TWI516288B - 用於免疫感測器之黏著組成物 - Google Patents

Description

用於免疫感測器之黏著組成物

本發明係關於用於諸如免疫感測器的血液接觸裝置之黏著組成物，以及用於測量與一試樣相關之成分(例如，血液試樣中的抗原)之濃度的方法。

諸如血液或血液衍生產物之生理流體中的分析物偵檢，對當今的社會而言具有不斷增加的重要性。發現分析物偵檢檢定可用於包括臨床檢驗測試、家庭測試等各種應用中，其中這類測試的結果在診斷與管理各種疾病症狀中扮演重要角色。受關注的分析物包括用於糖尿病管理的葡萄糖、膽固醇之類。回應於此分析物偵檢其日漸增長的重要性，已經發展各種用於臨床與家庭使用兩者的分析物偵檢規程和裝置。

用於偵檢與分析血液試樣之一類型的裝置為免疫感測器。免疫感測器通常包括複數個電極和腔室，其配置為接收並分析一試樣。免疫感測器的不同腔室適用於不同目的。舉例來說，免疫感測器的填充腔室可配置為接收試樣，反應腔室可配置為使試樣與配置在免疫感測器中的抗體發生反應，且偵檢腔室可配置為在試樣與抗體進行反應後，偵檢蛋白質或抗原在試樣內的存在或濃度。免疫感測器的各種部件可使用諸如受質、塑膠、層板和黏著劑的組合來製造。

習用的黏著劑係用於將諸如受質和塑膠之材料黏合在一起。舉例來說，可藉由將黏著劑塗布在受質上、疊層黏著劑並接著將疊層的黏著劑-受質組合與塑膠層黏合來完成。習用的黏著劑通常為疏水性，以便其可在濕環境中維持黏合。不過，此不利於液體流動，因為液體流動可能受阻於黏著劑的疏水性質。因此，血液試樣通常在免疫感測器的各個腔室間難以移動。特別是，對試樣而言，會有在免疫感測器內產生凝塊的傾向，從而阻斷試樣，使其無法移動通過免疫感測器。此此一來，可能在試樣分析中導致不需要的複雜情況、誤差和延遲。

因此，希望能夠改善血液通過免疫感測器的流動，且改善以免疫感測器測量的準確度和速度。

一般來說，提供用於測量一試樣內的一特定材料之存在或濃度的裝置與方法。亦提供用於在這類裝置和方法之黏著組成物。在用於免疫感測器之黏著組成物的一實施例中，該組成物包括一黏著劑、水、一帕洛沙姆(poloxamer)和一抗凝血劑。在包入該帕洛沙姆和該抗凝血劑之前，該黏著劑和該水可結合而以形成一混合物。該黏著劑可具有與之相關的許多不同性質，包括感壓、熱活化與水溶性。在一實施例中，該黏著劑為磺酸基聚酯。該抗凝血劑可選自一包括肝素、檸檬酸鹽、伸乙二胺四乙酸和草酸鹽的群組。該帕洛沙姆可包括衍生自環氧乙烷和環氧丙烷的單元。在一實施例中，該環氧乙烷和環氧丙烷作用如嵌段共聚物中的單體。該帕洛沙姆相對於該黏著劑的濃度可位於接近約0.05至約0.5百分比的範圍內。在該抗凝血劑為肝素之一實施例中，該肝素相對於該黏著劑的濃度可位於接近每毫升約0.1至約10毫克的範圍內。

一免疫感測器之一例示性實施例可包括一下部電極、一上部電極和一配置在其間的隔板。該免疫感測器亦可包括複數個腔室，其包括一反應腔室、一偵檢腔室和一填充腔室。該反應腔室和偵檢腔室可各自形成在該隔板中，而該填充腔室可至少部分地形成在該隔板與該下部和上部電極的其中一個之中。該填充腔室可與該偵檢腔室隔開一距離，並與至少一部分的該反應腔室重疊。進一步地，一通氣孔可至少部分地形成在每一該隔板、該下部電極和該上部電極中。該通氣孔可與該反應腔室隔開一距離，並與至少一部分的該偵檢腔室重疊。一親水性黏著帶可耦合至該下部和上部電極的其中之一，並配置在該通氣孔上方，而一密封部件可耦合至該下部和上部電極的另一個，且亦配置在該通氣孔上方。該親水性黏著帶和該密封部件可由一或多種包括完全相同的材料的一或多個相同材料製成，或替代地可由一或多種不同材料製成。該親水性黏著帶可形成該填充腔室之一壁，且進一步地，其可具有一併入其中的抗凝血劑。

該下部電極可具有一液態形式的第一試劑及具有配置在其上之液態形式的一第二試劑。該第一液態試劑可包括一抗體，其在一緩衝液中與一酵素軛合，而該第二液態試劑可包括鐵氰化物、一用於該酵素的受質與一稀釋酸性溶液中的一電化媒介。該第一和第二液態試劑可鑲條在該下部電極上並進行乾燥。該上部電極可具有與在其上鑲條並乾燥之一抗原軛合的磁性珠。該免疫感測器可如此建構，以致該反應腔室具有該下部電極的該第一試劑以及與配置在其中之該上部電極之該抗原軛合的該磁性珠，且該偵檢腔室具有配置在其中之該下部電極的該第二試劑。

