特許 7612871 連続カリウムセンサおよびその使用方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-27

(45)【発行日】2025-01-14

(54)【発明の名称】連続カリウムセンサおよびその使用方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/1486 20060101AFI20250106BHJP

【ＦＩ】

A61B5/1486

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2023538854

(86)(22)【出願日】2021-12-23

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-11

(86)【国際出願番号】 US2021065137

(87)【国際公開番号】W WO2022140695

(87)【国際公開日】2022-06-30

【審査請求日】2023-08-18

(31)【優先権主張番号】63/129,793

(32)【優先日】2020-12-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/132,669

(32)【優先日】2020-12-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/257,484

(32)【優先日】2021-10-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500211047

【氏名又は名称】アボット ダイアベティス ケア インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＢＢＯＴＴ ＤＩＡＢＥＴＥＳ ＣＡＲＥ ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】リウ、ゼンホァ

(72)【発明者】

【氏名】クロイツ、バリー エス．

(72)【発明者】

【氏名】オジャ、ヤグヤ ラージ

(72)【発明者】

【氏名】フェルドマン、ベンジャミン ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】リアリー、トーマス ピー．

(72)【発明者】

【氏名】グエン、トラム

【審査官】佐藤 秀樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０１９８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】Ron Mazzachi，Enzymatic determination of potassiumin serum，Clinical Chemistry，1989年06月，Vol.35, No.5，pp.817-820

【文献】Ebenezer Ajewole，Structural basis of potassium activation in plant asparaginases，The FEBS Journal，2018年03月，Vol.285，pp.1528-1539

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／１４８６

Ｇ０１Ｎ ２７／３２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ｉ）少なくとも第１の作用電極および第２の作用電極を含むセンサ尾部と、
（ｉｉ）前記第１の作用電極の表面上に配置された、第１のアスパラギン酸オキシダーゼを含む、第１の分析物応答性活性エリアと、
（ｉｉｉ）前記第２の作用電極の表面上に配置された、第２のアスパラギン酸オキシダーゼを含む、第２の分析物応答性活性エリアと、
（ｉｖ）前記第１の分析物応答性活性エリアおよび／または前記第２の分析物応答性活性エリアをオーバーコートする、カリウムに対して透過性の第１の物質移動制限膜と、を含み、
前記第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび前記第２のアスパラギン酸オキシダーゼが、互いに異なるカリウム依存性を有する、カリウムを検出するための分析物センサ。

【請求項2】

前記第１の分析物応答性活性エリアが第１のアスパラギナーゼをさらに含み、かつ／または前記第２の分析物応答性活性エリアが第２のアスパラギナーゼをさらに含む、請求項１に記載の分析物センサ。

【請求項3】

前記第１のアスパラギナーゼおよび前記第２のアスパラギナーゼが、互いに異なるカリウム依存性を有する、請求項２に記載の分析物センサ。

【請求項4】

（ａ）前記第１の分析物応答性活性エリアが、前記第１のアスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の酵素層と、前記第１の酵素層上に配置された、前記第１のアスパラギナーゼを含む第２の酵素層とを含み、および／または
（ｂ）前記第２の分析物応答性活性エリアが、前記第２のアスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の酵素層と、前記第１の酵素層上に配置された、前記第２のアスパラギナーゼを含む第２の酵素層とを含む、
請求項２または３に記載の分析物センサ。

【請求項5】

（ａ）前記第１の分析物応答性活性エリアが、前記第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび前記第１のアスパラギナーゼを含む第１の酵素層を含み、および／または
（ｂ）前記第２の分析物応答性活性エリアが、前記第２のアスパラギン酸オキシダーゼおよび前記第２のアスパラギナーゼを含む第１の酵素層を含む、
請求項２または３に記載の分析物センサ。

【請求項6】

前記第１の分析物応答性活性エリアおよび／または前記第２の分析物応答性活性エリアが、電子移動剤をさらに含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の分析物センサ。

【請求項7】

前記第１の分析物応答性活性エリアおよび／または前記第２の分析物応答性活性エリアが、安定化剤をさらに含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の分析物センサ。

【請求項8】

前記第１の物質移動制限膜が、ポリビニルピリジン系ポリマー、ポリビニルイミダゾール、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリエーテルウレタン、シリコーン、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の分析物センサ。

【請求項9】

対象に埋め込み済みの請求項１～８のいずれか一項に記載の分析物センサを使用して、前記対象におけるカリウムのレベルを測定するための方法。

【請求項10】

対象に埋め込み済みの分析物センサを使用して流体中のカリウムイオンを検出するための方法であって、
前記分析物センサは、
（ａ）少なくとも第１の作用電極および第２の作用電極を含むセンサ尾部と、
（ｂ）前記第１の作用電極の表面上に配置された、第１のアスパラギン酸オキシダーゼを含む、第１の分析物応答性活性エリアと、
（ｃ）前記第２の作用電極の表面上に配置された、第２のアスパラギン酸オキシダーゼを含む、第２の分析物応答性活性エリアと、
（ｄ）前記第１の分析物応答性活性エリアおよび／または前記第２の分析物応答性活性エリアをオーバーコートする、カリウムに対して透過性の第１の物質移動制限膜と、を備え、
前記方法は、
（ｉ）前記第１の作用電極および前記第２の作用電極に電位を印加するステップと、
（ｉｉ）前記第１の分析物応答性活性エリアの酸化還元電位以上で、第１の信号を取得するステップと、
（ｉｉｉ）前記第２の分析物応答性活性エリアの酸化還元電位以上で、第２の信号を取得するステップと、
（ｉｖ）前記第１の信号および前記第２の信号を流体中のカリウムイオンの濃度に相関させるステップと、を含み、
前記第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび前記第２のアスパラギン酸オキシダーゼが互いに異なるカリウム依存性を有する、方法。

【請求項11】

前記第１の分析物応答性活性エリアが第１のアスパラギナーゼをさらに含み、かつ／または前記第２の分析物応答性活性エリアが第２のアスパラギナーゼをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記第１のアスパラギナーゼおよび前記第２のアスパラギナーゼが、互いに異なるカリウム依存性を有する、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

（ａ）前記第１の分析物応答性活性エリアが、前記第１のアスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の酵素層と、前記第１の酵素層上に配置された前記第１のアスパラギナーゼを含む第２の酵素層とを含み、および／または
（ｂ）前記第２の分析物応答性活性エリアが、前記第２のアスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の酵素層と、前記第１の酵素層上に配置された前記第２のアスパラギナーゼを含む第２の酵素層とを含む、
請求項１１または１２に記載の方法。

【請求項14】

（ａ）前記第１の分析物応答性活性エリアが、前記第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび前記第１のアスパラギナーゼを含む第１の酵素層を含み、および／または
（ｂ）前記第２の分析物応答性活性エリアが、前記第２のアスパラギン酸オキシダーゼおよび前記第２のアスパラギナーゼを含む第１の酵素層を含む、
請求項１１または１２に記載の方法。

【請求項15】

前記第１の分析物応答性活性エリアおよび／または前記第２の分析物応答性活性エリアが、電子移動剤をさらに含む、請求項１０～１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記第１の分析物応答性活性エリアおよび／または前記第２の分析物応答性活性エリアが、安定化剤をさらに含む、請求項１０～１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

前記第１の物質移動制限膜が、ポリビニルピリジン系ポリマー、ポリビニルイミダゾール、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリエーテルウレタン、シリコーン、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１０～１６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項18】

（ａ）前記流体が間質液であり、
（ｂ）前記対象は、神経学的状態または糖尿病のリスクがあるか、または神経学的状態または糖尿病を有し、
（ｃ）前記センサ尾部は、前記対象に埋め込まれるように構成され、および／または
（ｄ）前記分析物センサが前記対象に埋め込まれる期間は、少なくとも約１５日間である、
請求項１０～１７のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に記載される主題は、カリウムイオンを感知するための分析物センサおよびその使用方法に関する。

【背景技術】

【0002】

個体内の様々な分析物の検出は、正常な分析物レベルからの逸脱が生理学的状態を示し得るので、個体の健康状態をモニタリングするために極めて重要である場合がある。例えば、グルコースレベルをモニタリングすることは、糖尿病に罹患している人々が、重大な生理学的害を回避するために、薬剤の投与または特定の食品もしくは飲料製品の消費を含む適切な是正措置をとることを可能にすることができる。カリウムなどの他の分析物は、特定の生理学的状態をモニタリングするのに望ましい場合がある。特定の例では、特に、ある人が、２つ以上の分析物が互いに組み合わされて同時に調節不全になる併発状態に罹患している場合、２つ以上の分析物をモニタリングして単一または複数の生理学的状態をモニタリングすることが望ましい場合がある。

【0003】

個体における分析物モニタリングは、ある期間にわたって周期的または連続的に行うことができる。定期的な分析物モニタリングは、血液または尿などの体液の試料を設定された時間間隔で採取し、エクスビボで分析することによって行うことができる。周期的なエクスビボでの分析物モニタリングは、多くの個体の生理学的状態を決定するのに十分であり得る。しかしながら、エクスビボでの分析物モニタリングは、場合によっては不便であるか、または痛みを伴うことがある。さらに、分析物測定値が適切な時間に得られない場合、失われたデータを回復する方法がない。連続的な分析物モニタリングは、分析をインビボで行うことができるように、個体の組織内（例えば、皮膚、皮下、または静脈内）に少なくとも部分的に埋め込まれたままである１つ以上のセンサを使用して行うことができる。埋め込まれたセンサは、個体の特定のヘルスニードおよび／または以前に測定された分析物レベルに応じて、オンデマンドで、設定されたスケジュールで、または連続的に分析物データを収集することができる。インビボに埋め込まれたセンサによる分析物モニタリングは、重度の分析物調節不全および／または急速に変動する分析物レベルを有する個体にとってより望ましいアプローチであり得るが、他の個体にとっても同様に有益であり得る。埋め込まれた分析物センサは、長期間にわたって個体の組織内に留まることが多いので、そのような分析物センサが、高度の生体適合性を示す安定した材料から作製されることが非常に望ましい場合がある。

