の例では、熱収縮性チューブを細長い導電体３４１の全てにわたって（例えば、ギャップなしで）適用することができる。これらの例では、熱収縮性チューブ及び含まれる参照材料がウィンドウ３３９から除去され得る。過剰な材料は、例えば、レーザースカイビングなどの任意の適切な技術を用いて、操作３０１２で除去することができる。いくつかの例では、レーザースカイビングを使用して熱収縮性チューブの一部を除去することは、他の技術を使用してコーティング又はメッキされた材料を除去するよりも低コストである場合がある。また、いくつかの例では、プロセスフロー３００は、参照層が均一である（例えば、偏心していない）可能性を高くすることもでき、いくつかの例では、参照層をトリミング又はスカイビングする必要性を排除することができる。プロセスフロー３０００が完了すると、分析物センサ３３４の製造を完了することができる。例えば、膜システム３３２は、任意の適切な技術を用いて適用することができる。
いくつかの例では、バインダー材料として使用される代わりに、熱収縮性チューブが、その外面にメッキ、結合又は他の方法で適用される銀／塩化銀などの参照材料を有する。熱収縮性チューブは、細長い導電体３４１の上に適用することができる。この例では、熱収縮性チューブ自体が、作用電極と参照電極とを分離する絶縁層３４０の全て又は一部として機能することができる。この配置を、操作３００６に記載されるように長さに合わせて切断される熱収縮性チューブで使用すると、ウィンドウ３３９に対応する層３４０の部分を除去する必要がない場合があるため、レーザースカイビングを更に減らすことができる。本明細書に記載されているこれらの例及び他の例では、参照層３４３は、最初に銀で適用することができる。その後、塩化銀を生成するために、本明細書に記載の漂白処理などの追加処理を行うことができる。また、いくつかの例では、インクジェット印刷を使用して参照層を適用することもできる。
いくつかの例では、銀／塩化銀などの参照材料を含む参照層を、パッド印刷装置を用いて適用することができる。図２６は、細長い導電体２６０８に参照材料を適用するのに用いることができるパッド印刷装置２６００の一例を示す図である。パッド印刷装置２６００は、第１のホイール２６０２Ａと、第２のホイール２６０２Ｂとを含む。ホイール２６０２Ａ、２６０２Ｂは、ホイール２６０２Ａ、２６０２Ｂのそれぞれの円周の周りに示されるように、結合されたパッド２６０４Ａ及び２６０４Ｂなどのパッドを含む。細長い導電体２６０８は、矢印２６０６によって示される方向に、ホイール２６０２Ａ、２６０２Ｂの間を通過する。いくつかの例では、細長い導電体２６０８は、上記の層３３８などの作用電極を構成する層と、上記の層３４０などの絶縁層を構成する層とを含む。
パッド２６０４Ａ及び２６０４Ｂを含むパッドは、本明細書に記載されているように、例えば、銀及び塩化銀を含むバインダー材料などの参照材料を注入することができる。細長い導電体２６０８がパッドの間を通過するとき、参照材料が細長い導電体２６０８上に堆積される。パッド２６０４Ａ、２６０４Ｂの輪郭は、細長い導電体２６０８の形状と一致し得る。例えば、ウィンドウ２６１０は、線Ａ－Ａに沿ったパッド２６０４Ａ、２６０４Ｂの断面を示している。示されているように、パッド２６０４Ａ、２６０４Ｂの間にほぼ円形の開口部がある。細長い導電体２６０８が円形の開口部を通過することで、パッドが参照材料を細長い導電体２６０８の周囲全体に堆積させる。いくつかの例では、細長い導電体２６０８は、平坦又はリボン状の断面を有することができる。これらの例では、パッド２６０４Ａ、２６０４Ｂの輪郭は、細長い導電体２６０８の形状に一致するように変更され得る。
パッドは、細長い導電体２６０８上の参照材料区分の長さ及び間隔を決定する方法で、ホイール２６０２Ａ、２６０２Ｂの円周に沿って間隔を空けることができる。例えば、パッドの幅によって、細長い導電体２６０８上の参照材料の長さを決定することができる。パッド間の距離２６１１によって、参照材料区分間の距離を決定することができる。細長い導電体２６０８は、複数の分析物センサを作製するために参照材料区分間で切断されてよく、各参照材料区分は分析物センサの参照電極に対応する。
いくつかの例は、可撓性が向上した参照電極を含む分析物センサに関する。例えば、電極がヒトの組織よりも剛性である場合、電極が組織に繰り返し損傷を与えることがある。これは痛みを伴うことがあり、組織が炎症を起こす原因となることがある。また、生体適合性の低い材料を埋め込むと、炎症及び異物反応の増加にもつながることがある。これにより、ホストの体が参照電極を壁のように覆ってしまい、本明細書に記載されているような酸化及びレドックス反応に必要なイオンの流れが阻害されてしまうことがある。いくつかの例では、分析物センサは、ソフト参照電極を含む。バインダー材料は、調整可能な剛性で作製され得る。バインダー材料は、本明細書に記載されているように、銀及び塩化銀と共に注入することができる。バインダー材料が十分な導電性を持たない例では、グラフェン、カーボンブラック、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）材料などの導電性フィラーを添加することもできる。更に、抗炎症薬、ｐＨを調整する緩衝液、及び／又はフリーラジカルスカベンジャーなどの追加の添加剤をバインダー材料に添加することができる。
様々な例において、分析物センサは、導電性ポリマーバインダー材料を含む参照電極を含む。例えば、参照電極の塩化銀が消費されると、塩化銀の粒子径が小さくなる。これにより、バインダー材料に空隙が発生し、疲労による構造的破損の可能性が高くなったり、簡単に電気的故障が発生したりすることがある。いくつかの例では、導電性エポキシ、導電性ポリウレタン、又は他の導電性ポリマーなどの導電性バインダー材料を利用することで、電気的故障を減らすことができる。
