TWI559001B - 生物感測器用之製劑組成物及具有該製劑組成物之生物感測器 - Google Patents

生物感測器用之製劑組成物及具有該製劑組成物之生物感測器 Download PDF

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Description

生物感測器用之製劑組成物及具有該製劑組成物之生物感測器 【相關申請案】
本申請案主張2013年7月2日申請之韓國專利申請案第10-2013-0077335號之優先權，其全文以引用方式併入本申請案中。
本發明係有關一種供具有高靈敏度的生物感測器用之製劑組成物以及具有該製劑組成物之生物感測器，該製劑組成物能夠改善諸如葡萄糖之分析物的分析線性度、檢測少量的分析物的濃度、並將測量血糖所需的血液減至最低程度。
本發明係有關一種生物感測器用之製劑組成物以及具有該製劑組成物之生物感測器，尤指一種用於定量生物樣品中的特定成分之製劑組成物以及具有該製劑組成物之生物感測器。
近來隨著糖尿病患者的數量增加，為了診斷和預防糖尿病，定期測量血糖量的必要性已提高。已知這類的糖尿病是一個主要的健康危險因素。在一般情況下，美國糖尿病協會(ADA)建議大多數胰島素依賴型糖尿病患者檢查血糖每天三次或更多次。胰島素係控制血糖的使用，並防止於未治療糖尿病時可能會造成酮中毒的高血糖症。然而，胰島素治療的管理不當可能導致低血糖症。由於低血糖症會造成昏迷，其對於患者可能是致命的。
此外，當患者長時間罹患糖尿病，可能導致諸如心臟疾病、動脈粥狀硬化、失明、中風、高血壓及腎衰竭之併發症。由於胰島素注射的量係與血液中的葡萄糖的量相關，準確檢測血液中的葡萄糖對於適當地治療糖尿病是必要的。
因此，各種血糖儀係被生產使得可以容易地使用便攜式儀器測量血糖。在一般情況下，每個用戶係使用血糖儀中的一個條型生物感測器。這類生物感測器的工作原理是基於光學方法或電化學方法。
在這些方法中的電化學方法最大特徵是使用電子傳遞媒介。作為電子傳遞媒介，係可使用：二茂鐵、二茂鐵衍生物；醌類、醌類衍生物；含過渡金屬之有機及無機材料(諸如六銨釕(hexaammineruthenium)、含鋨聚合物及鐵氰化鉀)；以及諸如有機導電鹽及紫精之電子傳遞有機材料。
使用電化學方法的血糖測量原理如下。首先，血糖因葡萄糖氧化酶的催化作用而被氧化成葡萄糖酸鹽。此時，葡萄糖氧化酶的活性位置FAD係被還原成FADH2。接著，還原的FADH2係經由與電子傳遞媒介的氧化還原反應而氧化成FAD，且該電子傳遞媒介體被還原。由此方式所形成還原態電子傳遞媒介所產生之電子係分散至一電極表面。此時，血糖濃度係藉由測量在工作電極表面上運用還原態電子傳遞媒介的氧化電位所產生的電流而量測。
不同於採用傳統光學方法的生物感測器，使用上述測量原理的電化學生物感測器係可降低氧的影響，且甚至於樣品渾濁時，係可能不需單獨預先處理而使用該樣品。
此外，一般的電化學生物感測器被製造成使得一包含複數電極的電極系統係利用諸如絲網印刷的方法而形成在一電絕緣基板上，且一由親水性聚合物、氧化還原酶及電子受體所製成的酵素反應層係形成於該已形成之電極系統上。當包含反應物的樣品溶液滴到該電化學生物感測器的酵素反應層上時，該酵素反應層溶解，反應物與該酵素發生反應，反應物被氧化，且因此該電子受體係被還原。酵素反應完成後，在樣品溶液中的反應物濃度係可從藉由電化學上氧化該還原的電子受體所獲得的氧化電流而獲得。