該免疫感測器之該下部電極之該第一液態試劑的該酵素可為葡萄糖脫氫酶-PQQ，且其中有該酵素的該緩衝液可包括檸康酸鹽、蔗糖、帕洛沙姆和鈣離子。該免疫感測器之該下部電極的該第二液態試劑可包括鐵氰化物、葡萄糖和一稀釋檸康酸溶液中的吩嗪硫酸乙酯。在一實施例中，該黏著帶的該抗凝血劑可為肝素。相對於該親水性黏著劑的濃度，該肝素的濃度可位於接近每毫升約0.1至約10毫克的範圍內。該免疫感測器可進一步包括配置在該反應腔室下方的一量計。在一例示性實施例中，該量計可含有一磁鐵。該計可配置為在該下部和上部電極間施加一電位與測量一結果電流。在一實施例中，一加熱元件可與該量計聯合。在另一實施例中，該量計可包括一刺穿部件，其被配置成用以刺穿在該通氣孔上方的該親水性帶和該密封部件的其中至少之一。

用於測量血液試樣的一方法可包括：提供一反應腔室和一偵檢腔室，其形成在兩電極間所配置的一隔板中。進一步地，亦可提供一填充腔室，它至少部分形成在該隔板及其中一電極內。該填充腔室與該偵檢腔室可隔開一距離，並可與至少一部分的該反應腔室重疊。更進一步地，可提供通氣孔及二電極，該通氣孔係至少部分形成在該隔板中。該通氣孔與該反應腔室可隔開一距離，並可與至少一部分的該偵檢腔室重疊。該方法可進一步包括在該反應腔室中提供一第一緩衝液內的一抗體-酵素軛合物與一第二緩衝液內聯結至一抗原的磁性珠，並在該偵檢腔室中提供鐵氰化物、葡萄糖和一稀釋酸中的一媒介。一第一密封件可經由一親水性黏著帶而設置在該通氣孔的一第一側上方。該帶亦可形成該填充腔室之一壁。一第二密封件可經由一密封部件而設置在該通氣孔的一第二側上方。

該方法可進一步包括提供一血液試樣給該填充腔室，致使至少一部分的該血液試樣從該填充腔室移動至該反應腔室。舉例來說，該通氣孔可在一預定時間之後藉由刺穿該親水性黏著帶和該密封部件的至少其中之一而打開。在一預定時間後打開該通氣孔可允許部分含有未受該磁性珠束縛之該抗體-酵素軛合物的該血液試樣移動至該偵檢腔室。可催化在該偵檢腔室中的葡萄糖氧化作用，藉此可導致亞鐵氰化物的形成。該方法亦可包括在該兩電極間施加一電位，以電化學方式偵檢來自該亞鐵氰化物之一電流，及以偵檢到的訊號為基礎，計算該血液試樣中之該抗原的濃度。

在該方法的一些實施例中，可加熱該兩電極。在一實施例中，該親水性黏著帶的該親水性黏著劑可包括肝素。相對於該親水性黏著劑的濃度，肝素濃度可接近每毫升1毫克。在另一實施例中，該親水性黏著劑可包括一帕洛沙姆。

以下，將敘述一些例示性實施例，以變便對說明書內所揭示的之裝置與方法之結構、功能、製造和使用之原理產生全面性的理解。這些實施例的一或多個實例係繪示於伴隨的圖式中。熟悉此項技術者將了解此處特別敘述並繪示於伴隨圖式中的裝置與方法為非限制性的例示性實施例，且本發明的範圍僅藉由申請專利範圍來定義。關於一例示性實施例所繪示或敘述的特徵結構可與其他實施例的特徵結構相結合。這類的改良和變異係打算包含在本發明的範圍內。

主題的組成物、裝置和方法適於用於各種試樣中的各種分析物測定，尤適於用於全血、血漿、血清、間質流體或其衍生物中的分析物測定。本發明的組成物可以各種劑量和濃度包括多種成分。熟悉此項技術者將了解此處所討論的成分、劑量和濃度僅為用於本發明之實施例的實例，且各種用於形成一或多個組成物的其他組合仍可以根據本發明揭露內容的精神來達成。

同樣地，組成物可跟各種不同裝置一起使用。因此，在討論組成物通常與免疫感測器併用的程度上，以非限制的例子來說，組成物亦可用於諸如電化電池、電化感測器、血紅素感測器、抗氧化劑感測器和生物感測器的多種裝置中。可與黏著組成物併用之一些類型之裝置的非限制實例更詳細地在Hodges等人於1997年5月7日提出申請之發明名稱為「電化方法」的美國專利第5,942,102號；Hodges等人於1999年5月18日提出申請之發明名稱為「電化電池」的美國專利第6,174,420號；Chambers等人於1999年9月20日提出申請之發明名稱為「感測器連接裝置」的美國專利第6,379,513號；Hodges等人於2000年9月11日提出申請之發明名稱為「加熱式電化電池」的美國專利第6,475,360號；Hodges等人於2000年7月14日提出申請之發明名稱為「血紅素感測器」的美國專利第6,632,349號；Hodges等人於2000年7月14日提出申請之發明名稱為「抗氧化劑感測器」的美國專利第6,638,415號；Hodges等人於2002年12月9日提出申請之發明名稱為「在電化電池與計之間形成電連接的方法」的美國專利第6,946,067號；Hodges於2003年4月3日提出申請之發明名稱為「防止毛細管或蕊線填充裝置之短採樣的方法」的美國專利第7,043,821號；及Hodges等人於2002年10月1日提出申請之發明名稱為「電化電池」的美國專利第7,431,820號中討論，每一全文均併入於此以供參照。

