為含有葡萄糖氧化酶的膜殺菌的方法和相應的生物傳感器的製造方法
2023-07-02 01:59:21 1
為含有葡萄糖氧化酶的膜殺菌的方法和相應的生物傳感器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種為含有葡萄糖氧化酶的膜殺菌的方法，包括：用伽馬射線照射浸於磷酸鹽緩衝溶液中的所述含有葡萄糖氧化酶的膜。本發明也涉及相應的生物傳感器。
【專利說明】為含有葡萄糖氧化酶的膜殺菌的方法和相應的生物傳感器
【背景技術】
[0001]本發明涉及為含有葡萄糖氧化酶的膜殺菌的方法和相應的生物傳感器。
[0002]裝有包含葡萄糖氧化酶的膜的生物傳感器被用於連續及/或自動地監控像糖尿病患者這類人群的體液(例如血液或者間液)中的葡萄糖水平。裝有包含葡萄糖氧化酶的膜的生物傳感器也被用於自動及/或連續地檢測葡萄糖水平以監控生物反應器中的細胞生長。
[0003]為避免細菌、真菌、病毒等生物汙染物或病原體的至少潛在的威脅，保證使用者的健康與安全或生物反應器的正常運行，為生物傳感器殺菌是十分重要的。
[0004]伽馬射線照射、高壓殺菌處理、和乙撐氧處理是一些殺菌技術。但是，在消除或者滅活有害的、潛在危險的生物汙染物或病原體的同時，伽馬射線也會損害含有葡萄糖氧化酶的膜，降低生物傳感器的靈敏度。所以，人們開發了在為生物傳感器和/或含有葡萄糖氧化酶的膜殺菌的同時保護它們免受損害的方法。
[0005]例如，美國專利申請第2010/0293892號公開了一項保護酶(葡萄糖氧化酶)傳感器並同時保持其無菌狀態的包裝方法，涉及用射線照射密封的包裝之前向包裝內充入惰性氣體以產生過量的氣壓，或者將包裝抽真空。
[0006]也有為其他生物材質殺菌並同時避免過多損害的方法。舉例而言,美國專利第7848487號公開了尿激酶、固定抗胰島素單克隆抗體、和豬心瓣膜尖在非水環境中接受伽馬射線的照射依舊能保持活性，但是在水性環境(磷酸鹽緩衝溶液)中接受伽馬射線後會明顯失去活性。另外，美 國專利申請第2002/004488號公開在磷酸鹽緩衝溶液作為填充液的容器中接受伽馬射線，如果沒有正電荷的三糖或高糖，抗人類CD4單克隆抗體會失去活性，但是，若有正電荷的三糖或高糖存在，抗人類CD4單克隆抗體會依舊保持活性。
[0007]包括在以上專利或專利申請中提及的用伽馬射線為生物傳感器和/或含有葡萄糖氧化酶的膜殺菌等現有方法，都不能將靈敏度損失控制在一些特定環境中所要求的合理範圍內。
[0008]因此，需要提供新的或者改進的為生物傳感器和/或含有葡萄糖氧化酶的膜殺菌的方法及相應的生物傳感器。
【發明內容】
[0009]一方面，本發明涉及一種為含有葡萄糖氧化酶的膜殺菌的方法，包括:用伽馬射線照射浸於磷酸鹽緩衝溶液中的所述含有葡萄糖氧化酶的膜。
[0010]另一方面，本發明涉及裝有通過以上所述方法殺菌的含有葡萄糖氧化酶的膜的生物傳感器。
[0011]另一方面，本發明涉及裝有包含葡萄糖氧化酶的膜的生物傳感器。其通過後述方法殺菌:在所述含有葡萄糖氧化酶的膜浸於磷酸鹽緩衝溶液中的情況下用伽馬射線照射。
[0012]結合詳細說明並參照附圖可以更好地理解本發明的特色，組成以及優點。【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是例I所得到的圖表。
[0014]圖2是例2所得到的圖表。
【具體實施方式】
[0015]說明書中的近似用語用來修飾數量，表示本發明並不限定於該具體數量，還包括與該數量接近的可接受的而不會導致相關基本功能的改變的修正的部分。相應的，用「大約」、「約」等修飾一個數值，意為本發明不限於該精確數值。在某些例子中，近似用語可能對應於測量數值的儀器的精度。
[0016]本發明中所提及的數值包括從低到高一個單元一個單元增加的所有數值，此處假設任何較低值與較高值之間間隔至少兩個單元。舉例來說，如果說了一個組分的數量或一個工藝參數的值，比如，溫度，壓力，時間等等，例如從25到40，是想表達30到35，26到39，33到35，28 到32等數值都已經明白的列舉在此說明書中。對於小於I的數值，