當這類生物傳感器在使用時，就最大化使用者的便利性而言，精確並迅速使用少量樣品來獲得測量值是非常重要的課題。大多數用 於測量血糖的產品係使用採樣血液的方法，並接著使用生物感測器定量血液中的血糖。然而，由於血液採樣對於患者係一相當疼痛的作業，必須減少量測所需的血液量至最低程度以降低患者的疼痛。特別是當使用1μl(微升)或更少的小量樣品時，最好有0.5μl或更少的樣品被使用，且更好有0.3μl或更少的樣品被使用，由於可能從不同的位置(諸如前臂)採樣及測量血液，係能夠將患者測量血糖時所產生的疼痛降至最低程度。因此，生物感測器必須將測量血糖所需的血液量降至最低程度。
此外，生物感測器的另一個課題係相應於小型化所降低的測量靈敏度。固定於電極表面之反應相關材料的量係影響生物感測器靈敏度的主要因素之一。然而，近來，當生物感測器逐漸小型化，與特定材料反應的材料所可固定的區域也減少。因此，具有高靈敏度之小型感測器的發展存在了嚴重的限制。
鑑於上述問題，本發明提供了一種供具有高靈敏度的生物感測器用之製劑組成物，該製劑組成物係能夠改善諸如葡萄糖之分析物的分析線性度，並將測量諸如葡萄糖之分析物所需的血液減至最低程度。
本發明亦提供一種生物感測器，該生物感測器係使用該製劑組成物，並能夠以工業上及經濟上有益的方式測量諸如葡萄糖之分析物。
本發明之上述及其他目的與其效果係可由下文所描述之示例性實例顯而得知。
根據本發明之一個態樣，其提供了一種生物感測器用之製劑組成物，其中該製劑組成物包含至少二種電子傳遞媒介及一酵素，其中該電子傳遞媒介包括氯化釕六胺(Ru(NH3)6Cl3)與萘酚綠B；其中該萘酚綠B相對於100重量份之緩衝溶液係等於或大於1重量份且等於或少於5重量份。在本文中，該電子傳遞媒介更包括一含金屬的複合物。
較佳地，該含金屬的複合物係可為一釕金屬錯合物或一鐵氰化物複合物。
較佳地，該釕金屬錯合物係可為選自由三氯化釕六胺(Ru(NH3)6Cl3)、[釕(2,2',2"-三聯吡啶)(1,10-啡咯啉)(OH2)]2+([Ru(2,2',2"-terpyridine)(1,10-phenanthroline)(OH2)]2+)、反式-[Ru(2,2'-聯吡啶)2(OH2)(OH)]2+(trans-[Ru(2,2'-bipyridine)2(OH2)(OH)]2+)、[(2,2'-聯吡啶)2(OH)RuORu(OH)(2,2'二吡啶配合基)2]4+([(2,2'-bipyridine)2(OH)RuORu(OH)(2,2'bpy)2]4+)及[釕(4,4'-聯吡啶)(NH3)5]2+([Ru(4,4'-bipyridine)(NH3)5]2+)所組成之群之至少一者。
在本文中，其係可使用相對於一100重量份之緩衝溶液為等於或大於0.1重量份以及等於或少於20重量份之萘酚綠B。
在本文中，該酵素係可為氧化還原酶、脫氫酶、轉移酶或水解酶中之任一者。
較佳地，該氧化還原酶係可為選自由黃素腺嘌呤雙核苷酸-葡萄糖脫氫酶、菸鹼醯胺腺嘌呤雙核苷酸-葡萄糖脫氫酶、吡咯並喹啉醌葡萄糖脫氫酶、麩胺酸脫氫酶、葡萄糖氧化酶、膽固醇氧化酶、膽固醇酯酵素、乳酸氧化酶、抗壞血酸氧化酶、醇氧化酶、醇脫氫酶及膽紅素氧化酶所組成之群之至少一者。
較佳地，該製劑組成物更可包括界面活性劑、水溶性聚合物、脂肪酸、四級銨鹽及酵素安定劑中之至少一者。
更佳地，該界面活性劑係可為非離子系界面活性劑、兩性界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑及天然界面活性劑中之至少一者。
更佳地，該水溶性聚合物係可為聚乙烯基吡咯啶酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、全氟磺酸鹽、羥乙基纖維素(HEC)、經丙基纖維素(HPC)、羧甲基纖維素(CMC)、醋酸纖維素及聚醯胺纖維中之至少一者。
在本文中，該製劑組成物係可為一用於葡萄糖生物感測器之製劑組成物。