同樣地，在討論組成物與一具有特殊結構的裝置併用的程度上，可使用多種結構。舉例來說，可與本揭示內容併用的一些結構包括具有彼此相向的二電極之感測器、具有位於相同平面上的二電極之感測器及具有三個電極的感測器，其中兩個電極相對且其中兩個位於相同平面上。這些不同的結構可出現在包括前述裝置的多種裝置中。

更進一步地，諸如與形成組成物、建構裝置和使用裝置相關且在本文內提及的方法亦不受特定步驟或步驟順序的限制。熟悉此項技術者將了解可執行該方法的各種順序，進一步更將了解在不偏離本發明的精神之情況下，仍可修改或增加該步驟。

在用於免疫感測器之組成物的一例示性實施例中，該組成物包括一黏著劑、水、一帕洛沙姆及一抗凝血劑。除了是黏著劑之外，該黏著劑可具有與其關聯的各種性質。這些性質可導因於與用於該組成物中的特定黏著劑相關之的性質，或替代地，其可導因於添加其他成分至該組成物以協助產生或增強性質。舉例來說，該黏著劑可為親水性，從而允許其與水和其他液體發生良好的交互作用。在這類實施例中，該黏著劑可保持良好濕潤，如此可導致允許液態試樣更容易流過與該組成物聯合的裝置。實現具有親水性質之黏著劑的一種方式為藉由將一親水性、血相容性的聚合物摻合至該黏著劑中。當包括改善流動的黏著劑之裝置與血液試樣共同使用時，使用這類黏著劑可減少發生在裝置內的凝塊量。改善流動亦可加速與這類裝置有關之各種反應的時間。舉例來說，在免疫感測器中，包括改善試樣流動的黏著劑之一組成物可減少發生抗原抗體反應所耗費的時間。這是因為緩慢填充一生物感測器的液態試樣可傾向於溶解乾燥試劑，並沿著填充路徑「推動」試劑。反之，可留下耗盡試劑的電極區域，從而減低反應速率。

流體通過與組成物有關的裝置之流動亦可藉由使黏著劑為水溶性而獲得改善。這一類性質亦幫助黏著劑保持良好濕潤，且進一步地，由於其幫助改善流動，其他由改善流動所產生的前述優點亦由水溶性黏著劑產生。進一步地，當塗敷黏著劑至諸如免疫感測器之裝置的一表面時，水溶性黏著劑可幫助防止釋出揮發性有機物或毒性成分。

亦可使黏著劑感壓及/或熱活化。藉由使黏著劑感壓及/或熱活化，與黏著劑聯合的裝置可更輕易地進行處理。舉例來說，當黏著劑為熱活化時，黏著劑，從而是部分與黏著劑聯合的裝置，可不強力黏附至用來製造該裝置的切削工具。

雖然多種不同黏著劑可與本組成物共同使用，在一例示性實施例中，黏著劑為磺酸基聚酯。亦可使用諸如來自Eastman AQ^TM聚合物產品線之聚酯和磺酸基聚酯的其他聚酯。

與一組成物聯合的水可具有典型形式，並可在任何所需時間與該組成物的其他成分聯合。過濾水、純水、自來水及淨化水均為可用於黏著組成物中之水類型的實例。在一例示性實施例中，水實質上可無溶解離子，以允許黏著劑更輕易地與水交互作用。上述情形的發生可歸因於離子可幫助防止黏著劑溶解。在一例示性實施例中，黏著劑和水係混合在一起，以形成一混合物。當黏著劑包括諸如親水性及/或水溶性的性質時，所產生的混合物可輕易與諸如帕洛沙姆和抗凝血劑之黏著組成物的其他成分混合。

一或多個帕洛沙姆(其有時以商標名Pluronics稱呼)可包括在內而作為部分的黏著組成物，以協助致使該組成物為親水性。一或多個帕洛沙姆可為諸如非離子性三嵌段共聚物之嵌段共聚物，其可衍生自並可包括聚氧丙烯(有時稱為聚(環氧丙烷))和聚氧乙烯(有時稱為聚(環氧乙烷))兩者。環氧丙烷和環氧乙烷可作用如嵌段共聚物中的單體。

可調整共聚物的嵌段長度，以產生多種不同的帕洛沙姆，其以每一帕洛沙姆的特定組成物為基礎而各自具有不同性質。帕洛沙姆可直接摻合至黏著劑中或通常摻合至組成物中。由於許多黏著劑為疏水性，使用帕洛沙姆可增強黏著組成物的性能。環氧乙烷和環氧丙烷聚合物嵌段可具有各種化學結構，以允許可用的帕洛沙姆呈現各種限度之所需和不需要的特徵。舉例來說，一些帕洛沙姆能夠產生更好的作用，以幫助血液填充免疫感測器，因為其可幫助抵銷高血容比血液的效應。BASF Pluronic L 62(亦已知為PE 6200)和BASF Pluronic F 87 Prill僅為帕洛沙姆的兩個實例，其可協助允許以血液填充免疫感測器，因為其能夠使組成物為親水性。

黏著組成物亦可包括一或多個抗凝血劑。抗凝血劑的內含物可幫助降低諸如血液之液體在使用該組成物之裝置中凝塊的風險。進一步地，當嘗試以液體填充裝置及/或當液體嘗試在裝置中之不同腔室間移動時，抗凝血劑可提供更加一致的填充行為。試樣的填充速度和程度可藉由將抗凝血劑包括在組成物中而更佳地控制。抗凝血劑可直接摻合至黏著劑中或通常可摻合至組成物中。當試樣填充裝置時，抗凝血劑可產生將抗凝血劑瀝濾至試樣中的表面。雖然可使用許多類型的抗凝血劑，一些例示性材料包括肝素(包括鈉肝素和鋰肝素)、檸檬酸鹽、伸乙二胺四乙酸(有時稱為EDTA)和草酸鹽。