【0004】

多くの分析物は、適切な検出化学が同定され得るならば、生理学的分析のための興味深い標的を表す。この目的のために、インビボで連続的にグルコースをアッセイするように構成された酵素ベースの電流測定センサが、糖尿病個体の健康のモニタリングを助けるために近年開発され、洗練されてきた。糖尿病個体においてグルコースと同時に起こる調節不全を一般に受ける他の分析物としては、例えば、カリウムが挙げられる。その上、グルコース調節不全とは無関係にカリウムをモニタリングすることも望ましい場合がある。例えば、カリウムレベルは、様々な腎臓または心臓疾患に罹患している人々においてモニタリングするのに重要であり得る。インビボでカリウムを検出するように構成された埋め込み型分析物センサは、現在利用可能ではない。したがって、当技術分野において、インビボでカリウムを検出するためのセンサが必要とされている。

【発明の概要】

【0005】

開示される主題の目的および利点は、以下の説明に記載されるとともに以下の説明から明らかであり、開示される主題の実施によって習得される。開示される主題のさらなる利点は、記載された説明およびその特許請求の範囲において特に挙げられたデバイスによって、ならびに添付の図面から、実現および達成されるであろう。

【0006】

これらの利点および他の利点を達成するために、開示される主題の目的に従って、具体化され広く説明されるように、開示される主題は、インビボでカリウムレベルをモニタリングするための分析物センサに関する。

【0007】

特定の実施形態では、分析物センサは、少なくとも第１の作用電極および第２の作用電極を備えるセンサ尾部を含む。特定の実施形態では、分析物センサは、第１の作用電極の表面上に配置され、第１のアスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の分析物応答性活性エリアと、第２の作用電極の表面上に配置され、第２のアスパラギン酸オキシダーゼを含む第２の分析物応答性活性エリアとをさらに含む。特定の実施形態では、第１の分析物応答性活性エリアおよび／または第２の分析物応答性エリアをオーバーコートする、カリウムに対して透過性の第１の物質移動制限膜をさらに含む。特定の実施形態では、第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のアスパラギン酸オキシダーゼは、異なるカリウム依存性を有する。例えば、限定するものではないが、第１のアスパラギン酸オキシダーゼはカリウム非依存性であり、第２のアスパラギン酸オキシダーゼはカリウム依存性である。

【0008】

特定の実施形態では、第１の分析物応答性活性エリアは、第１のアスパラギナーゼをさらに含み、第２の分析物応答性活性エリアは、第２のアスパラギナーゼをさらに含む。特定の実施形態では、第１のアスパラギナーゼおよび第２のアスパラギナーゼは、異なるカリウム依存性を有する。例えば、限定するものではないが、第１のアスパラギナーゼはカリウム非依存性であり、第２のアスパラギナーゼはカリウム依存性である。特定の実施形態では、第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のアスパラギン酸オキシダーゼは、両方ともカリウム非依存性である。特定の実施形態では、第１の分析物応答性活性エリアが、第１のアスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の酵素層と、第１の酵素層上に配置された第１のアスパラギナーゼを含む第２の酵素層とを含む。特定の実施形態では、第２の分析物応答性活性エリアが、第２のアスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の酵素層と、第１の酵素層上に配置された第２のアスパラギナーゼを含む第２の酵素層とを含む。特定の実施形態では、第１の分析物応答性活性エリアが、第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび第１のアスパラギナーゼを含む第１の酵素層を含む。特定の実施形態では、第２の分析物応答性活性エリアが、アスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のアスパラギナーゼを含む第１の酵素層を含む。

【0009】

特定の実施形態では、第１の分析物応答性活性エリアおよび／または第２の分析物応答性活性エリアは、電子移動剤および／または安定化剤をさらに含む。特定の実施形態では、第１の物質移動制限膜が、ポリビニルピリジン系ポリマー、ポリビニルイミダゾール、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリエーテルウレタン、シリコーン、またはこれらの組み合わせを含む。

【0010】

特定の実施形態では、分析物センサは、少なくとも第１の作用電極および第２の作用電極を備えるセンサ尾部を含む。特定の実施形態では、第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、第１の作用電極の表面上に配置され、カリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼを含む。特定の実施形態では、第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、第２の作用電極の表面上に配置され、カリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼを含む。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩およびカリウムに対して透過性である第１の物質移動制限膜は、第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアおよび／または第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアをオーバーコートする。特定の実施形態では、第１および／または第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、電子移動剤をさらに含む。例えば、限定するものではないが、第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは第１の電子移動剤を含み、第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは第２の電子移動剤を含む。特定の実施形態では、カリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼおよび／または第１の電子移動剤は、第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリア内のポリマーに共有結合している。特定の実施形態では、カリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼおよび／または第２の電子移動剤は、第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリア内のポリマーに共有結合している。特定の実施形態では、第１および／または第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、安定化剤、例えばアルブミンをさらに含む。特定の実施形態では、第１の物質移動制限膜が、ポリビニルピリジン系ポリマー、ポリビニルイミダゾール、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリエーテルウレタン、シリコーン、またはこれらの組み合わせを含む。

【0011】

特定の実施形態では、分析物センサは、少なくとも第１の作用電極および第２の作用電極を備えるセンサ尾部を含む。特定の実施形態では、分析物センサは、第１の作用電極の表面上に配置され、第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび第１のアスパラギナーゼを含む第１のアスパラギン応答性活性エリアと、第２の作用電極の表面上に配置され、第２のアスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のアスパラギナーゼを含む第２のアスパラギン応答性活性エリアとをさらに含む。特定の実施形態では、分析物センサは、第１のアスパラギン応答性活性エリアおよび／または第２のアスパラギン応答性エリアをオーバーコートする、アスパラギンに対して透過性の第１の物質移動制限膜をさらに含む。特定の実施形態では、第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のアスパラギン酸オキシダーゼはカリウム非依存性である。特定の実施形態では、第１のアスパラギナーゼおよび第２のアスパラギナーゼは、異なるカリウム依存性を有する。例えば、限定するものではないが、第１のアスパラギナーゼはカリウム非依存性であり、第２のアスパラギナーゼはカリウム依存性である。

【0012】

特定の実施形態では、第１のアスパラギン応答性活性エリアおよび／または第２のアスパラギン応答性活性エリアは、電子移動剤をさらに含む。特定の実施形態では、第１の酵素系中の酵素のうちの１つ以上は、第１のアスパラギン応答性活性エリア内のポリマーに共有結合しており、かつ／または第２の酵素系中の酵素のうちの１つ以上は、第２のアスパラギン応答性エリア内のポリマーに共有結合している。特定の実施形態では、第１の物質移動制限膜が、ポリビニルピリジン系ポリマー、ポリビニルイミダゾール、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリエーテルウレタン、シリコーン、またはこれらの組み合わせを含む。

【0013】

特定の実施形態では、第１のアスパラギン応答性活性エリアは、アスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の酵素層と、第１の酵素層上に配置された第１のアスパラギナーゼを含む第２の層とを含む。特定の実施形態では、第１のアスパラギン応答性活性エリアは、アスパラギン酸オキシダーゼおよび第１のアスパラギナーゼを含む酵素層を含む。代替的にまたは追加的に、第２のアスパラギン応答性活性エリアは、アスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の酵素層と、第１の酵素層上に配置された第２のアスパラギナーゼを含む第２の層とを含む。特定の実施形態では、第２のアスパラギン応答性活性エリアは、アスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のアスパラギナーゼを含む酵素層を含む。

【0014】

特定の実施形態では、本開示の分析物センサは、第３の作用電極と、第３の作用電極の表面上に配置され、カリウムとは異なる第２の分析物に応答する活性エリアとを含み、その活性エリアは、第２の分析物に応答する少なくとも１つの酵素を含む。特定の実施形態では、第２の分析物は、グルタミン酸塩、グルコース、ケトン、乳酸塩、酸素、ヘモグロビンＡ１Ｃ、アルブミン、アルコール、アルカリホスファターゼ、アラニントランスアミナーゼ、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、ビリルビン、血中尿素窒素、カルシウム、二酸化炭素、塩化物、クレアチニン、ヘマトクリット、乳酸塩、マグネシウム、酸素、ｐＨ、リン、カリウム、ナトリウム、アスパラギン酸塩、アスパラギン、総タンパク質、および／または尿酸である。特定の実施形態では、物質移動制限膜の第２の部分または第２の物質移動制限膜は、第３の作用電極上の活性エリアをオーバーコートする。あるいは、第２の物質移動制限膜は、第３の作用電極上の活性エリアをオーバーコートし、かつ／または第３の作用電極上の活性エリアとアスパラギン応答性活性エリアのうちの１つ以上とをオーバーコートする。

【0015】

本開示は、流体、例えば生体液中のカリウム、例えばカリウムイオンを検出するための方法をさらに提供する。特定の実施形態では、本開示の任意の分析物センサは、流体、例えば、対象の生体液中のカリウム、例えば、カリウムイオンを検出するために使用されてもよい。特定の実施形態では、分析物センサが、神経学的状態または糖尿病のリスクがあるか、または神経学的状態または糖尿病を有する対象に埋め込まれる。特定の実施形態では、分析物センサは約１５日間、対象に埋め込まれる。

【0016】

特定の実施形態では、方法は、分析物センサを提供するステップを含み、分析物センサは、少なくとも第１の作用電極および第２の作用電極を備えるセンサ尾部を含む。特定の実施形態では、分析物センサは、第１の作用電極の表面上に配置され、第１のアスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の分析物応答性活性エリアと、第２の作用電極の表面上に配置され、第２のアスパラギン酸オキシダーゼを含む第２の分析物応答性活性エリアとをさらに含む。特定の実施形態では、第１の分析物応答性活性エリアおよび／または第２の分析物応答性エリアをオーバーコートする、カリウムに対して透過性の第１の物質移動制限膜をさらに含む。特定の実施形態では、第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のアスパラギン酸オキシダーゼは、異なるカリウム依存性を有する。例えば、限定するものではないが、第１のアスパラギン酸オキシダーゼはカリウム非依存性であり、第２のアスパラギン酸オキシダーゼはカリウム依存性である。特定の実施形態では、第１の分析物応答性活性エリアは、第１のアスパラギナーゼをさらに含み、第２の分析物応答性活性エリアは、第２のアスパラギナーゼをさらに含む。特定の実施形態では、第１のアスパラギナーゼおよび第２のアスパラギナーゼは、異なるカリウム依存性を有する。例えば、限定するものではないが、第１のアスパラギナーゼはカリウム非依存性であり、第２のアスパラギナーゼはカリウム依存性である。特定の実施形態では、本方法は、第１の作用電極および第２の作用電極に電位を印加するステップと、第１の分析物応答活性エリアの酸化還元電位以上で第１の信号を取得するステップと、第２の分析物応答活性の酸化還元電位以上で第２の信号を取得するステップと、第１の信号および第２の信号を、流体中のカリウムの濃度に相関させるステップとをさらに含む。