図２７は、センサ２７０４を患者の皮膚下に挿入するためのアプリケータ針２７０２内の分析物センサ２７０４の例を示す。アプリケータ針２７０２は、例えば、３０４ＳＳ針などの任意の適切な皮下注射針であり得る。図２７の例では、センサ２７０４の参照電極２７０８の近位部２７０６を処理して、塩化銀を除去する。参照電極２７０８の近位部２７０６から塩化銀を除去することで、針２７０２内にある間に参照電極２７０８が腐食するリスクを軽減することができる。
鉄（鋼など）の存在下で塩化銀がレドックス反応を起こし、Ｆｅ２Ｏ３などの酸化鉄や錆が発生することがある。その結果、参照電極２７０８の塩化銀の担持量を増やして、参照電極の容量を増やす。しかし、塩化銀は強い酸化剤であり、特に高湿度及び高温で接触すると金属を腐食する。したがって、裸の参照電極２７０８が針２７０２の内部に接触すると、それは、針からの鉄の還元剤として作用し、錆を発生させる。これは、例えば、センサ２７０４の近位部２７０６から塩化銀を除去することによって軽減することができる。例えば、近位部２７０６は、針２７０２と直接接触する可能性が最も高い場合がある。
センサ２７０４からの塩化銀の除去は、任意の適切な方法で達成することができる。いくつかの例では、参照電極２７０８の近位部２７０６は、紫外線にさらされる。これにより、以下の［１０］で示されるように、塩化銀が銀及び塩素ラジカルに分解する：
Figure 2022540911000021
参照電極２７０８のより遠位の部分は、マスク又は任意の他の種類の光バリアによってスクリーニングされ得る。ＵＶ照射は、コーティングされた単一の細長い導電体が別々のセンサに切断されるとき、スカイビング／シンギュレーションの過程で、及び／又はスカイビングの後に行われ得る。
別の例では、塩化銀は、近位部２７０６をアンモニア（ＮＨ３）に浸漬することによって、参照電極２７０８の近位部２７０６から除去することができる。例えば、アンモニアは、銀原子と結合して、塩化銀を含む参照コーティングを溶解始め得る。これにより、表面から塩化銀が除去され、針の鉄の酸化が軽減される。
参照電極の疲労と、その結果として生じる参照電極の電気的接続性の欠如に対処するための別の配置には、参照電極材料又は層の全て又は一部を純銀インクとして適用することが含まれる。純銀インクは、任意の適切な方法で絶縁層に適用することができる。銀インクを適用した後、参照電極を例えば３００℃以上で硬化することができる。これにより、インクを焼結して銀のネットワークを形成することができる。得られた銀を任意の適切な方法で塩化し、適切な濃度の塩化銀を形成することができる。
図２８は、第３の電極２８０８を有する分析物センサ２８０２を含む配置例２８００を示す図である。分析物センサ２８０２は、作用電極２８０６、参照電極２８０４、及び第３の電極２８０８を含む。第３の電極２８０８は、いくつかの例では、参照電極２８０４と同じ参照材料を含み得る。配置２８００では、作用電極２８０６及び参照電極２８０４は、ホストの皮膚２８１２の下に位置決めされている。第３の電極２８０８は、皮膚２８１２上に位置決めされている。いくつかの例では、電解質ゲル又は別の適切な導電性材料が、第３の電極２８０８と皮膚２８１２との間に位置決めされている。
センサ電子機器２８１０は、様々な電極２８０４、２８０６、２８０８から信号を受信することができる。様々な例では、センサ電子機器２８１０は、参照電極２８０４と第３の電極２８０８との間の電気的接続を生成する。（いくつかの例では、電極２８０４、２８０８は一緒に配線されている）。このようにして、両方の電極２８０８、２８０４が参照電極として機能するので、分析物センサ２８０２の参照容量を増加させることができる。
別の配置では、第３の電極２８０８が対電極として使用される。更に別の配置例では、センサ電子機器は、電極２８０８及び２８０４が電気的に接続されて両方が参照電極として機能する構成と、第３の電極２８０８が対電極として機能する３つの電極配置との間でセンサ２８０２を切り替える。例えば、参照電極２８０４の容量が閾値レベルを下回る場合に、第３の電極２８０８を追加の参照電極として接続することができる。
図２９は、コンピューティングデバイスのハードウェアアーキテクチャ２９００を示すブロック図であり、その中では、本明細書で論じられる方法のいずれか１つの例を機械に実行させるために、命令のセット又はシーケンスを実行することができる。ハードウェアアーキテクチャ２９００は、例えば、センサ電子機器１０６、周辺医療デバイス１２２、スマートデバイス１１２、タブレット１１４などを含む様々なコンピューティングデバイスを記述することができる。
アーキテクチャ２９００は、スタンドアロンのデバイスとして動作し得る、又は他の機械に接続（例えば、ネットワーク接続）され得る。ネットワーク展開では、アーキテクチャ２９００は、サーバークライアントネットワーク環境ではサーバーマシン又はクライアントマシンのいずれかの容量で動作し得、ピア・ツー・ピア（又は分散型）ネットワーク環境ではピアマシンとして機能し得る。アーキテクチャ２９００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣ、ハイブリッドタブレット、セットトップボックス（ＳＴＢ）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、ウェブアプライアンス、ネットワークルーター、ネットワークスイッチ、ネットワークブリッジ、又は、その機械が行うべき操作を指定する命令（シーケンシャル又はその他）を実行できる任意の機械に実装することができる。