黏著組成物的形成可以多種方式實行。此處所討論的方法僅為這些方式的實例，可在其中結合各種成分，以形成黏著組成物的一變形例。有鑒於本揭示內容，在此項技術中具有普通技能者將了解可包括一或多個黏著劑、水、一或多個帕洛沙姆及一或多個抗凝血劑的黏著組成物中所含的成分量可巧妙地加以平衡，以達到可使用的溶液。舉例來說，含有太多黏著劑的組成物可能會妨礙一試樣，使之無法適當地填充免疫感測器。進一步地，含有太多帕洛沙姆的組成物可能導致試樣不易去濕(de-wet)，導致試樣無法在免疫感測器的腔室之間流動。同樣地，含有太少帕洛沙姆的組成物可能導致試樣一點也不濕潤，並可導致在免疫感測器之腔室內之不需要的試樣凝塊。更進一步地，含有太多抗凝血劑的組成物可能不利地影響試樣。舉例來說，當試樣為血液時，太多抗凝血劑可能不利地影響試樣的紅血球。因此，用來形成黏著組成物之成分的特定平衡對改善免疫感測器的性能是重要的。

在形成黏著組成物之一例示性實施例中，黏著劑和水結合並混合在一起，以形成其混合物。舉例來說，接近4.5 kg的Eastman AQ^TM 2150(其為磺化的聚對苯二甲酸乙二酯)可與接近13.5 L的純水結合。水實質上可無溶解離子，以便增強黏著劑的溶解。Eastman AQ^TM 2150實質上可由一具有少量改良劑和添加劑之水可分散性的磺酸基聚酯製成。在形成黏著劑-水的混合物後，可將該混合物加熱並接著儲存。舉例來說，該混合物可放置在一烘箱中並加熱至接近140℉持續約四天的週期。每天可將其攪拌接近五至十分鐘的週期。隨後，該混合物可儲存在接近46℉或更低的溫度下，其可幫助減少微生物生長。

在混合黏著劑與水之前或在形成混合物之後的任一時間，可混入一或多個帕洛沙姆。舉例來說，BASF Pluronic L 62可以一方式混合，以致帕洛沙姆的最終濃度接近位於約0.05至約0.5百分比的範圍內。在一例示性實施例中，帕洛沙姆相當於組成物的接近0.1百分比。同樣地，在混合黏著物與水之前或在形成混合物之後的任一時間，可混入一或多個抗凝血劑。在一例示性實施例中，一或多個抗凝血劑是在混入一或多個帕洛沙姆後混入。延續上文之黏著組成物的實例，在添加BASF Pluronic L 62之後，鈉肝素可以一方式混合，以致與組成物相比之肝素的最終濃度接近位於約0.1至約10 mg/mL的範圍內。在一例示性實施例中，與組成物的濃度相比，肝素的濃度接近1 mg/mL。可與本組成物併用之一類型的鈉肝素為Sigma Aldrich的豬黏膜肝素，其可具有接近172單位/mg的濃度。共同地，黏著劑(例如，4.5 kg的Eastman AQ^TM 2150)、水(例如，13.5 L的純水)、帕洛沙姆(例如，相對組成物之總體上濃度接近0.1%的BASF Pluronic L 62)和抗凝血劑(例如，接近172單位/mg之Sigma Aldrich的豬黏膜肝素，並結合以形成總體上接近1 mg/mL的濃度)可形成一例示性的黏著組成物。

由本揭示內容所產生的黏著組成物可用於多種不同裝置中。可與之併用的裝置類型可影響將以何種形式使用組成物。在一些實施例中，組成物可藉由諸如直接塗抹至至一電極上來直接塗敷至一裝置，而在其他實施例中，在具有配置其上之組成物的薄板與將併用之裝置聯合之前，其可先塗抹在一薄板上。在一例示性實施例中，黏著組成物可塗布在一雙軸定向聚對苯二甲酸乙二酯(有時可稱為邁拉(Mylar))的薄板上，以形成一黏著帶。組成物可以多種方式塗敷至這一類薄板，舉例來說，其可使用K-bar施加。其他用於將組成物塗敷至一薄板的方法包括，但不受限於插削頭塗佈法和簾塗佈法。

由本揭示內容所產生的黏著組成物亦不受限於與測量血液之各種態勢的裝置併用。反而，黏著組成物能夠以各種黏著組成物可在其中使用的方式使用。以非限制的例子來說，由本揭示內容所產生的黏著組成物可藉由諸如將黏著組成物併入繃帶中而用於治療傷口。可以平衡黏著組成物的成分(這一點稍後將詳細敘述)，以產生為了用於黏性繃帶上所需的效果。在黏性繃帶上使用黏著組成物的結果可包括藉由黏性繃帶改善凝塊，以及在從傷口移除黏性繃帶時減少組織損傷及/或疼痛。根據本發明的揭示內容，亦可構思出以黏著組成物取代標準黏著劑的其他用途。

免疫感測器為本揭示內容之黏著組成物可與之併用之許多類型的裝置之一。免疫感測器通常被建構成用以接收並分析一諸如血液的試樣。雖然本揭示內容的黏著組成物可與具有多種結構的免疫感測器併用，在一例示性實施例中，免疫感測器可包括下部電極、上部電極及配置在兩者之間的一隔板。下部電極與上部電極可互換地用作工作電極和反或反/參考電極。事實上，因為施加至免疫感測器的電壓可翻轉及/或交替，所以下部電極和上部電極在不同階段各自可作為工作電極和反或反/參考電極。為了方便解釋的目的，在本申請案中，下部電極將視為工作電極，而上部電極則為反或反/參考電極。