【0017】

特定の実施形態では、本方法は、少なくとも第１の作用電極および第２の作用電極を含むセンサ尾部と、第１の作用電極の表面上に配置された、カリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼを含む第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアと、第２の作用電極の表面上に配置された、カリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼを含む第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアと、第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアおよび／または第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアをオーバーコートする、アスパラギン酸塩およびカリウムに対して透過性の第１の物質移動制限膜とを含む分析物センサを提供するステップを含んでもよい。特定の実施形態では、本方法は、第１の作用電極および第２の作用電極に電位を印加するステップと、第１のアスパラギン酸塩応答活性エリアの酸化還元電位以上で第１の信号を取得するステップと、第２のアスパラギン酸塩応答活性の酸化還元電位以上で第２の信号を取得するステップと、第１の信号および第２の信号を、流体中のカリウムの濃度に相関させるステップとをさらに含む。

【0018】

特定の実施形態では、方法は、分析物センサを提供するステップを含み、分析物センサは、少なくとも第１の作用電極および第２の作用電極を備えるセンサ尾部を含む。特定の実施形態では、分析物センサは、第１の作用電極の表面上に配置され、アスパラギン酸オキシダーゼおよび第１のアスパラギナーゼを含む第１のアスパラギン応答性活性エリアと、第２の作用電極の表面上に配置され、アスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のアスパラギナーゼを含む第２のアスパラギン応答性活性エリアとをさらに含む。特定の実施形態では、第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のアスパラギン酸オキシダーゼはカリウム非依存性である。特定の実施形態では、第１のアスパラギナーゼおよび第２のアスパラギナーゼは、異なるカリウム依存性を有する。例えば、限定するものではないが、第１のアスパラギナーゼはカリウム非依存性であり、第２のアスパラギナーゼはカリウム依存性である。特定の実施形態では、分析物センサは、第１のアスパラギン応答性活性エリアおよび／または第２のアスパラギン応答性エリアをオーバーコートする、アスパラギンに対して透過性の第１の物質移動制限膜をさらに含む。特定の実施形態では、本方法は、第１の作用電極および第２の作用電極に電位を印加するステップをさらに含む。特定の実施形態では、方法は、第１のアスパラギン応答活性エリアの酸化還元電位以上で第１の信号を取得するステップをさらに含む。特定の実施形態では、方法は、第２のアスパラギン応答活性エリアの酸化還元電位以上で第２の信号を取得するステップをさらに含む。実施形態では、本方法は、第１の信号および第２の信号を流体中のカリウムイオンの濃度に相関させるステップをさらに含む。

【0019】

特定の実施形態では、開示される方法で使用するための分析物センサの第１のアスパラギン応答性活性エリアおよび第２のアスパラギン応答性活性エリアは、電子移動剤をさらに含む。特定の実施形態では、第１の酵素系中の酵素のうちの１つ以上は、第１のアスパラギン応答性活性エリア内のポリマーに共有結合しており、かつ／または第２の酵素系中の酵素のうちの１つ以上は、第２のアスパラギン応答性エリア内のポリマーに共有結合している。特定の実施形態では、第１の物質移動制限膜が、ポリビニルピリジン系ポリマー、ポリビニルイミダゾール、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリエーテルウレタン、シリコーン、またはこれらの組み合わせを含む。

【0020】

特定の実施形態では、本開示の方法において使用するための分析物センサの第１のアスパラギン応答性活性エリアは、アスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の酵素層と、第１の酵素層上に配置された第１のアスパラギナーゼを含む第２の層とを含む。特定の実施形態では、第１のアスパラギン応答性活性エリアは、アスパラギン酸オキシダーゼおよび第１のアスパラギナーゼを含む酵素層を含む。特定の実施形態では、本開示の方法において使用するための分析物センサの第２のアスパラギン応答性活性エリアは、アスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の酵素層と、第１の酵素層上に配置された第２のアスパラギナーゼを含む第２の層とを含む。特定の実施形態では、第２のアスパラギン応答性活性エリアは、アスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のアスパラギナーゼを含む酵素層を含む。

【図面の簡単な説明】

【0021】

以下の図は、本開示の特定の態様を例示するために含まれており、排他的な実施形態と見なされるべきではない。開示される主題は、本開示の範囲から逸脱することなく、形態および機能においてかなりの修正、変更、組合せ、および均等物が可能である。

【図1A】センサアプリケータ、リーダデバイス、モニタリングシステム、ネットワーク、および遠隔システムのシステム概観である。

【図1B】本明細書に説明される技術とともに使用するための例示的な分析物モニタリングシステムの動作環境を示す図である。

【図2A】リーダデバイスの例示的な実施形態を示すブロック図である。

【図2B】開示された主題の例示的な実施形態による、センサと通信するための例示的なデータ受信デバイスを示すブロック図である。

【図2C】センサ制御デバイスの例示的な実施形態を示すブロック図である。

【図2D】同上。

【図2E】開示された主題の例示的な実施形態による、例示的な分析物センサを示すブロック図である。

【図3A】組み立てに向けてユーザがトレイを準備する例示的な実施形態を示す近位斜視図である。

【図3B】組み立てに向けてユーザがアプリケータデバイスを準備する例示的な実施形態を示す側面図である。

【図3C】組み立て中にユーザがアプリケータデバイスをトレイ内に挿入する例示的な実施形態を示す近位斜視図である。

【図3D】組み立て中にユーザがアプリケータデバイスをトレイから取り外す例示的な実施形態を示す近位斜視図である。

【図3E】アプリケータデバイスを使用してセンサを適用する患者の例示的な実施形態を示す近位斜視図である。

【図3F】センサが適用された患者および使用済みアプリケータデバイスの例示的な実施形態を示す近位斜視図である。

【図4A】キャップと連結されたアプリケータデバイスの例示的な実施形態を示す側面図である。

【図4B】分離されたアプリケータデバイスおよびキャップの例示的な実施形態を示す側面斜視図である。

【図4C】アプリケータデバイスの遠位端および電子機器ハウジングの例示的な実施形態を示す斜視図である。

【図4D】開示される主題による、例示的なアプリケータデバイスの上面斜視図である。

【図4E】図４Ｄのアプリケータデバイスの底面斜視図である。

【図4F】図４Ｄのアプリケータデバイスの分解図である。

【図4G】図４Ｄのアプリケータデバイスの側面切断図である。

【図5】滅菌蓋が結合されたトレイの例示的な実施形態を示す近位斜視図である。

【図6A】センサ送達構成要素を伴うトレイの例示的な実施形態を示す近位斜視切断図である。

【図6B】センサ送達構成要素を示す近位斜視図である。

【図7A】例示的なセンサ制御デバイスの等角分解上面図である。

【図7B】例示的なセンサ制御デバイスの等角分解底面図である。

【図8A】図８Ａ～８Ｃは、センサアセンブリのための統合したコネクタを含む、オンボディデバイスの組立ておよび断面図である。

【図8B】同上。

【図8C】同上。

【図9A】図２Ｃのキャップが結合された図１Ａのセンサアプリケータの例示的な実施形態の側面図である。

【図9B】図２Ｃのキャップが結合された図１Ａのセンサアプリケータの例示的な実施形態の断面側面図である。

【図10A】別の例示的なセンサ制御デバイスの等角図である。

【図10B】別の例示的なセンサ制御デバイスの側面図である。

【図11A】図１１Ａ～１１Ｃは、図１０Ａ～１０Ｂのセンサ制御デバイスを伴うセンサアプリケータの組立てを示す漸進的な断面側面図である。

【図11B】同上。

【図11C】同上。

【図12A】図１２Ａ～１２Ｃは、図１０Ａ～１０Ｂのセンサ制御デバイスを伴うセンサアプリケータの例示的な実施形態の組立および分解を示す進行断面側面図である。

【図12B】同上。

【図12C】同上。

【図13A】展開段階中のアプリケータの例示的な実施形態を示す断面図を示す。

【図13B】同上。

【図13C】同上。

【図13D】同上。

【図13E】同上。

【図13F】同上。

【図14】分析物センサのインビトロ感度の例を示すグラフである。

【図15】開示される主題の例示的な実施形態によるセンサの例示的な動作状態を示す図である。

【図16】開示される主題によるセンサの無線プログラミングのための例示的な動作およびデータフローを示す図である。

【図17】は、開示される主題による２つのデバイス間のデータの確実な交換のための例示的なデータフローを示す図である。

【図18A】単一の活性エリアを含む分析物センサの断面図を示す。

【図18B】同上。

【図18C】同上。

【図19A】２つの活性エリアを含む分析物センサの断面図を示す。

【図19B】同上。

【図19C】同上。

【図20】２つの活性エリアを含む分析物センサの断面図を示す。

【図21A】別個の作用電極上に２つの活性エリアを含む分析物センサの斜視図を示す。

【図21B】同上。

【図21C】同上。

【図22】本開示に従ってカリウムをモニタリングするために使用され得る特定の酵素系の図を示す。

【図23】本開示に従ってカリウムをモニタリングするために組み合わせて使用され得る２つの特定の酵素系の図を示す。カリウムイオン依存性チャネル７０１は、カリウム依存性アスパラギナーゼを含む酵素系を含み、カリウムイオン非依存性チャネル７０２は、カリウム非依存性アスパラギナーゼを含む酵素系を含む。

【図24】本開示に従ってカリウムをモニタリングするために組み合わせて使用され得る２つの特定の酵素系の図を示す。第１のカリウム依存性チャネル８０１は、第１のカリウム依存性アスパラギナーゼを含む酵素系を含み、第２のカリウム依存性チャネル８０２は、第２のカリウム依存性アスパラギナーゼを含む酵素系を含み、第１および第２のカリウム依存性アスパラギナーゼは、互いに異なるカリウム依存性を示す。