根據本發明之另一態樣，其提供一種用以測量樣品中的分析物之生物感測器。該生物感測器包括：一下基板，係包含至少一電極， 且一於該電極上與該分析物反應之製劑組成物係塗覆於其一表面上；一間隔物，係形成於該下基板上，該間隔物於一面向該電極之表面上係包含一樣品注射單元，讓該樣品被吸入並引導至該電極之一位置；以及一設於該間隔物上之上基板，其中該製劑組成物包含至少二種電子傳遞媒介及一酵素，其中該電子傳遞媒介包括氯化釕六胺(Ru(NH3)6Cl3)與萘酚綠B；其中該萘酚綠B相對於100重量份之緩衝溶液係等於或大於1重量份且等於或少於5重量份。
較佳地，該電子傳遞媒介更可包括一含金屬的複合物。
較佳地，該酵素係可為氧化還原酶、脫氫酶、轉移酶或水解酶中之任一者。
較佳地，該含金屬的複合物係可為一釕金屬錯合物或一鐵氰化物複合物。
100‧‧‧下基板
200‧‧‧間隔物
300‧‧‧上基板
20‧‧‧電極系統
21、22、23‧‧‧電極
24、25、26‧‧‧引線
30‧‧‧樣品注射單元
40‧‧‧排氣單元
對於本領域具有通常知識者，本發明之上述及其他目的、特點與優點係可藉由本發明之詳細示例性實施例並參照附圖而更為顯而易見，其中：第1圖係為根據本發明一實施例之生物感測器之分解示意圖；第2圖係為根據本發明比較例1至3之葡萄糖測定電流變化曲線圖；第3圖係為根據本發明比較例4至6之葡萄糖測定電流變化曲線圖；以及第4圖係為根據本發明實施例1至4之葡萄糖測定電流變化曲線圖。
以下將參照本發明之實例及圖式詳細說明本發明。這些實施例僅示例性地提出以更具體地描述本發明，且本領域熟習該項技藝者可明白本發明的範圍並不限於這些實例。
根據本發明一態樣之供生物感測器用之組成物係包含至少二種含有萘酚綠B與一酵素之電子傳遞媒介。
做為電子傳遞媒介之萘酚綠B係為一種萘酚綠Y鈉鹽，其具有良好的溶解性，在工業上便宜，且在各領域中係做為染料使用。
此外，該電子傳遞媒介包含一含金屬的複合物。
在本文中，可藉由與酵素反應而氧化或還原的材料係可使用做為該含金屬的複合物，該酵素例如為鐵氰化物複合物、鐵氰化鉀、釕金屬錯合物、氯化釕六胺(hexaammineruthenium chloride)、二茂鐵及其衍生物、醌類及其衍生物、吩嗪硫酸甲酯(phenazine methosulfate)及其衍生物、對苯醌(p-benzoquinone)及其衍生物、2,6-二氯酚靛基酚(2,6-dichlorophenolindophenol)、甲基藍(methylene blue)、硝基四氮唑藍(nitrotetrazolium blue)及鋨錯合物。其中，較佳地係可使用釕金屬錯合物及鐵氰化物複合物做為該含金屬的複合物，且更佳地可使用氯化釕六胺及鐵氰化鉀，而最佳地係使用氯化釕六胺。
本發明中之釕金屬錯合物係可為選自由三氯化釕六胺、[釕(2,2',2"-三聯吡啶)(1,10-啡咯啉)(OH2)]2+、反式-[Ru(2,2'-聯吡啶)2(OH2)(OH)]2+、[(2,2'-聯吡啶)2(OH)RuORu(OH)(2,2'二吡啶配合基)2]4+及[釕(4,4'-聯吡啶)(NH3)5]2+所組成之群中之一者。最合適的釕金屬錯合物係為氯化釕六胺，其特性為：在水溶液中的氧化還原狀態係穩定且可逆的，還原態電子傳遞媒介不與氧發生反應，還原態電子傳遞媒介的氧化反應對於pH不敏感，且其與諸如乙醯胺基苯、抗壞血酸、膽紅素、多巴胺、尿酸及氫醌甲酸之電化學干擾物質的反應不大。
此外，諸如葡萄糖脫氫酶、麩胺酸草乙酸轉胺酶(GOT)及麩胺酸丙酮酸轉胺酶(GPT)之氧化還原酶及幾種水解酶和轉移酶係可使用做為該酵素。
該氧化還原酶係為選自由黃素腺嘌呤雙核苷酸-葡萄糖脫氫酶、菸鹼醯胺腺嘌呤雙核苷酸-葡萄糖脫氫酶、吡咯並喹啉醌葡萄糖脫氫酶、麩胺酸脫氫酶、葡萄糖氧化酶、膽固醇氧化酶、膽固醇酯酵素、乳酸氧化酶、抗壞血酸氧化酶、醇氧化酶、醇脫氫酶及膽紅素氧化酶所組成之群中之任一者。因此，當從其間選出一氧化還原酶，且選擇一與其反應 之樣品分析物並製備一製劑組成物時，係可提供一用以檢測任何葡萄糖、膽固醇、乳酸、麩胺酸及醇類之生物感測器。