複數個腔室可形成在免疫感測器內，其位於下部電極、上部電極和隔板之至少其一的一部分中。可包括在內之腔室的實例為一填充腔室，藉此可將一試樣引入免疫感測器；一反應腔室，藉此可使試樣與一或多個所需材料發生反應；及一偵檢腔室，藉此可測定試樣之一特定成分的濃度。免疫感測器亦可包括一通氣孔，以依需要允許空氣進入和逸出免疫感測器；一黏著帶，用以選擇性地密封通氣孔的一側；及一額外的密封部件，用以選擇性地密封通氣孔之一第二側。黏著帶亦可形成一填充腔室壁。

如圖1所繪示，在免疫感測器10之一實施例中，免疫感測器10包括下部電極12，其具有兩個鑲條至其上的液態試劑30、32。下部電極12可使用多種用於形成電極的技術形成，但在一實施例中係一以硫酸鋇填充的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄板係以金濺射塗佈製成。其他形成電極的非限制實例在Hodges等人於2000年11月10日提出申請之發明名稱為「電化電池」的美國專利第6,521,110號中揭示，其全文內容係併入於此以供參照。同樣地，液態試劑30、32可具有多種不同組成物，但在一實施例中，第一液態試劑30包括在一緩衝液中與一諸如GDH-PQQ之酵素軛合的一抗體，該緩衝液含有蔗糖與Pluronics(亦即，帕洛沙姆)、檸康酸鹽(亦即，抗凝血劑)和鈣離子，而第二液態試劑32包括鐵氰化物、葡萄糖和一酸緩衝液(例如，一稀釋檸康酸溶液)中之一第二媒介(例如，吩嗪硫酸乙酯)的一混合物。第一和第二液態試劑30、32可在下部電極12上進行乾燥。多種技術可用來使試劑30、32乾燥，但在一實施例中，於試劑30、32鑲條在下部電極12上之後，一或多個紅外線乾燥機可施加至試劑30、32。舉例來說，在紅外線乾燥機之後，亦可使用一或多個空氣乾燥機。此處所提到的一第一試劑、一第一液態試劑、一第二試劑和一第二液態試劑可互換地使用，且不必然是試劑針對一特定實施例於一給定時間為液態或乾燥形式的指示。進一步地，與第一和第二液態試劑聯合的一些成分可互換地使用及/或依需要用於第一和第二兩種液態試劑中。以非限制的例子來說，一抗凝血劑可與第一液態試劑20和第二液態試劑32的任一種或兩種聯合。

一條線可在試劑30、32間形成於濺射塗佈的金中，以致試劑30、32之一的邊緣非常接近或碰觸到該線。該線可使用雷射剝蝕或以銳利的金屬邊緣產生。在一例示性實施例中，可在試劑30、32鑲條在電極上之前產生該線。該線可設計為使下部電極12位於偵檢腔室下方的部分與將位於反應腔室下方的部分電性絕緣。此可在電化學檢定期間對一工作電極區域提供更好的定義。

免疫感測器10亦可包括上部電極14，其具有一或多個在其上含有表面束縛抗原的磁性珠34。如在下文所進一步詳細敘述般，抗原可被建構成為與下部電極12上所配置的抗體以及反應腔室18內的試樣發生反應。一熟悉此項技術者將了解在下部電極12上和上部電極14上所配置的成分可互換。因此，下部電極12可包括一或多個磁性珠34，且上部電極14可包括鑲條至其上的兩液態試劑30、32。進一步地，雖然在所繪示的實施例中，電極12的長度形成免疫感測器10的整個主體長度，在其他實施例中，電極可僅為免疫感測器之一層的一部分，其作用如下部或上部電極，或者多個電極可配置在免疫感測器的單一層上。

配置在下部和上部電極12、14之間的隔板16可具有多種形狀和尺寸，但其通常被建構成能夠刻意地卡合下部和上部電極12、14，以形成免疫感測器10。在一例示性實施例中，隔板16其兩側上具有黏性，然而與隔板16聯合的黏著劑可以和免疫感測器10共同使用的黏著組成物有所區隔，這一點稍後將進一步描述。隔板16可進一步在隔板16之兩側的每一側上包括一釋放襯墊。隔板16可以形成至少兩孔腔的方式進行切削。可以形成一第一孔腔以作為反應腔室18，且可以形成一第二孔腔以作為偵檢腔室20。在一實施例中，可輕模切(kiss-cut)隔板16，致使反應腔室18對準電極12、14以允許其中的抗原-抗體反應，而偵檢腔室20對準電極30、32以允許其中之亞鐵氰化物的電化學測定。

在一實施例中，隔板16可放置在下部電極12之上，其放置方式允許上部電極14的磁性珠34和下部電極12的第一試劑30能夠至少部分地配置在反應腔室18中，且下部電極12之第二試劑32的鐵氰化物-葡萄糖組合至少部分地配置在偵檢腔室20中。可有利地將一抗凝血劑內含在每一第一和第二液態試劑30、32中，以便抗凝血劑能夠與反應腔室和偵檢腔室18、20各自聯合。在一些實施例中，上部和下部電極12、14之一與隔板16的組合可疊層在一起以形成雙層板，而在其他實施例中，每一下部電極12、上部電極14和隔板16的組合可疊層在一起以形成三層板。然而，本發明的精神仍包括其他依需要的額外層。