アーキテクチャ２９００の例は、少なくとも１つのプロセッサ（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）、又はその両方、プロセッサコア、計算ノード）を含むプロセッサユニット２９０２を含む。アーキテクチャ２９００は、リンク２９０８（例えば、バス）を介して相互に通信するメインメモリ２９０４及び静的メモリ２９０６を更に含み得る。アーキテクチャ２９００は、ビデオディスプレイユニット２９１０、入力デバイス２９１２（例えば、キーボード）、及びＵＩナビゲーションデバイス２９１４（例えば、マウス）を更に含み得る。いくつかの例では、ビデオディスプレイユニット２９１０、入力デバイス２９１２、及びＵＩナビゲーションデバイス２９１４は、タッチスクリーンディスプレイに組み込まれる。アーキテクチャ２９００は、記憶デバイス２９１６（例えば、ドライブユニット）、信号生成デバイス２９１８（例えば、スピーカー）、ネットワークインターフェースデバイス２９２０、及び全地球測位システム（ＧＰＳ）センサ、コンパス、加速度計などの１つ以上のセンサ（図示せず）を更に含み得る。
いくつかの例では、プロセッサユニット２９０２又は別の適切なハードウェア構成要素は、ハードウェア割り込みをサポートすることができる。ハードウェア割り込みに応答して、プロセッサユニット２９０２は、例えば、本明細書に記載されているように、その処理を一時停止し、ＩＳＲを実行することができる。
記憶デバイス２９１６は、本明細書に記載された方法又は機能のいずれか１つ以上を具体化する、又はそれらに使用されるデータ構造及び命令２９２４（例えば、ソフトウェア）の１つ以上のセットが記憶されている機械可読媒体２９２２を含む。また、命令２９２４は、アーキテクチャ２９００によるその実行中に、完全に又は少なくとも部分的に、メインメモリ２９０４内、静的メモリ２９０６内、及び／又はプロセッサユニット２９０２内に常駐することができ、メインメモリ２９０４、静的メモリ２９０６、及びプロセッサユニット２９０２も機械可読媒体を構成している。
実行可能な命令及び機械記憶媒体
様々なメモリ（すなわち、２９０４、２９０６、及び／又はプロセッサユニット２９０２のメモリ）及び／又は記憶デバイス２９１６は、本明細書に記載された方法又は機能のいずれか１つ以上を具体化する、又はそれらによって使用される命令及びデータ構造（例えば、命令）２９２４の１つ以上のセットを記憶することができる。これらの命令は、プロセッサユニット２９０２によって実行されると、開示された例を実施するための様々な操作を引き起こす。
本明細書では、「機械記憶媒体」、「デバイス記憶媒体」、「コンピュータ記憶媒体」（総称して「機械記憶媒体２９２２」と呼ぶ）という用語は、同じものを意味し、本開示では互換的に使用され得る。この用語は、実行可能な命令及び／又はデータを記憶する単一又は複数の記憶デバイス及び／又は媒体（例えば、集中型又は分散型データベース、及び／又は関連するキャッシュとサーバー）、並びに複数の記憶装置又はデバイスを含むクラウドベースの記憶システム又は記憶ネットワークを指す。したがって、この用語には、限定されないが、固体メモリ、光学媒体、及び磁気媒体（プロセッサに対して内部又は外部にあるメモリを含む）が含まれるものとする。機械記憶媒体、コンピュータ記憶媒体、及び／又はデバイス記憶媒体２９２２の具体例には、不揮発性メモリが含まれ、例として、半導体メモリデバイス、例えば、消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＰＧＡ、及びフラッシュメモリデバイス；内蔵ハードディスク及びリムーバブルディスクなどの磁気ディスク；光磁気ディスク；並びにＣＤ－ＲＯＭ及びＤＶＤ－ＲＯＭディスクが挙げられる。機械記憶媒体、コンピュータ記憶媒体、及びデバイス記憶媒体２９２２という用語は、搬送波、変調データ信号、及びその他のそのような媒体を特に除外しており、そのうちの少なくともいくつかは後述の「信号媒体」という用語でカバーされている。
信号媒体
「信号媒体」又は「伝送媒体」という用語には、変調データ信号、搬送波などのあらゆる形態が含まれるものとする。「変調データ信号」という用語は、信号の中に情報を符号化するような方法で、その特性の１つ以上を設定又は変更した信号を意味する。
コンピュータ可読媒体
「機械可読媒体」、「コンピュータ可読媒体」、「デバイス可読媒体」という用語は、同じものを意味し、本開示では互換的に使用することができる。この用語は、機械の記憶媒体と信号媒体の両方を含むように定義されている。したがって、この用語には、記憶デバイス／媒体と搬送波／変調データ信号の両方が含まれる。
命令２９２４は、多数の周知の転送プロトコル（例えば、ＨＴＴＰ）のうちのいずれか１つを用いて、ネットワークインターフェースデバイス２９２０を介して伝送媒体を使用して、通信ネットワーク２９２６上で更に送信又は受信することができる。通信ネットワークの例としては、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネット、携帯電話ネットワーク、プレーンオールドテレフォンサービス（ＰＯＴＳ）ネットワーク、及び無線データネットワーク（Ｗｉ－Ｆｉ、３Ｇ、４Ｇ ＬＴＥ／ＬＴＥ－Ａ、５Ｇ又はＷｉＭＡＸネットワークなど）が挙げられる。「伝送媒体」という用語は、機械が実行するための命令を記憶、符号化、又は搬送することができる無形媒体を含むものとし、またかかるソフトウェアの通信を容易にするためのデジタル又はアナログの通信信号、又は他の無形媒体を含むものとする。