0.0001, 0.001, 0.01或者0.1被認為是比較適當的一個單元。前述只是想要表達的特別示例，所有在列舉的最低到最高值之間的數值組合均被視為以類似方式清楚地列在本說明書中。
[0017]在以下的說明和權利要求中，除非另有說明，單複數沒有特別限定。
[0018]在此涉及的「也許」、「可能」、「可」、「可以」表示在某種情況下發生的可能性；某種特定所有權、特點或功能；和/或通過修飾動詞來表示一個或多個能力、性能或與被修飾動詞相關的可能性。相應地，「也許」、「可能」、「可」、「可以」表示儘管在一些情境下，被修飾詞不能合適地、可能地或適當地來說明容量、功能或用處，但是在此被視為合適的、可能的或適當的。例如，在一些情境下，需要某些事項或容量，但是在另外的情境下，它們可能不會出現。這些區別由「也許」、「可能」、「可」、「可以」等詞來表示。
[0019]本發明中，「殺菌」及其類似表達表示依據本發明方法處理含有葡萄糖氧化酶的膜和/或生物傳感器時，存在於待處理的含有葡萄糖氧化酶的膜和/或生物傳感器中的至少一種活性生物汙染物或病原體的減少。
[0020]本發明中，「生物汙染物或病原體」指的是在與含有葡萄糖氧化酶的膜和/或生物傳感器直接或非直接接觸時，會對含有葡萄糖氧化酶的膜或其使用環境產生有害影響的生物汙染物或病原體。生物汙染物或病原體包括各種細菌、真菌和病毒等。
[0021]本發明中提及的「活性生物汙染物或病原體」是指能單獨或與其他因素一起對含有葡萄糖氧化酶的膜和/或其使用環境產生有害影響的生物汙染物或病原體，其他因素的示例如第二生物汙染物或病原體、天然蛋白質(野生或變異)或抗體。
[0022]在一些實施例中，其使用環境可為生物傳感器運行和細胞生長的生物反應器。如果生物傳感器未被殺菌，存在於生物傳感器和/或含有葡萄糖氧化酶的膜中的「生物汙染物或病原體」可能汙染生物反應器中培養的細胞並造成細胞培養的失敗。
[0023]含有葡萄糖氧化酶的膜可能是任何含有葡萄糖氧化酶的膜。在一些實施例中，含有葡萄糖氧化酶的膜是任意一種含有葡萄糖氧化酶並可被用於，例如，測試葡萄糖的水平的生物傳感器的膜，這些膜可通過商業渠道從美國麻薩諸塞州Waltham的NOVABiomedical 公司、美國俄亥俄州 Yellow Springs 的 YSI Incoporated and Xylem, Inc.公司、中國山東科學院生物研究所等購得。
[0024]在一些實施例中，用於檢測葡萄糖水平的生物傳感器包含複合電極以及含有葡萄糖氧化酶的膜。其中複合電極包含兩個電極，以及介於兩電極之間的絕緣體。電極可由例如鉬和/或銀/氯化銀製成。可在殺菌之前或之後將含有葡萄糖氧化酶的膜安裝於生物傳感器中。若在殺菌之前將含有葡萄糖氧化酶的膜安裝於生物傳感器中，在一些實施例中，可於安裝後在含有葡萄糖氧化酶的膜浸入磷酸鹽緩衝溶液中的情況下通過用伽馬射線照射來對生物傳感器進行殺菌。
[0025]伽馬射線可由鈷或銫的同位素產生。施加伽馬射線的有效比率可以為:既能有效為含有葡萄糖氧化酶的膜和/或生物傳感器殺菌，又能將其對含有葡萄糖氧化酶的膜的損害控制在可接受範圍內。合適的伽馬射線比率可根據特性作相應調整，例如特定的含有葡萄糖氧化酶的膜和/或生物傳感器，和/或要被殺滅的特定的生物汙染物或病原體的屬性和特徵。在殺菌過程中，保持伽馬射線的比率穩定更為適宜。若無法達到此要求或並無需要，可以使用可變的或間斷的射線。
[0026]在一些實施例中，可根據如使用的生物物質而優化伽馬射線的施加比率。低((3kGy/小時)和高(>3kGy/小時)都能達到效果。降低伽馬射線的比率能減少對含有葡萄糖氧化酶的膜的損害，但是它也導致需要更長的放射時間以獲取所需的特定總劑量。在一定環境中可能更需要較高的劑量比率，例如用以最小化物流問題和成本，以及在可能情況下，依據本發明所述，用來保護含有葡萄糖氧化酶的膜避免受到放射的損害。根據本發明的一實施例，伽馬射線的放射比率為20kGy/小時。