【図25A】カリウムイオンの非存在下での図２４の２つのチャネルの異なる濃度でのアスパラギンに対する電流応答を提供する。

【図25B】カリウムイオンの存在下での図２４の２つのチャネルの一定の濃度でのアスパラギンに対する電流応答を提供する。

【図26】様々な濃度のアスパラギンおよび硝酸カリウムの存在下での本開示の分析物センサの電流応答を示す。

【図27】本開示に従ってカリウムをモニタリングするために使用され得る特定の酵素系の図を示す。

【図28】異なるカリウム濃度での１００μＭアスパラギン酸塩に対する図２７の酵素系を含むセンサの電流応答を提供する。

【図29】様々な濃度のアスパラギン酸塩およびカリウムの存在下での図２７の酵素系を含むセンサの電流応答を示す。

【図30】様々な濃度のアスパラギン酸塩およびカリウムの存在下での図２７の酵素系を含むセンサの電流応答における割合増加を示す。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本開示は、全般的に、酵素、例えば、分析物の検出のための１つ以上の酵素を使用する分析物センサを説明する。例えば、限定するものではないが、本開示は、カリウムの検出のために１つ以上の酵素を使用する分析物センサを提供する。特定の実施形態では、本開示は、分析物、例えばカリウムの検出のための複数の酵素を提供する。本開示はさらに、生理学的状態をモニタリングするために、開示される分析物センサを使用して、１つ以上の分析物、例えば、カリウムを検出する方法を提供する。

【0023】

本開示は、生理学的に関連するカリウム濃度の範囲にわたってカリウムレベルをモニタリングするのに適したセンサ化学を提供する。特定の実施形態において、本開示は、試料中のカリウム濃度、例えば、カリウムイオン濃度をモニタリングするために酵素を利用するセンサ化学を提供する。特定の実施形態では、本開示は、試料中のカリウム濃度、例えばカリウムイオン濃度をモニタリングするために協調して作用することができる少なくとも２つの酵素を含む酵素系を利用するセンサ化学を提供する。特定の実施形態では、２つの酵素系を使用して、カリウムなどの単一の分析物の間接的な測定を容易にすることができる。本明細書で使用される場合、「協調して」という用語は、第１の酵素反応の生成物が第２の酵素反応の基質になり、第２の酵素反応が、第１の酵素反応中に反応した基質（例えば、分析物）の濃度を測定するための基礎として役立つ、共役酵素反応を指す。特定の実施形態では、反応の生成物および／または基質は、酵素系の酵素の補因子または補酵素、例えば、ＦＡＤまたはＮＡＤの還元型および／または酸化型であり得る。２つの共役酵素反応に関して定義されるが、２つより多くの酵素反応が、いくつかの例において同様に共役し得ることが理解されたい。例えば、第１の酵素反応の生成物は、第２の酵素反応の基質になることができ、第２の酵素反応の生成物は、第３の酵素反応の基質になることができ、第３の酵素反応は、第１の酵素反応中に反応した基質（例えば、分析物）の濃度を測定するための基礎として役立つ。本明細書の開示に従ってカリウムを検出する、例えば間接的に検出するための好適な酵素系の考察は、以下の通りである。

【0024】

明確にするために、限定としてではなく、本開示の主題の詳細な説明を以下のサブセクションに分割する。
Ｉ．定義；および
ＩＩ．分析物センサ；
１．分析物センサシステムの全般的な構造；
２．酵素；
３．レドックスメディエータ；
４．ポリマー骨格；
５．物質移動制限膜；
６．干渉ドメイン；
７．製造；
ＩＩＩ．使用方法；および
ＩＶ．例示的な実施形態。

【0025】

Ｉ．定義
本明細書で使用される用語は、全般的に、本開示の文脈内で、および各用語が使用される特定の文脈において、当技術分野における通常の意味を有する。特定の用語は、以下で、または本明細書の他の箇所で論じられて、本開示の組成物および方法、ならびにそれらをどのように作製および使用するかを説明する際に実施者に追加のガイダンスを提供する。

【0026】

本明細書で使用される場合、「ａ」または「ａｎ」という単語の使用は、特許請求の範囲および／または明細書において「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語と併せて使用される場合、「１つ」を意味し得るが、「１つ以上」、「少なくとも１つ」、および「１つまたは１つより多く」の意味とも一致する。

【0027】

本明細書で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ（ｓ））」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ（ｓ））」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「できる（ｃａｎ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ（ｓ））」という用語、およびそれらの変形は、追加の行為または構造を排除しないオープンエンドの移行句、用語、または単語であることが意図される。本開示はまた、明示的に記載されているか否かにかかわらず、本明細書に提示される実施形態または要素「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」、および「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」他の実施形態を企図する。

【0028】

「約」または「およそ」という用語は、当業者によって決定される特定の値について許容可能な誤差範囲内であることを意味し、これは、値がどのように測定または決定されるか、すなわち測定システムの限界に一部依存する。例えば、「約」は、当技術分野における慣例に従って、３以内または３を超える標準偏差を意味し得る。あるいは、「約」は、所与の値の２０％まで、好ましくは１０％まで、より好ましくは５％まで、さらにより好ましくは１％までの範囲を意味し得る。あるいは、特に生物学的系またはプロセスに関して、この用語は、ある値の１桁分以内、好ましくは５倍以内、より好ましくは２倍以内を意味し得る。

【0029】

本明細書で使用される場合、「分析物センサ」または「センサ」は、ユーザからセンサ情報を受信することができる任意のデバイスを指し得、例示を目的として、体温センサ、血圧センサ、脈拍もしくは心拍数センサ、グルコースレベルセンサ、分析物センサ、身体活動センサ、身体運動センサ、または物理的もしくは生物学的情報を収集するための任意の他のセンサを含むが、これらに限定されない。分析物センサによって測定される分析物としては、限定ではなく例として、グルタミン酸塩、グルコース、ケトン、乳酸塩、酸素、ヘモグロビンＡ１Ｃ、アルブミン、アルコール、アルカリホスファターゼ、アラニントランスアミナーゼ、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、ビリルビン、血中尿素窒素、カルシウム、二酸化炭素、塩化物、クレアチニン、ヘマトクリット、乳酸塩、マグネシウム、酸素、ｐＨ、リン、カリウム、アスパラギン、アスパラギン酸塩、ナトリウム、総タンパク質、尿酸などを挙げることができる。

【0030】

本明細書中で使用される場合、「生体液」という用語は、分析物が測定され得る任意の体液または体液派生物をいう。生体液の非限定的な例としては、皮膚液、間質液、血漿、血液、リンパ液、滑液、脳脊髄液、唾液、気管支肺胞洗浄、羊水、汗、涙などが挙げられる。特定の実施形態において、生体液は、皮膚液または間質液である。

【0031】

「電気分解」という用語は、本明細書で使用される場合、電極で直接的な、または１つ以上の電子移動剤（例えば、レドックスメディエータまたは酵素）を介する、化合物の電気酸化または電気還元を指す。

【0032】

本明細書で使用される場合、「均質膜」という用語は、単一の種類の膜ポリマーを含む膜を指す。
本明細書で使用される場合、「多成分膜」という用語は、２種類以上の膜ポリマーを含む膜を指す。

【0033】

本明細書中で使用される場合、「カリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼ」という用語は、カリウム、例えば、カリウムイオン（Ｋ＋）の存在下で触媒活性のいかなる変化も示さないアスパラギン酸オキシダーゼを指す。

【0034】

本明細書中で使用される場合、「カリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼ」という用語は、カリウム、例えば、カリウムイオン（Ｋ＋）の存在下で増加または減少した触媒活性を示すアスパラギン酸オキシダーゼを指す。特定の実施形態では、カリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼは、最大触媒活性のために、様々な濃度のカリウム、例えば、カリウムイオン（Ｋ＋）を必要とするアスパラギン酸オキシダーゼを含む。

【0035】

本明細書中で使用される場合、「カリウム非依存性アスパラギナーゼ」という用語は、カリウム、例えば、カリウムイオン（Ｋ＋）の存在下で触媒活性のいかなる変化も示さないアスパラギナーゼを指す。

【0036】

本明細書中で使用される場合、「カリウム依存性アスパラギナーゼ」という用語は、カリウム、例えば、カリウムイオン（Ｋ＋）の存在下で増加または減少した触媒活性を示すアスパラギナーゼを指す。特定の実施形態では、カリウム依存性アスパラギナーゼは、最大触媒活性のために、様々な濃度のカリウム、例えば、カリウムイオン（Ｋ＋）を必要とするアスパラギナーゼを含む。

【0037】

本明細書で使用される場合、「ポリビニルピリジン系ポリマー」という用語は、ポリビニルピリジン（例えば、ポリ（２－ビニルピリジン）もしくはポリ（４－ビニルピリジン））またはその誘導体を含むポリマーまたはコポリマーを指す。

【0038】

本明細書中で使用される場合、「レドックスメディエータ」という用語は、分析物または分析物還元酵素もしくは分析物酸化酵素と電極との間で、直接的にか、または１つ以上の追加の電子移動剤を介してかのいずれかで、電子を運ぶための電子移動剤を指す。特定の実施形態では、ポリマー骨格を含むレドックスメディエータは、「レドックスポリマー」とも呼ばれ得る。

【0039】

本明細書で使用される「参照電極」という用語は、参照電極、または参照電極および対電極の両方として機能する電極のどちらかを指し得る。同様に、本明細書で使用される「対電極」という用語は、対電極と、参照電極としても機能する対電極との両方を指し得る。

【0040】

本明細書で使用される場合、「単一成分膜」という用語は、１種類の膜ポリマーを含む膜を指す。
ＩＩ．分析物センサ
１．分析物センサシステムの全般的な構造；
本主題を詳細に説明する前に、本開示は、説明される特定の実施形態に限定されず、したがって、当然ながら、変動し得ることを理解されたい。本開示の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるので、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、限定することを意図していないことも理解されたい。

【0041】

本明細書において説明される刊行物は、本出願の出願日より前のそれらの開示のためにのみ提供される。本明細書中のいかなるものも、本開示が、先行開示を理由としてそのような刊行物に先行する権利がないことを認めるものとして解釈されるべきではない。さらに、提供される刊行物の日付は、独立して確認される必要があり得る実際の刊行日とは異なることがある。

【0042】

全般的に、本開示の実施形態は、インビボ分析物モニタリングシステムとともに使用するための分析物センサ挿入アプリケータの使用のためのシステム、デバイス、および方法を含む。アプリケータは、センサ制御デバイスの電子機器ハウジングが収容された無菌パッケージでユーザに提供することができる。いくつかの実施形態によれば、容器などのアプリケータとは別個の構造も、センサモジュールおよび鋭利物モジュールが収容された無菌パッケージとしてユーザに提供することができる。ユーザは、センサモジュールを電子機器ハウジングに結合することができ、アプリケータを指定された方法で容器に挿入することを含む組立プロセスによって、鋭利物をアプリケータに結合することができる。他の実施形態では、アプリケータ、センサ制御デバイス、センサモジュール、および鋭利物モジュールは、単一パッケージ内に提供されてもよい。アプリケータを使用して、センサが装着者の体液と接触した状態でセンサ制御デバイスを人体上に配置してもよい。本明細書で提供される実施形態は、センサが不適切に挿入されるかもしくは損傷され、または有害な生理学的応答を誘発する可能性を低減するための改善である。他の改善および利点も同様に提供される。これらのデバイスの様々な構成は、単なる例である実施形態によって詳細に説明される。