填充腔室22可藉由在下部和上部電極12、14與隔板16的其中之一沖孔而形成。在所繪示的實施例中，填充腔室係藉由在下部電極12和隔板16上沖孔所形成，以致下部電極12中的孔與反應腔室18重疊。如圖所示，填充腔室22可與偵檢腔室20隔開一距離。這一類結構允許一試樣在不進入偵檢腔室20的情況下，通過填充腔室22進入免疫感測器10並流入反應腔室18，以與諸如第一液態試劑30和磁性珠34發生反應，其中第一液態試劑30在第一電極12上包括在一緩衝液中與一酵素軛合的抗體，而磁性珠34則鑲條在上部電極14上。一旦試樣已發生反應，其可接著流入偵檢腔室20來與諸如鐵氰化物、葡萄糖與一酸性緩衝液中之第二媒介之混合物的第二液態試劑32行交互作用。

通氣孔24可藉由沖孔通過兩電極12、14與隔板16的每一個而形成，以致通氣孔24延伸通過整個免疫感測器10。該孔可被沖孔於多個不同位置，但在一例示性實施例中，其可重疊於偵檢腔室20與反應腔室18隔開的一區域。

通氣孔24可以多種不同方式使用多種不同密封部件密封，但在所繪示的實施例中，位於下部電極12上的通氣孔24之一第一側係使用包括本發明之黏著組成物的親水性黏著帶44密封，且位於上部電極14上的通氣孔24之一第二側係使用一諸如思高®膠帶42的密封部件密封。如上文所討論般，黏著帶44可以數種方式形成，包括在雙軸定向聚對苯二甲酸乙二酯的一薄板上塗佈而成。黏著帶44和思高®膠帶42兩者的黏著側均可面對免疫感測器10。如所示，黏著帶44不但可形成用於通氣孔24的一密封件，且亦可形成填充腔室22的一壁，以便試樣可容納在其中。在黏著帶44包括本揭示內容之黏著組成物的實施例中，黏著帶44的性質可因此與填充腔室22聯合。因此，填充腔室22之一表面可為親水性及/或水溶性，從而允許當試樣配置其中時保持良好濕潤。黏著帶44和思高®膠帶42兩者可選擇性地與免疫感測器10聯合或分離，以依需要提供用於免疫感測器10與配置在其中之部件的通氣及/或密封。熟悉此項技術者將了解思高®膠帶42僅為密封部件之一實例，且亦可使用能夠密封通氣孔24之包括親水性黏著帶44之眾多其他類型的部件。

使用諸如肝素之抗凝血劑作為部分黏著組成物的優點係以圖2的圖表說明。在一黏著組成物之實施例中的肝素內含物可改善免疫感測器的能力，使之更容易在各種各樣的臨床相關血容比上與血液起作用。如圖所示，用於33.5%和47.5%之血容比的C-反應性蛋白質測量顯示參考血漿的濃度和實際感測的濃度在一數據組上相當一致。完美的理想結果將形成一直線，其中對每一數據點而言，以計測量的C-反應性蛋白質的濃度等於C-反應性蛋白質的參考濃度。實際的數據結果不是接近此一理論線便是達到與此一理論線隔開的程度，數據點通常與線的兩側等距離，這一點表示以大試樣量亦很有可能使結果接近理論線。因此，本發明能導致通常準確的免疫感測器。

雖然本揭示內容討論多種與此處討論之黏著組成物可在其中使用之免疫感測器相關的不同實施例，免疫感測器的其他實施例亦可與本揭示內容的黏著組成物併用。這類實施例的非限制實例包括在Hodges等人於2002年3月21日提出申請之發明名稱為「直接免疫感測器檢定」之美國專利申請公報第2003/0180814號、Hodges等人於2004年4月22日提出申請之發明名稱為「免疫感測器」之美國專利申請公報第2004/0203137號、Rylatt等人於2005年11月21日提出申請之發明名稱為「生物感測器裝置與使用方法」之美國專利申請公報第2006/0134713號及要求美國專利申請公報第2003/0180814號和第2004/0203137號之優先權的美國 專利申請案第12/563,091號，每一全文均併入於此以供參照。

在一實施例中，免疫感測器10可被建構成能放入一計內，該計係被建構成能夠施加一電位至電極12、14並測量由施加電位所引起的電流。該計可包括多個不同的特徵結構。舉例來說，該計可包括一磁鐵，其係被建構成能維持夠將免疫感測器10的一些成分維持在一腔室中，而其他成分則流至另一腔室。在一例示性實施例中，該計的磁鐵係被定位成一旦將免疫感測器10放入該計中，磁鐵便配置在反應腔室18下方。此可允許磁鐵協助攫回任何磁性珠34，更具體的是攫回任何受珠34束縛的抗體-酵素軛合物，使之免於流入偵檢腔室20。該計另一選用的特徵結構為一加熱元件。一加熱元件可幫助加速反應速率，並藉由降低黏度而幫助試樣以所需方式流過免疫感測器10。如在下文更詳細敘述般，一刺穿器械亦可與該計聯合。