本明細書全体を通して、複数の事例が、単一の事例として記述された構成要素、操作、又は構造を実施することがある。１つ以上の方法の個々の操作は、別々の操作として図示及び記載されているが、個々の操作の１つ以上を同時に実行することができ、操作を図示された順序で実行することを要求するものではない。例示された構成では、別々の構成要素として提示された構造及び機能は、組み合わされた構造又は構成要素として実装される場合がある。同様に、単一の構成要素として提示された構造及び機能は、別々の構成要素として実施されることがある。これら及びその他の変形、変更、追加、及び改善は、本明細書の主題の範囲内である。
本開示では、様々な構成要素が特定の方法で構成されるものとして記載されている。構成要素は、任意の適切な方法で構成することができる。例えば、コンピューティングデバイスである、又はコンピューティングデバイスを含む構成要素は、コンピューティングデバイスをプログラムする適切なソフトウェア命令と共に構成され得る。構成要素は、そのハードウェアの配置によって、又は任意の別の適切な方法においても構成され得る。
上記の記述は、例示を目的としたものであり、限定的なものではない。例えば、上述した例（又はその１つ以上の態様）は、他のものと組み合わせて使用することができる。他の例は、上記の記述を検討した上で、当業者であれば使用することができる。要約は、例えば、米国において米国特許法施行規則第１．７２条（ｂ）に準拠するために、読者が技術開示の性質を迅速に確認できるようにするためのものである。これは、請求項の範囲若しくは趣旨を解釈又は限定するために使用されるものではないことを理解した上で提出されている。
また、上記の「発明を実施するための形態」では、様々な特徴を一緒にグループ化して、本開示を合理化することができる。しかし、例が当該特徴のサブセットを特徴とすることができるため、請求項は、本明細書に開示された全ての特徴を示すことはできない。更に、例は、特定の例で開示されているものよりも少ない特徴を含み得る。したがって、以下の請求項は、各請求項が別個の例として独立している状態で、「発明を実施するための形態」に組み込まれる。本明細書に開示された例の範囲は、添付の請求項を、そのような請求項が権利を有する均等物の全範囲と併せて参照して決定されるべきものである。
上記の説明の任意の部分におけるこれらの非限定的な例のそれぞれは、それ自体で独立していてもよいし、他の例の１つ以上と様々な順列又は組み合わせで組み合わせてもよい。
上記の発明を実施するための形態には、発明を実施するための形態の一部を構成する添付の図面への参照が含まれている。図面は、例示として、主題を実施することができる具体的な実施形態を示している。これらの実施形態は、本明細書では「例」とも呼ばれる。このような例は、示される又は記載される要素加えた要素を含み得る。しかし、本発明者らは、示される又は記載される要素のみが提供される例も企図している。更に、本発明者らは、特定の例（又はその１つ以上の態様）に関して、又は本明細書に示される又は記載される他の例（又はその１つ以上の態様）に関して、示される又は記載されるそれらの要素（又はその１つ以上の態様）の任意の組み合わせ又は順列を使用する例も企図している。
本文書と参照することにより組み込まれるいずれかの文書との間で使用法が一致しない場合、本文書の使用法が優先される。
本文書では、「１つの（ａ）」又は「１つの（ａｎ）」という用語は、特許文書で一般的であるように、「少なくとも１つ」又は「１つ以上」の他の事例又は使用法とは無関係に、１つ又は２つ以上を含むように使用される。本文書では、「又は」という用語は、特に明記されていない限り、「Ａ又はＢ」には「ＡであるがＢではない」、「ＢであるがＡではない」、「Ａ及びＢ」が含まれるように、非排他的なものを指すために使用されている。本文書では、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「ここで／式中（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」という用語は、それぞれの用語の平易な英語の同等語である「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」及び「ここで／式中（ｗｈｅｒｅｉｎ）」として使用される。また、以下の請求項において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語はオープンエンドであり、すなわち、ある請求項において、かかる用語の後に記載されたものに加えて要素を含むシステム、デバイス、物品、組成物、配合物、又はプロセスは、依然としてその請求項の範囲に含まれるものと見なされる。更に、以下の請求項において、「第１」、「第２」、「第３」などの用語は、単に標識として使用されており、その対象に数値的な要件を課すことを意図するものではない。
「平行」、「垂直」、「円形」、「正方形」などの幾何学的用語は、文脈で別段の指示がない限り、絶対的な数学的精度を要求することを意図したものではない。その代わり、このような幾何学的用語は、製造又は同等の機能による変動を許容する。例えば、ある要素が「円形」又は「概ね円形」と記述されている場合、正確には丸形ではない構成要素（例えば、わずかに楕円形であったり、多辺形の多角形であったりするもの）であっても、この記述に包含される。