【0043】

さらに、多くの実施形態は、身体の少なくとも１つの分析物に関する情報を取得するために、センサの少なくとも一部がユーザの身体内に配置されるか、または位置付けられ得るように構造的に構成される、インビボ分析物センサを含む。しかしながら、本明細書に開示される実施形態は、インビトロ機能を組み込むインビボ分析物モニタリングシステム、ならびに完全に非侵襲性であるシステムを含む、単なるインビトロまたはエクスビボ分析物モニタリングシステムとともに使用されてもよいことに留意されたい。

【0044】

さらに、本明細書に開示される方法のありとあらゆる実施形態について、それらの実施形態の各々を実行することができるシステムおよびデバイスは、本開示の範囲内に包含される。例えば、センサ制御デバイスの実施形態が開示されるが、これらのデバイスは、１つ以上のセンサ、分析物モニタリング回路（例えば、アナログ回路）、メモリ（例えば、命令を記憶するため）、電源、通信回路、送信機、受信機、プロセッサ、および／またはコントローラ（例えば、命令を実行するため）を有してもよく、これらは、任意および全ての方法ステップを実行するか、または任意および全ての方法ステップの実行を容易にすることができる。これらのセンサ制御デバイスの実施形態は、本明細書で説明される方法のいずれかおよび全てからセンサ制御デバイスによって実行されるステップを実装するために使用されてもよく、使用することが可能であってもよい。

【0045】

さらに、本明細書に提示されるシステムおよび方法は、ウェルネス、フィットネス、食事、研究、情報、または経時的な分析物感知に関する任意の目的等であるが、それらに限定されない、分析物モニタリングシステムにおいて使用されるセンサの動作のために使用されてもよい。本明細書で使用される場合、「分析物センサ」または「センサ」は、ユーザからセンサ情報を受信することができる任意のデバイスを指し得、例示を目的として、体温センサ、血圧センサ、脈拍もしくは心拍数センサ、グルコースレベルセンサ、分析物センサ、身体活動センサ、身体運動センサ、または物理的もしくは生物学的情報を収集するための任意の他のセンサを含むが、これらに限定されない。特定の実施形態では、本開示の分析物センサは、グルコース、ケトン、乳酸塩、酸素、ヘモグロビンＡ１Ｃ、アルブミン、アルコール、アルカリホスファターゼ、アラニントランスアミナーゼ、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、ビリルビン、血中尿素窒素、カルシウム、二酸化炭素、塩化物、クレアチニン、ヘマトクリット、乳酸塩、マグネシウム、酸素、ｐＨ、リン、カリウム、ナトリウム、アスパラギン酸塩、アスパラギン、総タンパク質、尿酸などを含むがこれらに限定されない分析物をさらに測定することができる。

【0046】

上述したように、インビボ分析物モニタリングシステムと共に使用するための皮膚センサ挿入デバイスの改善された組立ておよび使用を提供するシステム、デバイス、および方法のいくつかの実施形態が本明細書で説明される。特に、本開示のいくつかの実施形態は、インビボ分析物モニタリングシステムに関してセンサ挿入の方法を改善するように、特に、センサ挿入プロセス中に挿入鋭利物が早まって後退することを防止するように設計される。いくつかの実施形態は、例えば、発射速度を増加させ、かつ鋭利物の後退を遅らせた、皮膚センサ挿入機構を含む。他の実施形態では、鋭利物後退機構は、ユーザがアプリケータを皮膚から引き離すまで、鋭利物が後退されないように、運動作動されてもよい。結果として、これらの実施形態は、いくつかの利点を挙げると、センサ挿入プロセス中に挿入鋭利物を早まって引き抜く可能性を低減し、不適切なセンサ挿入の可能性を低減し、センサ挿入プロセス中にセンサを損傷する可能性を低減することができる。本開示のいくつかの実施形態はまた、小規模の皮膚センサおよび対象の真皮層に存在する比較的浅い挿入経路を考慮した、改良された挿入鋭利物モジュールを提供する。加えて、本開示のいくつかの実施形態は、センサ挿入中のアプリケータ構成要素の望ましくない軸線方向および／または回転の移動を防止するように設計される。したがって、これらの実施形態は、いくつかの利点を挙げると、配置された皮膚センサの不安定性、挿入部位における刺激、周囲組織への損傷、および血液による皮膚流体の汚損をもたらす毛細血管の破損の可能性を低減することができる。加えて、挿入部位における外傷によって引き起こされ得る不正確なセンサ読み取り値を軽減するために、本開示のいくつかの実施形態は、挿入中のセンサ先端に対する針の端部侵入深さを低減することができる。

【0047】

しかしながら、実施形態のこれらの態様を詳細に説明する前に、例えばインビボ分析物モニタリングシステム内に存在し得るデバイスの例、ならびにそれらの動作の例をまず説明することが望ましく、それらの全ては、本明細書に説明される実施形態とともに使用され得る。

【0048】

様々なタイプのインビボ分析物モニタリングシステムが存在する。「連続的分析物モニタリング」システム（または「連続的グルコースモニタリングシステム」システム）は、例えば、データをセンサ制御デバイスからリーダデバイスに、指示することなく連続的に、例えば、スケジュールに従って自動的に送信してもよい。別の例として、「フラッシュ分析物モニタリング」システム（または「フラッシュグルコースモニタリング」システムまたは単に「フラッシュ」システム）は、近距離無線通信（ＮＦＣ）または無線周波数識別（ＲＦＩＤ）プロトコル等を用いて、リーダデバイスによるデータのスキャンまたは要求に応答して、センサ制御デバイスからデータを転送してもよい。インビボ分析物モニタリングシステムはまた、指先穿刺による較正を必要とせずに動作してもよい。

【0049】

インビボ分析物モニタリングシステムは、体外（または「エクスビボ」）で生体試料と接触し、典型的には、ユーザの血中分析物レベルを決定するために分析され得るユーザの体液を運ぶ分析物検査ストリップを受け入れるためのポートを有する測定デバイスを含む「インビトロ」システムと区別することができる。

【0050】

インビボモニタリングシステムは、インビボに配置されている間、ユーザの体液と接触し、その中に含まれる分析物レベルを感知するセンサを含んでもよい。センサは、ユーザの身体上に存在し、分析物感知を可能にするとともに制御する電子機器および電源を含むセンサ制御デバイスの一部であり得る。センサ制御デバイスおよびその変形はまた、いくつか例を挙げると、「センサ制御ユニット」、「オンボディ電子機器」デバイスもしくはユニット、「オンボディ」デバイスもしくはユニット、または「センサデータ通信」デバイスもしくはユニットと称され得る。

【0051】

インビボモニタリングシステムはまた、感知された分析物データをセンサ制御デバイスから受信し、その感知された分析物データを任意の数の形態で処理および／またはユーザに表示するデバイスを含んでもよい。このデバイスおよびその変形は、いくつか例を挙げると、「ハンドヘルドリーダデバイス」、「リーダデバイス」（または単に「リーダ」）、「ハンドヘルド電子機器」（または単に「ハンドヘルド」）、「ポータブルデータ処理」デバイスもしくはユニット、「データ受信機」、「受信機」デバイスもしくはユニット（または単に「受信機」）、または「遠隔」デバイスもしくはユニットと称され得る。パーソナルコンピュータなどの他のデバイスもまた、インビボおよびインビトロモニタリングシステムとともに利用されてきたか、またはインビボおよびインビトロモニタリングシステムに組み込まれてきた。

【0052】

センサ１０４は、皮膚の真皮層または皮下層内などの対象組織内に少なくとも部分的に挿入されるように適合される。センサ１０４は、所与の組織の所望の深さまで挿入するのに十分な長さのセンサ尾部を含んでもよい。センサ尾部は、少なくとも１つの作用電極を含んでもよい。特定の構成では、センサ尾部は、作用電極上に配置された分析物を検出するための少なくとも１つの活性エリアを含み得る。対電極は、少なくとも１つの作用電極と組み合わせて存在してもよい。センサ尾部上の特定の電極構成は、以下でより詳細に説明される。

【0053】

活性エリアは、特定の分析物、例えばカリウム、例えばカリウムイオンをモニタリングするように構成されてもよい。特定の実施形態では、活性エリアは、アスパラギンを検出することによって試料中のカリウムレベルを間接的にモニタリングするように構成されてもよい。例えば、限定するものではないが、活性エリアは、カリウム非依存性アスパラギナーゼおよび／またはカリウム依存性アスパラギナーゼを含む酵素系を使用してアスパラギンを検出することによって、カリウム、例えばカリウムイオンを間接的に測定するように構成されてもよい。特定の実施形態では、活性エリアは、アスパラギン酸塩を検出することによって試料中のカリウムレベルを間接的にモニタリングするように構成されてもよい。例えば、限定するものではないが、活性エリアは、カリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼおよび／またはカリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼを含む酵素系を使用してアスパラギン酸塩を検出することによって、カリウム、例えばカリウムイオンを間接的に測定するように構成されてもよい。

【0054】

特定の実施形態では、活性エリアは、２つ以上の分析物を検出するように構成されてもよい。特定の実施形態では、活性エリアは、第２の分析物を検出するように構成されてもよい。特定の実施形態では、センサ尾部は、少なくとも２つの活性エリアを含んでもよく、１つの活性エリアは、カリウムを検出するように構成され、第２の活性エリアは、第２の分析物を検出するように構成される。第２の分析物の非限定的な例は、グルコース、ケトン、乳酸塩、酸素、ヘモグロビンＡ１Ｃ、アルブミン、アルコール、アルカリホスファターゼ、アラニントランスアミナーゼ、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、ビリルビン、血中尿素窒素、カルシウム、二酸化炭素、塩化物、クレアチニン、ヘマトクリット、乳酸塩、マグネシウム、酸素、ｐＨ、リン、カリウム、ナトリウム、アスパラギン酸塩、アスパラギン、総タンパク質、尿酸などであり得る。