[0027]在一些實施例中，對含有葡萄糖氧化酶的膜和/或生物傳感器進行的伽馬射線放射應保持一段有效時間以達到殺菌目的。與放射比率相應，合適的放射時間由用於含有葡萄糖氧化酶的膜和/或生物傳感器上的合適的放射劑量決定。合適的放射時間可依據特定的放射比率和/或含有 葡萄糖氧化酶的膜和/或生物傳感器的屬性和特質來作相應調整。
[0028]在一些實施例中，伽馬射線放射的有效總劑量為:既能有效為含有葡萄糖氧化酶的膜和/或生物傳感器殺菌，又能將其對含有葡萄糖氧化酶的膜的損害控制在可接受範圍內。合適的伽馬射線的總劑量可根據一定特性作相應調整，例如特定的含有葡萄糖氧化酶的膜和/或生物傳感器的屬性和特徵，所用伽馬射線的特定形式，和/或要被殺滅的特定的生物汙染物或病原體。在一些實施例中，伽馬射線的總劑量為至少約25kGy，在另一些實施例中，則在約25kGy到約40kGy的範圍內。
[0029]在一些實施例中，伽馬射線照射可以在任何不對含有葡萄糖氧化酶的膜和/或生物傳感器產生不利影響的溫度進行，或者在任何不對含有葡萄糖氧化酶的膜和/或生物傳感器產生實質性損害的溫度進行。
[0030]在一些實施例中，伽馬射線的照射是在常溫進行的。在一些實施例中，照射是在低溫環境進行，例如低於常溫的(TC，-200C，-400C，-600C，_78°C或者-196°C。在一些實施例中，照射在高溫環境進行，例如高於常溫的37°C，60°C，72°C或者80°C。
[0031]在一些實施例中，照射在一個溫度範圍內進行，而不是在一個特定的溫度值進行。
[0032]在一些實施例中，伽馬射線照射可以在任何不對含有葡萄糖氧化酶的膜和/或生物傳感器產生不利影響的氣壓中進行。在一些實施例中，照射在常壓進行。
[0033]磷酸鹽緩衝溶液是以水為基礎的鹽溶液，包含磷酸鈉，在一些情況下，和/或氯化鈉、氯化鉀和磷酸鉀。磷酸鈉或磷酸鉀可以為磷酸二鈉/鉀或者酸式磷酸鈉/鉀。一些磷酸鹽緩衝溶液的成分包括鈣或鎂。在一些實施例中，磷酸鹽緩衝溶液的PH值約為7。一種pH為7.4的示例磷酸鹽緩衝溶液中的成分在下表I中列出。
[0034]表I
[0035]
【權利要求】
1.一種為含有葡萄糖氧化酶的膜殺菌的方法，其特徵在於:其包括:用伽馬射線照射浸於磷酸鹽緩衝溶液中的所述含有葡萄糖氧化酶的膜。
2.如權利要求1所述為含有葡萄糖氧化酶的膜殺菌的方法，其特徵在於:伽馬射線的劑量為大約25kGy到大約40kGy。
3.如權利要求1所述為含有葡萄糖氧化酶的膜殺菌的方法，其特徵在於:伽馬射線照射比率為大約20kGy/小時。
4.如權利要求1所述為含有葡萄糖氧化酶的膜殺菌的方法，其特徵在於:浸在磷酸鹽緩衝溶液中的所述含有葡萄糖氧化酶的膜位於塑料容器中。
5.如權利要求1所述為含有葡萄糖氧化酶的膜殺菌的方法，其特徵在於:浸在磷酸鹽緩衝溶液中的所述含有葡萄糖氧化酶的膜位於生物傳感器中。
6.如權利要求5所述為含有葡萄糖氧化酶的膜殺菌的方法，其特徵在於:所述生物傳感器包括鉬電極和銀/氯化銀電極。
7.—種生物傳感器，其特徵在於:其包括以權利要求1中所述為含有葡萄糖氧化酶的膜殺菌的方法殺菌的含有葡萄糖氧化酶的膜。
8.如權利要求7所述的生物傳感器，其特徵在於:其對於葡萄糖的靈敏度大約為裝有未殺菌的含有葡萄糖氧化酶的膜的生物傳感器的80%。
9.如權利要求8所述的生物傳感器，包含鉬電極和銀/氯化銀電極。
10.一種裝有含有葡萄糖氧化酶的膜的生物傳感器，其特徵在於:其通過後述方法殺菌:在所述含有葡萄糖氧化酶的膜`浸於磷酸鹽緩衝溶液中的情況下用伽馬射線照射。
【文檔編號】A61L2/08GK103446600SQ201210177082
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年5月31日 優先權日:2012年5月31日
【發明者】徐軼達, 陳睿, 陳林 申請人:通用電氣公司