本明細書では、その中に含まれる１つ以上の水素原子が１つ以上の非水素原子で置換された分子に関連して使用される用語「置換された」を使用している。置換され得る置換基又は官能基の例としては、ハロゲン（例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、及びＩ）；ヒドロキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、オキソ（カルボニル）基、カルボン酸を含むカルボキシル基、カルボキシレート、及びカルボキシレートエステルなどの基の酸素原子；チオール基、アルキル及びアリールスルフィド基、スルホキシド基、スルホン基、スルホニル基、及びスルホンアミド基などの基の硫黄原子；アミン、ヒドロキシアミン、ニトリル、ニトロ基、Ｎ－オキシド、ヒドラジド、アジド、及びエナミンなどの基の窒素原子；並びに他の様々な基の他のヘテロ原子が挙げられるが、これらに限定されない。置換された炭素（又は他の）原子に結合することができる置換基の非限定的な例としては、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＯＲ、ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、ＣＮ、ＮＯ、ＮＯ２、ＯＮＯ２、アジド、ＣＦ３、ＯＣＦ３、Ｒ、Ｏ（オキソ）、Ｓ（チオノ）、Ｃ（Ｏ）、Ｓ（Ｏ）、メチレンジオキシ、エチレンジオキシ、Ｎ（Ｒ）２、ＳＲ、ＳＯＲ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、ＳＯ３Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｃ（Ｓ）Ｒ、Ｃ（Ｏ）ＯＲ、ＯＣ（Ｏ）Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、ＯＣ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、Ｃ（Ｓ）Ｎ（Ｒ）２、（ＣＨ２）０～２Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、（ＣＨ２）０～２Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）２、Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）ＯＲ、Ｎ（Ｒ）Ｎ（Ｒ）ＣＯＮ（Ｒ）２、Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｒ、Ｎ（Ｒ）ＳＯ２Ｎ（Ｒ）２、Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）ＯＲ、Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｓ）Ｒ、Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）２、Ｎ（Ｒ）Ｃ（Ｓ）Ｎ（Ｒ）２、Ｎ（ＣＯＲ）ＣＯＲ、Ｎ（ＯＲ）Ｒ、Ｃ（＝ＮＨ）Ｎ（Ｒ）２、Ｃ（Ｏ）Ｎ（ＯＲ）Ｒ、及びＣ（＝ＮＯＲ）Ｒが挙げられ、式中、Ｒは水素若しくは炭素系部分であり得；例えば、Ｒは、水素、（Ｃ１～Ｃ１００）ヒドロカルビル、アルキル、アシル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、若しくはヘテロアリールアルキルであり得；又は、式中、窒素原子若しくは隣接する窒素原子に結合した２つのＲ基は、その窒素原子と一緒になってヘテロシクリルを形成し得る。
本明細書で使用される「アルキル」という用語は、１～４０個の炭素原子、１～約２０個の炭素原子、１～１２個の炭素原子、又は、いくつかの実施形態では、１～８個の炭素原子を有する直鎖及び分岐アルキル基並びにシクロアルキル基を指す。直鎖アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基などの１～８個の炭素原子を有するものが挙げられる。分岐アルキル基の例としては、イソプロピル基、ｉｓｏ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔ－ブチル基、ネオペンチル基、イソペンチル基、２，２－ジメチルプロピル基などが挙げられるが、これらに限定されない。本明細書で使用される場合、「アルキル」という用語は、ｎ－アルキル基、イソアルキル基、及びアンテイソアルキル基、並びに他の分岐鎖形態のアルキルを包含する。代表的な置換アルキル基は、本明細書に記載されている任意の基、例えば、アミノ基、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシ基、ニトロ基、チオ基、アルコキシ基、及びハロゲン基で１回以上置換され得る。
本明細書で使用される「アルケニル」という用語は、２つの炭素原子の間に少なくとも１つの二重結合が存在することを除いて、本明細書で定義される直鎖及び分岐鎖並びに環状のアルキル基を指す。したがって、アルケニル基は、２～４０個の炭素原子、若しくは２～約２０個の炭素原子、若しくは２～１２個の炭素原子、又は、いくつかの実施形態では、２～８個の炭素原子を有する。例としては、中でも、ビニル、－ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ３）、－ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ３）２、－Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨ２、－Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨ（ＣＨ３）、－Ｃ（ＣＨ２ＣＨ３）＝ＣＨ２、シクロヘキセニル、シクロペンテニル、シクロヘキサジエニル、ブタジエニル、ペンタジエニル、及びヘキサジエニルが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される「アシル」という用語は、カルボニル炭素原子を介して結合しているカルボニル部分を含む基を指す。