在使用上，免疫感測器10可測定一試樣的抗原濃度。免疫感測器10可連接至一計。欲測定之含抗原的試樣可藉由將其放入免疫感測器10的填充腔室22內來載入免疫感測器10。試樣可使用多種技術放置，但在一例示性實施例中，一滴來自指尖的血液可藉由毛細管作用引入填充腔室22中。由於免疫感測器10的結構，試樣可從填充腔室22流入反應腔室18。在反應腔室18內側可為第一試劑30，其可包括在一含有蔗糖、帕洛沙姆和鈣離子之緩衝液中與一酵素軛合的一抗體；及磁性珠34，其可含有表面束縛抗原。第一試劑30和磁性 珠34兩者可被建構成在試樣反應中扮演一角色。磁性珠34與試樣的抗原可以防止第一試劑30的軛合物與磁性珠34之表面上的抗原結合的方式阻礙第一試劑30之抗體的結合位置。在預定的時間量(舉例來說，二至五分鐘)消逝後，可刺穿配置在下部電極12之通氣孔24上方的黏著帶44。在一例示性實施例中，免疫感測器10與之聯合的該計包括用於刺穿通氣孔24的一刺穿器械。一刺穿器械的實例包括一針或其他銳利工具。

在試樣加入感測器10之後但在通氣孔24刺穿之前所消逝的時間，可依感測器10與之併用的特定應用及來自感測器10的特定成分而變化。在將試樣引入反應腔室18後，需花費時間溶解試劑30、32。多個因素可影響溶解試劑30、32所花費的時間，以非限制的例子來說，這些因素包括化學組成、黏度及感測器10與之併用的試樣量、以及感測器10的內部和周圍的環境溫度。舉例來說，具有高血容比的血液可比具有較低紅血球含量的血液花費更長的時間使試劑30、32溶解。同樣地，在較冷的溫度下，可花費較長時間使試劑30、32溶解。

用於使軛合物與磁性珠34結合所花費的時間亦可為依感測器10與之併用的特定應用及來自感測器10的特定成分而變化的因素。以非限制的例子來說，用於使軛合物與珠34結合所花費的時間可取決於試樣黏度、分析物和軛合物之抗體部分間的親和力及培育溫度。典型地，軛合物與珠34之間的至少一些結合可在所有試劑30、32均已溶解之前發生。

在一例示性實施例中，當以接近37℃實行反應時，在刺穿通氣孔24之前所允許消逝的最小時間可為接近兩分鐘。在另一例示性實施例中，當以接近20℃實行反應時，在刺穿通氣孔24之前所允許消逝的最小時間可為接近五分鐘。若未能允許足夠的時間消逝，則準確度可受到抗原和抗體間之不充分的反應所影響。相反地，若允許太多時間消逝，則準確度可因感測器10與之併用的小容積所導致的試樣可能蒸發而受到影響。此外，允許太多時間消逝從實用性觀點看來通常並非優選一般較佳的是使反應盡可能快速地實施。

該計的磁鐵可協助攫回磁性珠34與任何受珠束縛的抗體-酵素軛合物，使之免於藉由通過通氣孔24離開或流入偵檢腔室20的任一種方式離開反應腔室18。軛合物的剩餘部分可進入偵檢腔室20。在偵檢腔室20中可為下部電極12上的第二試劑32，其可包括鐵氰化物、葡萄糖和一酸性緩衝液中之一第二媒介的混合物。從反應腔室18流至偵檢腔室20的軛合物可催化第二試劑32之葡萄糖的氧化作用。葡萄糖的氧化作用可導致亞鐵氰化物的形成。亞鐵氰化物的存在和量可在偵檢腔室20內以電化學方式偵檢，其轉而可用來計算試樣中的抗原濃度。結果可以多種方式傳送至一顯示機構。

熟悉此項技術者將了解雖然免疫感測器10的不同成分係參考一具體材料進行討論，亦可使用其他多個可達到類似結果的材料。以非限制的例子來說，雖然敘述將PET薄板以金濺射塗佈，在其他實施例中，PET薄板可以其他諸如鈀、鉑、銥、銀和其混合物的金屬或其 他具有達成類似結果之性質的材料濺射塗佈。進一步地，以上述實施例為基礎，熟悉此項技術者將了解本發明之進一步的特徵結構與優點。因此，除了由附加的申請專利範圍所指明的以外，本發明並未受限於已具體呈現並敘述的那些內容。所有在此處引用之出版品與參考文獻的全文係明確地併入於此以供參照。

10‧‧‧免疫感測器

12‧‧‧下部電極

14‧‧‧上部電極

16‧‧‧隔板

18‧‧‧反應室

20‧‧‧偵檢室

22‧‧‧填充室

24‧‧‧通氣孔

30‧‧‧液態試劑

32‧‧‧液態試劑

34‧‧‧磁性珠

44‧‧‧親水性黏著帶

42‧‧‧思高膠帶

從下列的詳細敘述連同伴隨的圖式當可更完整地瞭解本發明，其中：圖1為根據本發明之免疫感測器之一例示性實施例的分解圖；以及圖2為一圖表，其繪示使用根據本發明之免疫感測器之C-反應性蛋白質的測量。

10．．．免疫感測器

12．．．下部電極

14．．．上部電極

16．．．隔板

18．．．反應室

20．．．偵檢室

22．．．填充室

24．．．通氣孔

30．．．液態試劑

32．．．液態試劑

34．．．磁性珠

40．．．親水性黏著帶

42．．．思高膠帶

Claims (22)