如下文將要描述，可以看出於本發明一起使用氯化釕六胺及萘酚綠B之實例中，葡萄糖的檢測表現係顯著增加。
該電子傳遞媒介係可藉由欲使用之樣品或氧化還原酶而適當地確定。此外，係可結合使用兩種或多種包含萘酚綠B之電子傳遞媒介。
該電子傳遞媒介的含量並不特別地受限制，但可適當地藉由樣品之類的添加量而調整。該電子傳遞媒介較佳地係製備成一諸如甘氨酸之緩衝溶液。
同時，下列反應式係代表一使用氧化還原酶及電子傳遞媒介之電化學感測器的測量原理。
[反應式]分析物+酵素(氧化態)+電子傳遞媒介(氧化態)===>反應結果物+酵素(氧化態)+電子傳遞媒介物(還原態)
於該反應式中，藉由與樣品中的分析物反應而產生之還原態電子傳遞媒介物係與該樣品中的分析物濃度成比例。基於一參考電極或一輔助電極，可使用此一比例而施以一恆定電壓至一工作電極，以氧化該還原態之電子傳遞媒介物。此時所產生的氧化電流強弱度係經量測以定量樣品中的分析物。
如上所述，該酵素係與各種待測量的代謝物反應且被還原。接著，經還原的酵素係與該電子傳遞媒介反應，且該代謝物係經定量。
此外，根據本發明一態樣之生物感測器用的製劑組成物係可更包含界面活性劑、水溶性聚合物、脂肪酸、四級銨鹽及酵素安定劑中之至少一者。
藉由包含界面活性劑，氧化還原酶於電極上的固著係明顯經抑制及阻礙。因此，由於在電極附近的氧化還原酶，而有可能提高從氧化形式的電子載體至還原形式的電子載體之轉換效率。換言之，有可能進一步增加樣品溶液中反應物濃度的關聯性。該界面活性劑的含量及形式係 可為防止酵素中的退化影響而選擇性調整。
界面活性劑並沒有特別限定，只要本發明的酵素活性不會降低。例如，係可適當地選擇使用非離子表面活性劑、兩性界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑及天然界面活性劑中之至少一者。這些界面活性劑係可單獨使用或以其混合物使用。較合適的界面活性劑為聚氧乙烯醚。更合適地可購買商標名稱為Triton X-100的辛基苯氧基聚乙氧乙醇(t-octylphenoxypolyethoxyethanol)使用。在製劑混合物中的Triton X-100濃度較佳地係相對於100重量份之緩衝溶液為0.01至2重量份。
此外，該等添加物間的水溶性聚合物係為該製劑組成物的聚合物支架，以穩定並分散酵素。如同該水溶性聚合物，係可使用聚乙烯基吡咯啶酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、全氟磺酸鹽、羥乙基纖維素(HEC)、羥丙基纖維素(HPC)、羧甲基纖維素(CMC)、醋酸纖維素及聚醯胺纖維中之至少一者。
儘管本說明書為描述方便而說明用以測量血糖之生物感測器做為實例，其亦可能使用相同的方法，類似於血糖測試的應用而藉由導入一適用於一特定酵素的電子傳遞媒介，以定量各種代謝物的濃度，例如，諸如膽固醇、乳酸、肌酸酐、蛋白質、過氧化氫、醇類、胺基酸之生物性樣品，諸如麩胺酸草乙酸轉胺酶(GOT)及麩胺酸丙酮酸轉胺酶(GPT)之酵素，在環境樣品、農業及工業樣品或食品樣品中的各種有機物質及無機物質。
因此，應理解本發明係可藉由改變包含在本說明書所述之製劑組成物中的酵素而使用於定量各種代謝物。例如，係可使用血糖氧化酶、乳酸氧化酶、膽固醇氧化酶、麩胺酸氧化酶、辣根過氧化物酶、醇氧化酶等，以定量膽固醇、乳酸、麩胺酸、過氧化氫及醇類。較合適地係使用選自葡萄糖氧化酶(GOx)、葡萄糖脫氫酶(GDH)、膽固醇氧化酶、膽固醇酯酶、乳酸氧化酶、抗壞血酸氧化酶、醇氧化酶、醇脫氫酶、膽紅素氧化酶及葡萄糖脫氫酶所組成之群之氧化酶。