カルボニル炭素原子は、水素と結合して「ホルミル」基を形成する、又はアルキル、アリール、アラルキルシクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロアリール、ヘテロアリールアルキル基などの一部であり得る別の炭素原子と結合している。アシル基は、カルボニル基に結合した０～約１２個、０～約２０個、又は０～約４０個の追加の炭素原子を含み得る。アシル基は、本明細書の意味の範囲内で、二重結合又は三重結合を含み得る。アクリロイル基は、アシル基の例である。また、アシル基は、本明細書の意味の範囲内でヘテロ原子も含み得る。ニコチノイル基（ピリジル－３－カルボニル）は、本明細書の意味におけるアシル基の例である。他の例としては、アセチル基、ベンゾイル基、フェニルアセチル基、ピリジルアセチル基、シンナモイル基、アクリロイル基などが挙げられる。カルボニル炭素原子に結合している炭素原子を含む基がハロゲンを含む場合、その基は「ハロアシル」基と呼ばれる。例は、トリフルオロアセチル基である。
本明細書で使用される「シクロアルキル」という用語は、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、及びシクロオクチル基などであるがこれらに限定されない環状アルキル基を指す。いくつかの実施形態では、シクロアルキル基は、３～約８～１２個の環員を有することができ、一方、他の実施形態では、環の炭素原子の数は、３～４、５、６、又は７の範囲である。シクロアルキル基には、ノルボルニル基、アダマンチル基、ボルニル基、カンフェニル基、イソカンフェニル基、及びカレニル基などであるがこれらに限定されない多環式シクロアルキル基、並びにデカリニル基などであるがこれらに限定されない縮合環が更に含まれる。シクロアルキル基には、本明細書で定義した直鎖又は分岐鎖のアルキル基で置換された環も含まれる。代表的な置換シクロアルキル基は、モノ置換又は２回以上置換されていてよく、例えば、２，２－、２，３－、２，４－、２，５－又は２，６－二置換シクロヘキシル基や、モノ、ジ、若しくはトリ置換のノルボルニル基又はシクロヘプチル基であるが、これらに限定されず、例えば、アミノ基、ヒドロキシ基、シアノ基、カルボキシ基、ニトロ基、チオ基、アルコキシ基、及びハロゲン基で置換され得る。「シクロアルケニル」という用語は、単独又は組み合わせて、環状のアルケニル基を示す。
本明細書で使用される「アリール」という用語は、環内にヘテロ原子を含まない環状の芳香族炭化水素基を指す。このようにアリール基には、フェニル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニル基、インダセニル基、フルオレニル基、フェナントレニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、ナフタセニル基、クリセニル基、ビフェニレニル基、アントラセニル基、及びナフチル基が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、アリール基は、基の環部分に約６～約１４個の炭素を含む。アリール基は、本明細書で定義されているように、非置換又は置換であり得る。代表的な置換アリール基は、モノ置換又は２回以上置換されていてよく、例えば、フェニル環の２、３、４、５、若しくは６位のいずれか１つ以上で置換されたフェニル基、又はその２～８位のいずれか１つ以上で置換されたナフチル基などであるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される「アラルキル」という用語は、アルキル基の水素又は炭素の結合が本明細書で定義されたアリール基への結合で置き換えられている本明細書で定義されたアルキル基を指す。代表的なアラルキル基としては、ベンジル基、フェニルエチル基、及び４－エチル－インダニルなどの縮合（シクロアルキルアリール）アルキル基が挙げられる。アラルケニル基（ａｒａｌｋｅｎｙｌ ｇｒｏｕｐ）は、アルキル基の水素又は炭素の結合が、本明細書で定義されたアリール基への結合に置き換えられている本明細書で定義されたアルケニル基である。
本明細書で使用される「アルコキシ」という用語は、本明細書で定義されているように、シクロアルキル基を含むアルキル基に結合した酸素原子を指す。直鎖アルコキシ基の例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシなどが挙げられるが、これらに限定されない。分岐アルコキシの例としては、イソプロポキシ、ｓｅｃ－ブトキシ、ｔｅｒｔ－ブトキシ、イソペンチルオキシ、イソヘキシルオキシなどが挙げられるが、これらに限定されない。環状アルコキシの例としては、シクロプロピルオキシ、シクロブチルオキシ、シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシなどが挙げられるが、これらに限定されない。アルコキシ基は、酸素原子に結合した約１～約１２個、約１～約２０個、又は約１～約４０個の炭素原子を含み得、更に二重結合又は三重結合を含み得、ヘテロ原子も含み得る。例えば、アリルオキシ基又はメトキシエトキシ基も、本明細書の意味でのアルコキシ基であり、構造の隣接する２つの原子を置換している状況でのメチレンジオキシ基も同様である。
本明細書に記載のポリマーは、任意の適切な方法で終端することができる。いくつかの実施形態では、ポリマーは、適切な重合開始剤、－Ｈ、－ＯＨ、－Ｏ－、置換若しくは非置換－ＮＨ－、及び－Ｓ－から独立して選択される０、１、２、又は３個の基が介在する置換又は非置換（Ｃ１～Ｃ２０）ヒドロカルビル（例えば、（Ｃ１～Ｃ１０）アルキル又は（Ｃ６～Ｃ２０）アリール）、ポリ（置換若しくは非置換（Ｃ１～Ｃ２０）ヒドロカルビルオキシ）、並びにポリ（置換若しくは非置換（Ｃ１～Ｃ２０）ヒドロカルビルアミノ）から独立して選択される末端基で終端することができる。