1. 一種用於免疫感測器之黏著組成物，其包括：一黏著劑；水；一帕洛沙姆(poloxamer)；以及一抗凝血劑，其中該抗凝血劑係選自由下列所構成的群組：肝素、檸檬酸鹽、伸乙二胺四乙酸及草酸鹽，該帕洛沙姆包括衍生自環氧乙烷及環氧丙烷的單元，該黏著劑為一磺酸基聚酯，其中該帕洛沙姆相對於該黏著劑的濃度位於約0.05至約0.5百分比的範圍內。
2. 如申請專利範圍第1項之黏著組成物，其中環氧乙烷和環氧丙烷作用如嵌段共聚物中的單體。
3. 如申請專利範圍第1項之黏著組成物，其中該黏著劑為感壓的。
4. 如申請專利範圍第1項之黏著組成物，其中該黏著劑為熱活化的。
5. 如申請專利範圍第1項之黏著組成物，其中該黏著劑為水溶性。
6. 如申請專利範圍第1項之黏著組成物，其中該肝素相對於該黏著劑的濃度接近位於每毫升約0.1至約10毫克的範圍內。
7. 如申請專利範圍第1項之黏著組成物，其中在包入該帕洛沙姆及該抗凝血劑之前，該黏著劑和該水係結合以形成一混合物。
8. 如申請專利範圍第1項之黏著組成物，其中該黏著劑係塗布於薄板上以形成黏著帶。
9. 如申請專利範圍第8項之黏著組成物，其中該薄板為Mylar。
10. 一種免疫感測器，其包括：一下部電極，其具有一第一液態試劑，該試劑包括一抗體，其在一緩衝液中與一酵素軛合；及一第二液態試劑，其包括鐵氰化物、一用於該酵素的受質及一稀釋酸溶液中的一電化媒介，該第一和第二液態試劑係鑲條在該下部電極上然後乾燥；一上部電極，其具有與在其上鑲條並乾燥之一抗原軛合的磁性珠；一隔板，其配置在該下部和上部電極之間；一反應腔室，其形成在該隔板中，並具有配置其中之該第一試劑與軛合至該抗原的該磁性珠； 一偵檢腔室，其形成在該隔板中，並具有配置其中的該第二試劑；一填充腔室，其至少部分地形成在該隔板與該下部和上部電極的其中一個之中，與該偵檢腔室隔開一距離，並與至少一部分的該反應腔室重疊；一通氣孔，其至少部分地形成在每一該隔板、該下部電極和該上部電極中，與該反應腔室隔開一距離，並與至少一部分的該偵檢腔室重疊；一親水性黏著帶，其具有一併入的抗凝血劑，耦合至該下部和上部電極的其中一個，配置在該通氣孔上方，並配置為形成該填充腔室之一壁與密封該通氣孔；以及一密封部件，其耦合至該下部和上部電極的另一個，配置在該通氣孔上方，並配置為密封該通氣孔。
11. 如申請專利範圍第10項之免疫感測器，其中該第一液態試劑包括一抗體，其與葡萄糖脫氫酶-PQQ軛合，且該緩衝液包括檸康酸鹽、蔗糖、帕洛沙姆和鈣離子。
12. 如申請專利範圍第10項之免疫感測器，其中該抗凝血劑包括肝素。
13. 如申請專利範圍第12項之免疫感測器，其中相對於該親水性黏著劑的濃度，該肝素的濃度接近位於每毫升約0.1至約10毫克的範圍內。
14. 如申請專利範圍第10項之免疫感測器，其中該第二液態試劑包括鐵氰化物、葡萄糖和一稀釋檸康酸溶液中的吩嗪硫酸乙酯(phenazine ethosulfate)。
15. 如申請專利範圍第10項之免疫感測器，其進一步包括一計，該計含有配置在該反應腔室下方的一磁鐵，該計係配置為在該下部和上部電極間施加一電位，並測量一結果電流。
16. 如申請專利範圍第15項之免疫感測器，其進一步包括與該計聯合的一加熱元件。
17. 如申請專利範圍第15項之免疫感測器，其進一步包括一刺穿部件，該刺穿部件配置為刺穿配置在該通氣孔上方之該親水性帶與該密封部件的至少其一。
18. 一種用於測量一血液試樣的方法，包含：提供：一反應腔室與一偵檢腔室，其形成在配置於兩電極間的一隔板中；一填充腔室，其至少部分地形成在該隔板與該兩電極的其中一個之中，與該偵檢腔室隔開一距離，並與至少一部分的該反應腔室重疊；以及一通氣孔，其至少部分地形成在該隔板與該兩電極之中，與該反應腔室隔開一距離，並與至少一部分的該偵檢腔室重疊； 提供：在該反應腔室中，一在一第一緩衝液中的抗體-酵素軛合物與聯結至一第二緩衝液中之一抗原的磁性珠；在該偵檢腔室中，鐵氰化物、葡萄糖及一稀釋酸中的一媒介；一由一親水性黏著帶的第一密封件位於該通氣孔的一第一側上方，其中該親水性黏著帶亦形成該填充腔室之一壁；以及一由一密封部件的第二密封件位於該通氣孔之一第二側上方；提供一血液試樣給該填充腔室，其中至少一部分的該血液試樣從該填充腔室移動至該反應腔室；在一預定時間後藉由刺穿該親水性黏著帶和該密封部件的至少一個來打開該通氣孔，從而允許部分含有未受該磁性珠束縛之該抗體-酵素軛合物的該血液試樣移動至該偵檢腔室；催化該偵檢腔室中的葡萄糖氧化作用，其導致亞鐵氰化物的形成；在該兩電極間施加一電位；以電化學方式偵檢來自該亞鐵氰化物之一電流；以及以該偵檢訊號為基礎，計算該血液試樣中的該抗原濃度。
19. 如申請專利範圍第18項之方法，其進一步包括加熱該兩電極。
20. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該親水性黏著劑進一步包括肝素。
21. 如申請專利範圍第20項之方法，其中相對於該親水性黏著劑的濃度，該肝素的濃度為每毫升接近1毫克。
22. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該親水性黏著劑進一步包括一帕洛沙姆。