接著將參照第1圖詳細說明一生物感測器之實施例，第1 圖係為根據本發明一態樣之生物感測器之分解示意圖。
根據本發明另一態樣之生物感測器係可應用於傳統已知的感測器上，諸如三酸甘油酯感測器及膽固醇感測器。該具有根據本發明之製劑組成物之感測器主要係由一下基板100、一間隔物200及一上基板300所構成。
該下基板100係為一絕緣基板，其中電極21、22、23中之至少一者係設於一表面上，且上述與樣品中的分析物反應之製劑組成物係塗覆於該電極上。
該間隔物200係形成於該下基板100上，且可結合於該下基板100及上基板300之間。一樣品注射單元30係可進一步設於一面向該電極之側表面上，讓分析物樣品被吸入並引導至該下基板100之電極21、22、23。
該上基板300係為一面向該下基板100之絕緣基板，其係設置於該間隔物200上，並進一步包含一排氣單元40，其係經配置以排出與該分析物樣品一起通過該樣品注射單元30而吸入之空氣。
在這情形下，為增加樣品的吸收率，排氣單元40係可於一與該樣品注射單元30分開的結構層中形成隧道形狀。特別是，該排氣單元40較佳地係具有一形成於垂直該樣品吸入方向的方向上之半圓筒形狀。
更具體而言，該下基板100係可使用一由絕緣材料(諸如聚對苯二甲酸乙酯(PET)、聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰亞胺、丙烯酸樹脂、聚酯、聚氯乙烯或聚碳酸酯)製成的薄板。該下基板100可使用一具有50至400μm厚度之絕緣材料，較佳為一具有100至300μm厚度之絕緣材料。
與一測量裝置(圖中未示)接觸之引線24、25、26及一電極系統20係印刷形成於該下基板100的頂面上，其中該電極系統20的電極21、22、23係連接該等引線並經配置以檢測流經該吸入樣品的電器訊號。於本實施例中，該等電極係可包含一工作電極23、一參考電極22及一檢查電極21。該等引線24、25、26係可藉由諸如一般的絲網印刷方法而形成。此外，該等電極21、22、23係可使用導電碳墨(碳膏)而藉由絲網印刷方法 形成。
同時，為使該等電極21、22、23相互絕緣，該等電極21、22、23部分上表面以外的部分係可部分地塗覆絕緣體(絕緣膏)以形成一絕緣層。非導電性的絲網印刷油墨或絕緣油墨係可使用做這類絕緣體。
如上所述，部分印上絕緣體的部分以外的部分之間，係以該製劑組成物塗覆該等電極21、22、23所暴露的上表面。該製劑組成物係包含與注入樣品反應的酵素以及上述電子傳遞媒介(電子受體)。該製劑組成物係塗覆於該電極上並固著於其上，以充分地覆蓋該等電極21、22、23。此外，該製劑組成物係可塗覆於該等電極21、22、23之全部或至少一者，或僅於該工作電極23上而使用。
當將含有分析物之樣品經由該樣品注射單元30注入該製劑組成物內時，包含在樣品中的分析物係與酵素反應，讓分析物氧化並藉而還原電子受體。於酵素反應完成後，藉由在電化學上氧化該還原態電子受體所得到的氧化電流係藉由一與該等引線24、25、26接觸而連接該等電極21、22、23之測量裝置(圖中未示)而進行測量。因此，係能夠測量包含在該樣品中之分析物的濃度。
該間隔物200藉由結合該上基板300及該下基板100而形成一穿過該樣品注射單元30之毛細管。這使該分析物樣品可快速地被吸收。
該間隔物200係可由雙面膠帶製成。待測量之樣品係因毛細現象而自動地注射過該樣品注射單元30。在該樣品注射單元30中的空氣係因樣品的導入而通過該形成於上基板300上的排氣單元40排放到外部。
同時，根據本發明之該等電極21、22、23係藉由使用導電性高分子、碳、ITO顆粒、金屬顆粒、石墨以及經鉑處理的碳、銀、金、鈀或鉑成分而製造。例如，係使用由碳或經鉑處理的碳所製成的油墨，或含有鈀的油墨而印刷該下基板100上的電極21、22、23。此外，該等電極21、22、23係可藉由使用金之真空蒸鍍而形成於該下基板100上。