本明細書で使用される「重量平均分子量」という用語は、ΣＭｉ ２ｎｉ／ΣＭｉｎｉ［式中、ｎｉは、分子量Ｍｉの分子の数である］に等しいＭｗを指す。様々な例において、重量平均分子量は、光散乱、小角中性子散乱、Ｘ線散乱、ゲル浸透クロマトグラフィー、及び沈降速度を用いて求めることができる。
本明細書に記載されている方法の例は、少なくとも部分的には機械又はコンピュータで実施することができる。いくつかの例では、上記の例で記載した方法を実行するように電子デバイスを構成するように動作可能な命令でコード化されたコンピュータ可読媒体又は機械可読媒体を含み得る。このような方法の実装には、マイクロコード、アセンブリ言語コード、高級言語コードなどのコードを含めることができる。そのようなコードは、様々な方法を実行するためのコンピュータ可読な命令を含み得る。このコードは、コンピュータプログラム製品の一部を形成し得る。更に、例では、コードは、実行中又は他の時間などに、１つ以上の揮発性、非一時的、又は不揮発性の有形コンピュータ可読媒体に有形的に記憶することができる。これらの有形コンピュータ可読媒体の例としては、ハードディスク、リムーバブル磁気ディスク、リムーバブル光ディスク（例えば、コンパクトディスク及びデジタルビデオディスク）、磁気カセット、メモリカード又はスティック、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）などを挙げることができるが、これらに限定されない。
上記の記述は、例示を目的としたものであり、制限的なものではない。例えば、上述した例（又はその１つ以上の態様）は、互いに組み合わせて使用することができる。上記の記述を検討する際の当業者によるものなど、他の実施形態を使用することができる。「要約」は、読者が技術的開示の性質を迅速に把握できるように提供されている。これは、請求項の範囲若しくは趣旨を解釈又は限定するために使用されるものではないことを理解した上で提出されている。また、上記の「発明を実施するための形態」では、様々な特徴を一緒にグループ化して、本開示を合理化することができる。これは、請求されていない開示された特徴がいずれの請求項にも不可欠であることを意図するものとして解釈されるべきではない。むしろ、本発明の主題は、特定の開示された実施形態の全ての特徴よりも少ない特徴にあり得る。したがって、以下の請求項は、例又は実施形態として「発明を実施するための形態」に組み込まれており、各請求項は別個の実施形態として独立しており、そのような実施形態は、様々な組み合わせ又は順列で互いに組み合わせることができることが企図される。主題の範囲は、請求項を、そのような請求項が権利を有する均等物の全範囲と併せて参照して決定されるべきである。
１００ 環境
１０１ ホスト
１０２ 分析物センサシステム
１０４ 分析物センサ
１０６ センサ電子機器
１０８ 医療デバイス
１１０ 無線通信信号
１１２ ハンドヘルドスマートデバイス
１１４ タブレット
１１６ スマートペン
１１８ コンピュータ
１２０ ウェアラブルデバイス
１２２ 周辺医療デバイス
１２４ ネットワーク
１２６ サーバーシステム
１２８ リモート端末
１３０、１３６ ウェアラブルセンサ
１３２ コンピューティングデバイス
１３８ 無線アクセスポイント（ＷＡＰ）
２００ 医療デバイスシステム
２０２ 測定回路
２０４ プロセッサ
２０６ 命令
２０８ メモリ
２１０ データ記憶メモリ
２１２ センサ
２１４ 電池
２１６ 再充電システム
２１８ 無線通信回路
２５０ 周辺デバイス
２５２ ＵＩ
２５４ メモリ回路
２５６ プロセッサ
２５８ 無線通信回路
２６０ センサ
２７０ 医療デバイス
２７２ ＵＩ
２７４ メモリ回路
２７６ プロセッサ
２７８ 無線通信回路
２８０ センサ
２８２ 治療回路
２９０ センサ取り付けユニット
２９２ 電池
２９４ ゲート回路
３０８ 粘着パッド
３１４ 取り付けユニット
３１８ 電子機器ユニット
３３２ 膜システム
３３４ 分析物センサ
３３８ 第１の層
３３９ ウィンドウ
３４０ 第２の層
３４１ 導電体
３４２ 酵素ドメイン
３４３ 第３の層
３４４ 拡散抵抗ドメイン
３４６ 生体保護ドメイン
３４７ 電極層
６００ 回路
６０４ 作用電極（ＷＥ）
６０６ 参照電極（ＲＥ）
６０８ 二重層キャパシタンス（Ｃｄ１）
６１０ 分極抵抗（Ｒｐｏｌ）
６１１ 内部電子機器
６１２ 膜
７００ 分析物センサシステム
７０２ グルコースセンサ
７０４ 作用電極
７０６ 参照電極
７０８ 電圧源
２３００ 分析物センサ
２３０２ 絶縁層
２３０４ 導電体
２３０６ 参照電極
２３０８ 可撓性層
２４００Ａ Ｘ線画像
２４００Ｂ Ｘ線画像
２４０２Ａ 分析物センサ
２４０２Ｂ 分析物センサ
２４０４Ａ 導電体
２４０４Ｂ 導電体
２４０６Ａ 絶縁層
２４０６Ｂ 絶縁層
２４０８Ａ 参照層
２４０８Ａ 参照層
２５００Ａ Ｘ線画像
２５００Ｂ Ｘ線画像
２５０２Ａ 分析物センサ
２５０２Ｂ 分析物センサ
２５０４Ａ 導電体
２５０４Ｂ 導電体
２５０６Ａ 絶縁層
２５０６Ｂ 絶縁層
２５０８Ａ 参照層
２５０８Ａ 参照層
２６００ パッド印刷装置
２６０２Ａ 第１のホイール
２６０２Ｂ 第２のホイール
２６０４Ａ パッド
２６０４Ｂ パッド
２６０８ 導電体
２７０２ アプリケータ鍼
２７０４ センサ
２７０６ 近位部
２７０８ 参照電極
２８０２ 分析物センサ
２８０４ 参照電極
２８０６ 作用電極
２８０８ 第３の電極
２８１０ センサ電子機器
２８１２ 皮膚