【0055】

本開示の特定の実施形態では、１つ以上の分析物は、目的の任意の生体液（例えば、皮膚液、間質液、血漿、血液、リンパ液、滑液、脳脊髄液、唾液、気管支肺胞洗浄、羊水など）においてモニタリングされ得る。ある特定の実施形態では、本開示の分析物センサは、皮膚液または間質液をアッセイして、インビボで１つ以上の分析物の濃度を決定するように適合されてもよい。特定の実施形態では、生体液は間質液である。

【0056】

導入器は、組織へのセンサ１０４の導入を促進するために一時的に存在することができる。特定の例示的な実施形態では、導入器は、針または同様の鋭利物を含んでもよい。当業者によって容易に認識されるように、シースまたはブレード等の他のタイプの導入器が、代替実施形態において存在してもよい。より具体的には、針または他の導入器は、組織挿入の前にセンサ１０４に近接して一時的に存在し、その後、引き抜かれ得る。存在する間、針または他の導入器は、センサ１０４が従うためのアクセス経路を開くことによって、組織の中へのセンサ１０４の挿入を容易にすることができる。例えば、限定するものではないが、１つ以上の実施形態によれば、針は、真皮へのアクセス経路として表皮の貫通を容易にして、センサ１０４の埋め込みが行われることを可能にすることができる。アクセス経路を開いた後、針または他の導入器は、それが鋭利物の危険を表さないように、引き抜かれてもよい。特定の実施形態は、好適な針は、中実もしくは中空、斜角もしくは非斜角、および／または断面が円形もしくは非円形であり得る。より特定の実施形態では、好適な針は、断面直径および／または先端設計において、約２５０ミクロンの断面直径を有し得る鍼灸針と同等であり得る。しかしながら、適切な針は、ある特定の用途のために必要とされる場合、より大きいまたはより小さい断面直径を有してもよい。

【0057】

特定の実施形態では、針の先端（存在する間）は、針が最初に組織を貫通し、センサ１０４のためのアクセス経路を開放するように、センサ１０４の末端にわたって角度を付けられてもよい。特定の実施形態では、センサ１０４は、針の管腔または溝内に存在してもよく、針は、同様に、センサ１０４のためのアクセス経路を開放する。いずれの場合も、針は、センサの挿入を容易にした後に引抜かれる。
Ｂ．例示的なリーダデバイス
図２Ａは、スマートフォンとして構成されたリーダデバイスの例示的な実施形態を示すブロック図である。ここで、リーダデバイス１２０は、ディスプレイ１２２と、入力構成要素１２１と、メモリ２２３に結合された通信プロセッサ２２２およびメモリ２２５に結合されたアプリケーションプロセッサ２２４を含む処理コア２０６とを含んでもよい。別個のメモリ２３０と、アンテナ２２９を有するＲＦトランシーバ２２８と、電力管理モジュール２３８を有する電源２２６と、も含まれてよい。Ｗｉ－Ｆｉ、ＮＦＣ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＢＴＬＥ、およびＧＰＳを介してアンテナ２３４によって通信することができる多機能トランシーバ２３２をさらに含んでもよい。当業者によって理解されるように、これらの構成要素は、機能デバイスを作製する方法で電気的かつ通信可能に結合される。

【0058】

Ｃ．例示的なデータ受信デバイスアーキテクチャ
限定ではなく例示の目的で、図２Ｂに示されるような開示された主題とともに使用するためのデータ受信デバイス１２０の例示的な実施形態が参照される。データ受信デバイス１２０および関連する多目的データ受信デバイス１３０は、分析物センサ１１０およびその動作の説明に密接に関係する構成要素を含み、追加の構成要素を含んでもよい。特定の実施形態では、データ受信デバイス１２０および多目的データ受信デバイス１３０は、第三者によって提供される構成要素であるか、またはそれを含んでもよく、センサ１１０と同じ製造業者によって作製されたデバイスを含むように必ずしも制限されない。

【0059】

図２Ｂに示すように、データ受信デバイス１２０は、マイクロコントローラ４０１０と、メモリ４０２０と、ストレージ４０３０とを含み、通信モジュール４０４０と通信可能に結合されたＡＳＩＣ４０００を含む。データ受信デバイス１２０の構成要素のための電力は、本明細書で具体化されるように、充電式バッテリを含んでもよい電力モジュール４０５０によって送達されてもよい。データ受信デバイス１２０は、分析物センサ１１０または他のデバイス（例えば、ユーザデバイス１４０または遠隔アプリケーションサーバ１５０）から受信した分析物データのレビューを容易にするためのディスプレイ４０７０をさらに含んでもよい。データ受信デバイス１２０は、別個のユーザインタフェース構成要素（たとえば、物理キー、光センサ、マイクロフォンなど）を含んでもよい。

【0060】

通信モジュール４０４０は、ＢＬＥモジュール４０４１およびＮＦＣモジュール４０４２を含んでもよい。データ受信デバイス１２０は、分析物センサ１１０と無線でつながり、分析物センサ１１０にコマンドを送信し、分析物センサ１１０からデータを受信するように構成されてもよい。本明細書で具体化されるように、データ受信デバイス１２０は、本明細書で説明されるような分析物センサ１１０に関して、通信モジュール４０４０の特定のモジュール（例えば、ＢＬＥモジュール４０４２またはＮＦＣモジュール４０４３）を介してＮＦＣスキャナおよびＢＬＥエンドポイントとして動作するように構成されてもよい。例えば、データ受信デバイス１２０は、通信モジュール４０４０の第１のモジュールを使用して、コマンド（例えば、センサのデータブロードキャストモードのための起動コマンド、データ受信デバイス１２０を識別するためのペアリングコマンド）を分析物センサ１１０に発行するとともに、通信モジュール４０４０の第２のモジュールを使用して、分析物センサ１１０からデータを受信し、分析物センサ１１０にデータを送信してもよい。データ受信デバイス１２０は、通信モジュール４０４０のユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）モジュール４０４５を介してユーザデバイス１４０と通信するように構成されてもよい。

【0061】

別の例として、通信モジュール４０４０は、例えば、セルラー無線モジュール４０４４を含んでもよい。セルラー無線モジュール４０４４は、限定はしないが、第３世代（３Ｇ）、第４世代（４Ｇ）、および第５世代（５Ｇ）ネットワークを含むブロードバンドセルラーネットワークを使用して通信するための１つ以上の無線トランシーバを含んでもよい。さらに、データ受信デバイス１２０の通信モジュール４０４０は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格（たとえば、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ、８０２．１１ｎ（Ｗｉ－Ｆｉ４としても知られる）、８０２．１１ａｃ（Ｗｉ－Ｆｉ５としても知られる）、８０２．１１ａｘ（Ｗｉ－Ｆｉ６としても知られる））のうちの１つ以上に従ってワイヤレスローカルエリアネットワークを使用して通信するためのＷｉ－Ｆｉ無線モジュール４０４３を含んでもよい。セルラー無線モジュール４０４４またはＷｉ－Ｆｉ無線モジュール４０４３を使用して、データ受信デバイス１２０は、遠隔アプリケーションサーバ１５０と通信することで、分析物データを受信するか、またはユーザから受信した更新もしくは入力を提供してもよい（例えば、１つ以上のユーザインタフェースを通して）。図示されていないが、分析物センサ１２０の通信モジュール５０４０は、同様に、セルラー無線モジュールまたはＷｉ－Ｆｉ無線モジュールを含んでもよい。

【0062】

本明細書で具体化されるように、データ受信デバイス１２０のオンボードストレージ４０３０は、分析物センサ１１０から受信した分析物データを記憶してもよい。さらに、データ受信デバイス１２０、多目的データ受信デバイス１３０、またはユーザデバイス１４０は、ワイドエリアネットワークを介して遠隔アプリケーションサーバ１５０と通信するように構成されてもよい。本明細書で具体化されるように、分析物センサ１１０は、データ受信デバイス１２０または多目的データ受信デバイス１３０にデータを提供してもよい。データ受信デバイス１２０は、データをユーザコンピューティングデバイス１４０に送信してもよい。次に、ユーザコンピューティングデバイス１４０（または多目的データ受信デバイス１３０）は、処理および分析のために、そのデータを遠隔アプリケーションサーバ１５０に送信してもよい。

【0063】

本明細書で具体化されるように、データ受信デバイス１２０は、分析物センサ１１０の感知ハードウェア５０６０と同様の、またはそれから拡張された感知ハードウェア４０６０をさらに含んでもよい。特定の実施形態では、データ受信デバイス１２０は、分析物センサ１１０と連動して、分析物センサ１１０から受信した分析物データに基づいて動作するように構成されてもよい。一例として、分析物センサ１１０がグルコースセンサである場合、データ受信デバイス１２０は、インスリンポンプもしくはインスリン注射ペンであるか、またはインスリンポンプもしくはインスリン注射ペンを含んでもよい。連動して、互換性のあるデバイス１３０が、分析物センサから受信したグルコース値に基づいて、ユーザのためのインスリン用量を調整してもよい。

【0064】

Ｄ．例示的なセンサ制御デバイス
図２Ｃおよび図２Ｄは、分析物センサ１０４と、ユーザへの表示に適した最終結果データをレンダリングするための処理能力の大部分を有し得るセンサ電子機器１６０（分析物モニタリング回路を含む）とを有するセンサ制御デバイス１０２の例示的な実施形態を示すブロック図である。図２Ｃでは、カスタム特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）でもよい単一の半導体チップ１６１が示されている。ＡＳＩＣ１６１内に示されるのは、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）１６２、電力管理（または制御）回路１６４、プロセッサ１６６、および通信回路１６８（送信機、受信機、トランシーバ、受動回路、または通信プロトコルに従う他のものとして実装され得る）を含む、特定の高レベル機能ユニットである。この実施形態では、ＡＦＥ１６２およびプロセッサ１６６の両方が分析物モニタリング回路として使用されるが、他の実施形態では、どちらかの回路が分析物モニタリング機能を実行してもよい。プロセッサ１６６は、１つ以上のプロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、および／またはマイクロコントローラを含んでもよく、それらの各々は、別個のチップであるか、またはいくつかの異なるチップの間（およびその一部）で分散されてもよい。