以下將參照實例及比較例而詳細說明本發明的結構及所產生之功效。然而，當前該等實例係供以更具體地描述本發明，且本發明的 範圍並不限於這些實例。
[實例1]
製劑組成物的製備
pH 6.5及50mM的ACES緩衝溶液(ACES：N-(2-乙醯胺基)-2-胺基乙磺酸)係經製備。0.6重量份的聚乙烯乙二醇係置於100重量份的經製備緩衝溶液內而溶解。接著，0.1重量份的界面活性劑辛基苯氧基聚乙氧乙醇(TritonX-100)及1.4重量份的酵素安定劑D-(+)-海藻糖二水合物(D-(+)-Trehalose dihydrate)係依序加入並溶解。
2.3重量份的氯化釕六胺(Ru(NH3)6Cl3)、0.9重量份的萘酚綠B及0.15重量份的黃素腺嘌呤雙核苷酸葡萄糖脫氫酶(FAD-GDH)係依序加入並溶解於該溶液中，因而製備該製劑組成物。
生物感測器的製備
係使用導電碳膏藉由絲網印刷方法而將一工作電極、一參考電極及一檢查電極形成於一聚脂下基板上。該等電極係使用烘箱在120℃下乾燥20分鐘，且接著使用絲網印刷方法塗覆絕緣膏。
該工作電極係塗覆以1mg的製劑組成物並在烘箱內於40℃下乾燥20分鐘。一間隔物係貼附於乾燥的下基板上。接著，覆蓋一上基板並加壓。
[實例2]
一製劑組成物係如實例1中方式經製備。除萘酚綠B係以1.8重量份添加外，該等成份的濃度係為相同。
一生物感測器係如實例1中方式經製備。
[實例3]
一製劑組成物係如實例1中方式經製備。除萘酚綠B係以3.5重量份添加外，該等成份的濃度係為相同。
一生物感測器係如實例1中方式經製備。
[實例4]
一製劑組成物係如實例1中方式經製備。除萘酚綠B係以6.6重量份添加外，該等成份的濃度係為相同。
一生物感測器係如實例1中方式經製備。
[比較例1]
一製劑組成物係如實例1中方式經製備。然而，該製劑組成物係經製備以具有1.5重量份的氯化釕六胺、0.15重量份的FAD-GDH，且不具有萘酚綠B。
一生物感測器係如實例1中方式經製備。
[比較例2]
一製劑組成物係如實例1中方式經製備。然而，該製劑組成物係經製備以具有1.5重量份的氯化釕六胺、0.15重量份的FAD-GDH，且不具有萘酚綠B。
一生物感測器係如實例1中方式經製備。
[比較例2]
一製劑組成物係如實例1中方式經製備。然而，該製劑組成物係經製備以具有3.1重量份的氯化釕六胺、0.15重量份的FAD-GDH，且不具有萘酚綠B。
一生物感測器係如實例1中方式經製備。
[比較例3]
一製劑組成物係如實例1中方式經製備。然而，該製劑組成物係經製備以具有4.6重量份的氯化釕六胺、0.15重量份的FAD-GDH，且不具有萘酚綠B。
一生物感測器係如實例1中方式經製備。
[比較例4]
一製劑組成物係如實例1中方式經製備。然而，該製劑組成物係經製備以具有4.4重量份的萘酚綠B、0.15重量份的FAD-GDH，且不具有氯化釕六胺。
一生物感測器係如實例1中方式經製備。
[比較例5]
一製劑組成物係如實例1中方式經製備。然而，該製劑組成物係經製 備以具有8.8重量份的萘酚綠B、0.15重量份的FAD-GDH，且不具有氯化釕六胺。
一生物感測器係如實例1中方式經製備。
[比較例6]
一製劑組成物係如實例1中方式經製備。然而，該製劑組成物係經製備以具有13.2重量份的萘酚綠B、0.15重量份的FAD-GDH，且不具有氯化釕六胺。
一生物感測器係如實例1中方式經製備。
[實驗實例]
由該等實例及比較例所製備的生物感測器係用於測量葡萄糖標準溶液中的電流。這裡的葡萄糖標準溶液係指從血管取出的血液，該血液具有42%的血容比，且使用葡萄糖分析儀(製造商：YSI Inc.，型號名稱：YSI 2300 STAT Plus)時具有若干葡萄糖濃度。