Claims (20)

  1. グルコースセンサであって、
    酸化反応をサポートするための作用電極と、
    レドックス反応をサポートするための参照電極であって、
    銀及び
    塩化銀を含む、参照電極と、
    前記参照電極での炭酸カルシウムの形成を低減するために前記参照電極に位置決めされている抗石灰化剤と、を含む、グルコースセンサ。
  2. 前記参照電極が、前記銀と共に少なくとも部分的に前記参照電極における酸素レドックスを触媒するメディエーター材料を更に含む、請求項１に記載のグルコースセンサ。
  3. 前記抗石灰化剤が、ポリアクリレート及びカルボキシレート含有ポリマーからなる群から選択される、請求項１に記載のグルコースセンサ。
  4. 前記参照電極上に少なくとも部分的に位置決めされた抗石灰化層を含む膜システムを更に備え、前記抗石灰化層は、前記抗石灰化剤の少なくとも一部を含む、請求項１に記載のグルコースセンサ。
  5. 前記膜システムが、前記作用電極上に少なくとも部分的に位置決めされた干渉ドメインを更に含み、前記干渉ドメインは、第１の干渉剤及び前記抗石灰化剤の少なくとも一部を含む、請求項４に記載のグルコースセンサ。
  6. 前記参照電極が、バインダー材料を含み、銀、塩化銀、及び前記抗石灰化剤が、前記バインダー材料内に位置決めされている、請求項１に記載のグルコースセンサ。
  7. 前記抗石灰化剤が、ポリアクリレートを含む、請求項１に記載のグルコースセンサ。
  8. 前記抗石灰化剤が、カルボキシレート含有ポリマーを含む、請求項１に記載のグルコースセンサ。
  9. 前記カルボキシレート含有ポリマーが、ポリ（マレエート）、ポリスルホネート、ポリホスホネートからなる群から選択される、請求項８に記載のグルコースセンサ。
  10. 膜システムを更に備え、前記膜システムは、
    前記参照電極上に少なくとも部分的に位置決めされた抵抗ドメインと、
    前記参照電極上に少なくとも部分的に位置決めされた親水性ドメインと、を含む、請求項１に記載のグルコースセンサ。
  11. 前記銀が、
    約１μｍ～約１０μｍの平均幅を有するマイクロスケールの銀粒子と、
    前記銀の約０．１体積％～約１０体積％を構成する、１００ナノメートル未満の平均サイズを有するナノスケールの銀粒子と、を含む、請求項１に記載のグルコースセンサ。
  12. 作用電極と、前記作用電極から近位に位置決めされた銀／塩化銀参照電極とを含むグルコースセンサを処理するための方法であって、
    前記グルコースセンサの遠位端を、前記遠位端から第１の深さまで第１の溶液に浸漬することであって、前記第１の溶液は第１の薬剤を含み、前記第１の深さにおいて、前記第１の溶液は前記作用電極を覆う、第１の溶液に浸漬することと、
    前記グルコースセンサの前記遠位端を、前記遠位端から第２の深さまで第２の溶液に浸漬することであって、前記第２の溶液は、抗石灰化剤を含み、前記第２の深さは、前記作用電極及び前記参照電極の少なくとも一部を覆い、前記第１の薬剤及び前記抗石灰化剤は、前記作用電極上に干渉ドメインを形成する、第２の溶液に浸漬することと、を含む、方法。
  13. 前記グルコースセンサの前記遠位端を前記第２の溶液に浸漬することが、前記グルコースセンサの前記遠位端を前記第１の溶液に浸漬した後であり、前記グルコースセンサの前記遠位端を前記第２の溶液に浸漬した後、前記グルコースセンサの前記遠位端を前記第１の溶液に前記第１の深さまで再浸漬することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記グルコースセンサの前記遠位端を前記第１の溶液に浸漬することが、前記グルコースセンサの前記遠位端を前記第２の溶液に浸漬した後であり、前記グルコースセンサの前記遠位端を前記第１の溶液に浸漬した後に、前記グルコースセンサの前記遠位端を前記第２の溶液に前記第２の深さまで再浸漬することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
  15. 前記グルコースセンサの前記遠位端を、グルコースオキシダーゼを含む第３の溶液に浸漬することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
  16. 前記抗石灰化剤が、ポリアクリレートを含む、請求項１２に記載の方法。
  17. 前記抗石灰化剤が、カルボキシレート含有ポリマーを含む、請求項１２に記載の方法。
  18. 前記カルボキシレート含有ポリマーが、ポリ（マレエート）、ポリスルホネート、ポリホスホネートからなる群から選択される、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記作用電極と前記参照電極との間に第１の電流を印加することと、
    前記第１の電流を印加した後、前記グルコースセンサでセンサ電流を発生させることであって、前記センサ電流の大きさは前記グルコースセンサでのグルコース濃度を示し、前記第１の電流は前記センサ電流よりも大きい、発生させることと、を更に含む、請求項１２に記載の方法。
  20. 少なくとも前記参照電極を塩素系漂白剤の溶液に浸漬することと、
    前記浸漬後、前記グルコースセンサでセンサ電流を発生させることであって、前記センサ電流の大きさは前記グルコースセンサでのグルコース濃度を示す、発生させることと、を更に含む、請求項１２に記載の方法。
JP2022502517A 2019-07-16 2020-07-15 分析物センサの電極配置 Pending JP2022540911A (ja)

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