【0065】

メモリ１６３もＡＳＩＣ１６１内に含まれ、ＡＳＩＣ１６１内に存在する様々な機能ユニットによって共有されてもよく、またはそれらのうちの２つ以上の間で分散されてもよい。メモリ１６３は、別個のチップであってもよい。メモリ１６３は、揮発性および／または不揮発性メモリであってよい。この実施形態では、ＡＳＩＣ１６１は、電源１７０に結合され、この電源は、コイン電池バッテリなどでもよい。ＡＦＥ１６２は、インビボ分析物センサ１０４と相互作用し、そこから測定データを受信し、そのデータをデジタル形式でプロセッサ１６６に出力し、次に、プロセッサはそのデータを処理して、最終結果グルコース離散値および傾向値などに到達する。次いで、このデータは、例えば、データを表示するために常駐ソフトウェアアプリケーションによって最小限のさらなる処理が必要とされる場合、アンテナ１７１を経由してリーダデバイス１２０（図示せず）に送信するために、通信回路１６８に提供されてもよい。

【0066】

図２Ｄは、図２Ｃと同様であるが、代わりに、２つの別個の半導体チップ１６２および１７４を含み、それらは一緒にパッケージ化されても、または別々にパッケージ化されてもよい。ここで、ＡＦＥ１６２は、ＡＳＩＣ１６１上に存在する。プロセッサ１６６は、チップ１７４上の電力管理回路１６４および通信回路１６８と統合される。ＡＦＥ１６２はメモリ１６３を含み、チップ１７４はメモリ１６５を含み、これらは内部で分離または分散されてもよい。１つの例示的な実施形態では、ＡＦＥ１６２は、１つのチップ上で電力管理回路１６４およびプロセッサ１６６と組み合わされ、通信回路１６８は別個のチップ上にある。別の例示的な実施形態では、ＡＦＥ１６２および通信回路１６８の両方が１つのチップ上にあり、プロセッサ１６６および電力管理回路１６４が別のチップ上にある。３つ以上のチップを含む他のチップの組合せが可能であり、各チップは、説明した別々の機能を担うか、またはフェイルセーフ冗長性のために１つ以上の機能を共有することに留意されたい。

【0067】

限定ではなく例示の目的で、図２Ｅに示されるような開示された主題とともに使用するための分析物センサ１１０の例示的な実施形態が参照される。図２Ｅは、本明細書で説明されるセキュリティアーキテクチャおよび通信スキームに適合する例示的な実施形態による例示的な分析物センサ１１０のブロック図を示す。

【0068】

本明細書で具体化されるように、分析物センサ１１０は、通信モジュール５０４０と通信可能に結合された特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）５０００を含んでもよい。ＡＳＩＣ５０００は、マイクロコントローラコア５０１０、オンボードメモリ５０２０、およびストレージメモリ５０３０を含んでもよい。ストレージメモリ５０３０は、認証および暗号化セキュリティアーキテクチャにおいて使用されるデータを記憶してもよい。ストレージメモリ５０３０は、センサ１１０のためのプログラミング命令を記憶してもよい。本明細書で具体化されるように、特定の通信チップセットは、ＡＳＩＣ５０００（例えば、ＮＦＣトランシーバ５０２５）に組み込まれてもよい。ＡＳＩＣ５０００は、オンボードバッテリなどの電力モジュール５０５０から、またはＮＦＣパルスから電力を受け取ってもよい。ＡＳＩＣ５０００のストレージメモリ５０３０は、識別および追跡目的のためにセンサ１１０の識別子などの情報を含むようにプログラムされてもよい。ストレージメモリ５０３０はまた、センサ１１０およびその様々な構成要素による使用のための構成または較正パラメータを用いてプログラムされてもよい。ストレージメモリ５０３０は、書き換え可能またはワンタイムプログラミング（ＯＴＰ）メモリを含んでもよい。本明細書に説明される技術を使用してストレージメモリ５０３０を更新することで、センサ１１０の有用性を拡張してもよい。

【0069】

本明細書で具体化されるように、センサ１００の通信モジュール５０４０は、分析物センサ１１０が分析物モニタリングシステム１００の他のデバイスと通信することをサポートするための１つ以上のモジュールであるか、またはそれを含んでもよい。限定ではなく単なる例として、例示的な通信モジュール５０４０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ低エネルギー（「ＢＬＥ」）モジュール５０４１を含んでもよい。本開示全体を通して使用されるように、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ低エネルギー（「ＢＬＥ」）は、エンドユーザにとって単純なＢｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスのペアリングを行うように最適化された短距離通信プロトコルを指す。通信モジュール５０４０は、データ受信デバイス１２０またはユーザデバイス１４０の同様に可能な通信モジュールとの相互作用を介して、データおよびコマンドを送信および受信してもよい。通信モジュール５０４０は、ＩＥＥＥ８０２．１５プロトコルに従うパーソナルエリアネットワーク、ＩＥＥＥ８０２．１１プロトコル、赤外線データ協会規格（ＩｒＤＡ）に従う赤外線通信など、同様の短距離通信スキームとともに使用するための追加または代替のチップセットを含んでもよい。

【0070】

その機能を実行するために、センサ１００は、その機能に適した適切な感知ハードウェア５０６０をさらに含んでもよい。本明細書で具体化されるように、感知ハードウェア５０６０は、対象の体液と接触して経皮的または皮下的に配置された分析物センサを含んでもよい。分析物センサは、体液中の１つ以上の分析物のレベルに対応する値を含むセンサデータを生成してもよい。

【0071】

Ｅ．センサ制御デバイスのための例示的な組立プロセス
センサ制御デバイス１０２の構成要素は、適切なユーザ場所への送達前にユーザによる最終的な組立てを必要とする複数のパッケージでユーザによって入手されてもよい。図３Ａ～図３Ｄは、送達に向けてセンサを準備するために構成要素を結合する前に別個の構成要素の準備を含む、ユーザによるセンサ制御デバイス１０２のための組立プロセスの例示的な実施形態を示す。図３Ｅ～３Ｆは、適切な送達場所を選択し、デバイス１０２をその場所に適用することによる、適切なユーザ場所へのセンサ制御デバイス１０２の送達の例示的実施形態を示す。

【0072】

図３Ａは、組立てプロセスに向けてユーザが（他のパッケージが使用されてもよいが）ここではトレイとして構成された容器８１０を準備する例示的な実施形態を示す近位斜視図である。ユーザは、例えば、蓋８１２の接着部分が取り外されるように蓋８１２の非接着部分をトレイ８１０から剥がすことによって、蓋８１２をトレイ８１０から取り外してプラットフォーム８０８を露出させることによって、この準備を達成してもよい。蓋８１２の取り外しは、プラットフォーム８０８がトレイ８１０内で適切に露出される限り、様々な実施形態において適切であり得る。その後、蓋８１２を脇に置くことができる。

【0073】

図３Ｂは、組立てに向けてユーザがアプリケータデバイスを準備する例示的な実施形態を示す側面図である。アプリケータデバイス１５０は、キャップ７０８によって密閉された滅菌パッケージ内に提供されてもよい。アプリケータデバイス１５０の準備は、キャップ７０８からハウジング７０２を分離してシース７０４を露出させることを含んでもよい（図３Ｃ）。これは、キャップ７０８をハウジング７０２から回して外す（または他の方法で分離する）ことによって達成され得る。その後、キャップ７０８を脇に置くことができる。

【0074】

図３Ｃは、組立て中にユーザがアプリケータデバイス１５０をトレイ８１０内に挿入する例示的な実施形態を示す近位斜視図である。最初に、ユーザは、ハウジング配向部分１３０２（またはスロットもしくは凹部）およびトレイ配向部分９２４（当接部または戻り止め）を整合させた後、シース７０４をトレイ８１０の内側のプラットフォーム８０８の中に挿入してもよい。シース７０４をプラットフォーム８０８に挿入すると、シース７０４がハウジング７０２に対して一時的にロック解除され、プラットフォーム８０８がトレイ８１０に対して一時的にロック解除される。この段階で、トレイ８１０からアプリケータデバイス１５０を取り外すことにより、トレイ８１０へのアプリケータデバイス１５０の最初の挿入の前と同じ状態が生じるであろう（すなわち、プロセスは、この時点で逆転または中断され、次いで、何も起こることなく繰り返されることができる）。

【0075】

シース７０４は、ハウジング７０２が遠位に前進される間、ハウジング７０２に対するプラットフォーム８０８内の位置を維持することで、プラットフォーム８０８と結合してプラットフォーム８０８をトレイ８１０に対して遠位に前進させることができる。このステップは、プラットフォーム８０８をロック解除し、トレイ８１０内に折り畳む。シース７０４は、ハウジング７０２に対してシース７０４をロック解除し、ハウジング７０２がプラットフォーム８０８を遠位方向に前進させ続ける間にシース７０４が（相対的に）移動するのを防止する、トレイ８１０内のロック部分（図示せず）に接触し、係合解除することができる。ハウジング７０２およびプラットフォーム８０８の前進の終わりに、シース７０４は、ハウジング７０２に対して恒久的にロック解除される。トレイ８１０内の鋭利物およびセンサ（図示せず）は、ハウジング７０２の遠位前進の終わりに、ハウジング７０２内の電子機器ハウジング（図示せず）と結合されてもよい。アプリケータデバイス１５０およびトレイ８１０の動作および相互作用は、以下でさらに説明される。

【0076】

図３Ｄは、組立て中にユーザがアプリケータデバイス１５０をトレイ８１０から取り外す例示的な実施形態を示す近位斜視図である。ユーザは、トレイ８１０に対してハウジング７０２を近位に前進させることによって、またはアプリケータ１５０とトレイ８１０とを分離するという同じ最終効果を有する他の運動によって、アプリケータ１５０をトレイ８１０から取り外すことができる。アプリケータデバイス１５０は、その中に完全に組み立てられ（鋭利物、センサ、電子機器）、送達のために配置されたセンサ制御デバイス１０２（図示せず）とともに取り外される。

【0077】

図３Ｅは、アプリケータデバイス１５０を使用してセンサ制御デバイス１０２を皮膚の標的エリア、例えば、腹部または他の適切な場所に適用する患者の例示的な実施形態を示す、近位斜視図である。ハウジング７０２を遠位方向に前進させることにより、ハウジング７０２内でシース７０４が折り畳まれ、センサ制御デバイス１０２の底部側の接着層が皮膚に接着するように、センサが標的位置に適用される。鋭利物は、ハウジング７０２が完全に前進させられた時、自動的に後退させられるが、センサ（図示せず）は、定位置に残されて分析物レベルを測定する。

【0078】

図３Ｆは、適用された位置にセンサ制御デバイスを有する患者の例示的な実施形態を示す近位斜視図である。次に、ユーザは、アプリケータ１５０を適用部位から取り外すことができる。