第2圖係為根據本發明比較例1至3之葡萄糖測量電流變化曲線圖。在第2圖中，T1係表示包含有1.5重量份的氯化釕六胺及0.15重量份的FAD-GDH之比較例1的實驗結果。T2係表示包含有3.1重量份的氯化釕六胺及0.15重量份的FAD-GDH之比較例2的實驗結果。T3係表示包含有4.6重量份的氯化釕六胺及0.15重量份的FAD-GDH之比較例3的實驗結果。
實例試驗係使用根據比較例1至3之生物感測器。結果是，可判定藉由葡萄糖濃度所測量到的電流並不逐漸增加，且在製劑組成物間不具萘酚綠B之生物感測器中的線性度並不固定。
第3圖係為根據本發明比較例4至6之葡萄糖測量電流變化曲線圖。在第3圖中，T1係表示包含有4.4重量份的萘酚綠B及0.15重量份的FAD-GDH之比較例4的實驗結果。T2係表示包含有8.8重量份的萘酚綠B及0.15重量份的FAD-GDH之比較例5的實驗結果。T3係表示包含有13.2重量份的萘酚綠B及0.15重量份的FAD-GDH之比較例6的實驗結果。
實例試驗係使用根據比較例4至6之生物感測器。結果是，可判定藉由葡萄糖濃度所測量到的電流並不逐漸增加，且在製劑組成物間不具氯化釕六胺之生物感測器中的線性度並不固定。
第4圖係為根據本發明實例1至4之葡萄糖測量電流變化曲線圖。在第4圖中，T1係表示包含有0.9重量份的萘酚綠B、2.3重量份的氯化釕六胺及0.15重量份的FAD-GDH之實例1的實驗結果。T2係表示包含有1.8重量份的萘酚綠B、2.3重量份的氯化釕六胺及0.15重量份的FAD-GDH之實例2的實驗結果。T3係表示包含有3.5重量份的萘酚綠B、2.3重量份的氯化釕六胺及0.15重量份的FAD-GDH之實例3的實驗結果。最後，T4係表示包含有6.6重量份的萘酚綠B、2.3重量份的氯化釕六胺及0.15重量份的FAD-GDH之實例3的實驗結果。
實例試驗係使用根據實例1至4之生物感測器。結果是，在大體上可判定藉由葡萄糖濃度所測量到的電流係隨著萘酚綠B的濃度增加而逐漸增加。此外，可判定在萘酚綠B的濃度為3.5重量份時其顯示出最佳的線性度。
為誘發適當的反應，根據本發明另一態樣之製劑組成物較佳地係使用相對於100重量份之緩衝溶液為濃度等於或大於0.1重量份且等於或小於20重量份的萘酚綠B，更佳地係使用濃度等於或大於1重量份且等於或小於5重量份的萘酚綠B。這是因為濃度小於0.1重量份的萘酚綠B係可致使來自該反應的輸出訊號為低，因此不利於讓其不能夠固定線性度，並且，在另一方面，濃度大於20重量份的萘酚綠B係可致使該製劑組合物溶解度劣化，而能夠導致在固定線性度及可重複性上失敗。最佳地，製劑組成物可使用相對於100重量份之緩衝溶液為濃度等於3.5重量份的萘酚綠B。
同時，在根據本發明之實例之電化學生物感測器中，該工作電極、該參考電極及該檢查電極係可設於在該下基板的平坦表面上。然而，該工作電極、該參考電極及該檢查電極亦可設於不同的表面(例如，上基板)上而彼此面對。
根據本發明，其能夠改善分析物的分析線性度，並因為可檢測少量分析物的濃度而可將測量血糖所需的血液減至最低程度。
由於根據本發明之生物感測器之製劑組成物之萘酚綠B具有好的溶解度，可容易在工業上使用且也價格低廉。因此，能夠提供價廉的生物感測器，且對於需要在一天內測量血糖數次的人非常有用。
然而，本發明之功效並不限於上述效用。其他未提及的功效係可為本領域中熟習該項技藝者由下列說明而理解。
儘管本發明的詳細實例已具體敘述如上，明顯地對於本領域具有通常知識者而言係可在本發明的範疇內進行各種修改及替換，且應理解此類修改及替換係落入本發明所附的申請專利範圍內。
100‧‧‧下基板
200‧‧‧間隔物
300‧‧‧上基板
20‧‧‧電極系統
21、22、23‧‧‧電極
24、25、26‧‧‧引線
30‧‧‧樣品注射單元
40‧‧‧排氣單元

Claims (11)

  1. 一種生物感測器用之製劑組成物，其中該製劑組成物係包含至少二種電子傳遞媒介及一酵素，其中該電子傳遞媒介包括氯化釕六胺(Ru(NH3)6Cl3)與萘酚綠B；其中該萘酚綠B相對於100重量份之緩衝溶液係等於或大於1重量份且等於或少於5重量份。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之製劑組成物，其中該酵素係為氧化還原酶、脫氫酶、轉移酶或水解酶中之任一者。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之製劑組成物，其中該氧化還原酶係為選自由黃素腺嘌呤雙核苷酸-葡萄糖脫氫酶、菸鹼醯胺腺嘌呤雙核苷酸-葡萄糖脫氫酶、吡咯並喹啉醌葡萄糖脫氫酶、麩胺酸脫氫酶、葡萄糖氧化酶、膽固醇氧化酶、膽固醇酯酵素、乳酸氧化酶、抗壞血酸氧化酶、醇氧化酶、醇脫氫酶及膽紅素氧化酶所組成之群之至少一者。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之製劑組成物，其中該製劑組成物更包括界面活性劑、水溶性聚合物、脂肪酸、四級銨鹽及酵素安定劑中之至少一者。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之製劑組成物，其中該界面活性劑係為非離子系界面活性劑、兩性界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑及天然界面活性劑中之至少一者。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之製劑組成物，其中該水溶性聚合物係為聚乙烯基吡咯啶酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、全氟磺酸鹽、羥乙基纖維素(HEC)、羥丙基纖維素(HPC)、羧甲基纖維素(CMC)、醋酸纖維素及聚醯胺纖維中之至少一者。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中之任一項所述之製劑組成物， 其中該製劑組成物係為一用於葡萄糖生物感測器之製劑組成物。
  8. 一種用以測量樣品中的分析物之生物感測器，該生物感測器包括：一下基板，係包含至少一電極，且一於該電極上與該分析物反應之製劑組成物係塗覆於其一表面上；一間隔物，係形成於該下基板上，該間隔物於一面向該電極之表面上係包含一樣品注射單元，讓該樣品被吸入並引導至該電極之一位置；以及一設於該間隔物上之上基板，其中該製劑組成物包含至少二種電子傳遞媒介及一酵素，其中該電子傳遞媒介包括氯化釕六胺(Ru(NH3)6Cl3)與萘酚綠B；其中該萘酚綠B相對於100重量份之緩衝溶液係等於或大於1重量份且等於或少於5重量份。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之生物感測器，其中該上基板更包含一經配置以排出該樣品中的空氣之排氣單元。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之生物感測器，其中該排氣單元係具有一形成於垂直該樣品吸入方向的方向上之半圓筒形狀。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之生物感測器，其中該酵素係為氧化還原酶、脫氫酶、轉移酶或水解酶中之任一者。
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