【0079】

図３Ａ～図３Ｆおよび本明細書の他の箇所に関して説明されるシステム１００は、従来技術のシステムと比較して、アプリケータ構成要素の偶発的な破損、恒久的な変形、または不正確な組立ての可能性を低減または排除することができる。シース７０４を介した間接的な係合ではなく、シース７０４がロック解除されている間にアプリケータハウジング７０２がプラットフォーム８０８に直接係合するので、シース７０４とハウジング７０２との間の相対的な角度は、アームまたは他の構成要素の破損または恒久的な変形をもたらさない。組立て中の（従来のデバイスにおけるような）比較的大きな力の可能性が低減され、ひいては、ユーザによる組立てが失敗する可能性が低減される。

【0080】

Ｆ．例示的なセンサアプリケータデバイス
図４Ａは、スクリュキャップ７０８と連結されたアプリケータデバイス１５０の例示的な実施形態を示す側面図である。これは、ユーザによってセンサと組み立てられる前に、アプリケータ１５０がどのようにユーザに出荷され、どのようにユーザによって受け取られるかの例である。図４Ｂは、分離された後のアプリケータデバイス１５０およびキャップ７０８を示す側面斜視図である。図４Ｃは、電子機器ハウジング７０６および接着パッチ１０５が、キャップ７０８が定位置にある時にそれらが保持されるシース７０４のセンサキャリア７１０内の位置から取り外された状態のアプリケータデバイス１５０の遠位端の例示的な実施形態を示す斜視図である。

【0081】

限定ではなく例示の目的で図４Ｄ～Ｇを参照すると、アプリケータデバイス２０１５０は、単一の一体化アセンブリとしてユーザに提供され得る。図４Ｄおよび４Ｅは、アプリケータデバイス２０１５０の斜視上面図および斜視底面図をそれぞれ提供し、図４Ｆは、アプリケータデバイス２０１５０の分解図を提供し、図４Ｇは、側面切断図を提供する。斜視図は、アプリケータ２０１５０がユーザにどのように出荷され、ユーザによってどのように受け取られるかを示す。分解図および切断図は、アプリケータデバイス２０１５０の構成要素を示す。アプリケータデバイス２０１５０は、ハウジング２０７０２、ガスケット２０７０１、シース２０７０４、鋭利物キャリア２０１１０２、ばね２０５６１２、センサキャリア２０７１０（「パックキャリア」とも呼ばれる）、鋭利物ハブ２０５０１４、センサ制御デバイス（「パック」とも呼ばれる）２０１０２、接着パッチ２０１０５、乾燥剤２０５０２、キャップ２０７０８、シリアルラベル２０７０９、およびタンパーエビデンス部分２０７１２を含んでもよい。ユーザによって受け取られるとき、ハウジング２０７０２、キャップ２０７０８、タンパーエビデンス部分２０７１２、およびラベル２０７０９のみが見える。タンパーエビデンス部分２０７１２は、例えば、ハウジング２０７０２およびキャップ２０７０８の各々に結合されたステッカーでもよく、タンパーエビデンス部分２０７１２は、ハウジング２０７０２およびキャップ２０７０８を分離することによって、例えば修復不能に損傷し得、それによって、ハウジング２０７０２およびキャップ２０７０８が以前に分離されたことをユーザに示す。これらの特徴は、以下でより詳細に説明される。

【0082】

Ｇ．例示的なトレイおよびセンサモジュールアセンブリ
図５は、滅菌蓋８１２が取り外し可能に結合されたトレイ８１０の例示的な実施形態を示す近位斜視図であり、これは、パッケージが組立て前にどのようにユーザに出荷され、どのようにユーザによって受け取られるかを表し得る。

【0083】

図６Ａは、トレイ８１０内のセンサ送達構成要素を示す近位斜視切断図である。プラットフォーム８０８は、トレイ８１０内に摺動可能に結合される。乾燥剤５０２は、トレイ８１０に対して静止している。センサモジュール５０４は、トレイ８１０内に取り付けられる。

【0084】

図６Ｂは、センサモジュール５０４をより詳細を示す近位斜視図である。ここで、プラットフォーム８０８の保持アーム延長部１８３４は、センサモジュール５０４を定位置に解放可能に固定する。モジュール２２００は、コネクタ２３００、鋭利物モジュール２５００、およびセンサ（図示せず）と結合されるので、組立て中にセンサモジュール５０４として一緒に取り外すことができる。

【0085】

Ｈ．ワンピースアーキテクチャのための例示的なアプリケータおよびセンサ制御デバイス
再び図１Ａおよび図３Ａ～図３Ｇを簡単に参照すると、ツーピースアーキテクチャシステムの場合、センサトレイ２０２およびセンサアプリケータ１０２は、別個のパッケージとしてユーザに提供され、したがって、ユーザは、各パッケージを開封し、最終的にシステムを組み立てる必要がある。いくつかの用途では、別個の密封パッケージは、センサトレイ２０２およびセンサアプリケータ１０２が、各パッケージの内容物に特有であり、他のものの内容物と適合しない別個の滅菌プロセスにおいて滅菌されることを可能にする。より具体的には、センサ１１０および鋭利物２２０を含むプラグアセンブリ２０７を含むセンサトレイ２０２は、電子ビーム（または「ｅビーム」）照射等の放射線滅菌を使用して滅菌されてもよい。適切な放射線滅菌プロセスとしては、電子ビーム（ｅ－ビーム）照射、ガンマ線照射、Ｘ線照射、またはこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。しかしながら、放射線滅菌は、センサ制御デバイス１０２の電子機器ハウジング内に配置された電気部品を損傷することがある。その結果、センサ制御デバイス１０２の電子機器ハウジングを含むセンサアプリケータ１０２を滅菌する必要がある場合、例えばエチレンオキシドを使用する気体化学滅菌などの別の方法によって滅菌することがある。しかしながら、気体化学滅菌は、センサ１１０上に含まれる酵素または他の化学物質および生物製剤を損傷する可能性がある。この滅菌不適合により、センサトレイ２０２およびセンサアプリケータ１０２は、通常、別個の滅菌プロセスにおいて滅菌され、その後、別個に包装されるが、これは、ユーザが使用のために構成要素を最終的に組み立てることを必要とする。

【0086】

図７Ａおよび７Ｂは、１つ以上の実施形態によるセンサ制御デバイス３７０２の、それぞれ等角分解上面図および等角底面図である。シェル３７０６およびマウント３７０８は、センサ制御デバイス３７０２の様々な電子部品を封入するか、または別様に実質的にカプセル化する、対向するクラムシェル半体として動作する。図示のように、センサ制御デバイス３７０２は、複数の電子モジュール３８０６が結合されたプリント回路基板（ＰＣＢ）３８０４を含むプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）３８０２を含んでもよい。例示的な電子モジュール３８０６は、抵抗器、トランジスタ、コンデンサ、インダクタ、ダイオード、およびスイッチを含むが、これらに限定されない。従来のセンサ制御デバイスは、通常、ＰＣＢの一方の側のみにＰＣＢ構成要素を積み重ねる。対照的に、センサ制御デバイス３７０２内のＰＣＢ構成要素３８０６は、ＰＣＢ３８０４の両側（すなわち、上面および底面）の表面積の周りに分散されてもよい。

【0087】

電子モジュール３８０６に加えて、ＰＣＢＡ３８０２は、ＰＣＢ３８０４に取り付けられたデータ処理ユニット３８０８も含んでよい。データ処理ユニット３８０８は、例えば、センサ制御デバイス３７０２の動作に関連付けられた１つ以上の機能またはルーチンを実装するように構成された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を備えてもよい。より具体的には、データ処理ユニット３８０８は、データ処理機能を実行するように構成されてもよく、そのような機能は、各々がサンプリングされたユーザの分析物レベルに対応するデータ信号のフィルタリングおよび符号化を含んでもよいが、これらに限定されない。データ処理ユニット３８０８はまた、リーダデバイス１０６（図１Ａ）と通信するためのアンテナを含んでもよく、または別の方法でそれと通信してもよい。

【0088】

バッテリ用開口３８１０は、ＰＣＢ３８０４内に画定され、センサ制御デバイス３７０２に電力を供給するように構成されたバッテリ３８１２を受け入れて据え付けるようなサイズであってもよい。軸線方向のバッテリコンタクト３８１４ａおよび半径方向のバッテリコンタクト３８１４ｂは、ＰＣＢ３８０４に結合され、バッテリ用開口３８１０内に延びて、バッテリ３８１２からＰＣＢ３８０４への電力の伝送を容易にすることができる。それらの名前が示唆するように、軸線方向のバッテリコンタクト３８１４ａは、バッテリ３８１２のための軸線方向のコンタクトを提供するように構成されてもよく、一方、半径方向のバッテリコンタクト３８１４ｂは、バッテリ３８１２のための半径方向のコンタクトを提供してもよい。バッテリコンタクト３８１４ａ、ｂを有するバッテリ用開口３８１０内にバッテリ３８１２を配置することは、センサ制御デバイス３７０２の高さＨを減少させるのに役立ち、これは、ＰＣＢ３８０４が中央に配置され、その構成要素が両側（すなわち、上面および底面）に分散されることを可能にする。これはまた、電子機器ハウジング３７０４上に設けられた面取り部３７１８を容易にするのに役立つ。

【0089】

センサ３７１６は、ＰＣＢ３８０４に対して中心に配置されてもよく、尾部３８１６と、フラグ３８１８と、尾部３８１６およびフラグ３８１８を相互接続するネック３８２０とを含んでもよい。尾部３８１６は、マウント３７０８の中心開口３７２０を通って延在し、ユーザの皮膚の下に経皮的に受容されるように構成されてもよい。さらに、尾部３８１６は、分析物モニタリングを容易にするのに役立つように、その上に含まれる酵素または他の化学物質を有してもよい。

【0090】

フラグ３８１８は、その上に配置された１つ以上のセンサコンタクト３８２２（図７Ｂには３つが示されている）を有するほぼ平坦な表面を含んでもよい。センサコンタクト３８２２は、ＰＣＢ３８０４上に設けられた対応する１つ以上の回路コンタクト３８２４（図７Ａには３つが示されている）と整列して係合するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、センサコンタクト３８２２は、フラグ３８１８に印刷されるか、または他の方法でデジタル的に適用された炭素含浸ポリマーを含んでもよい。従来のセンサ制御デバイスは、典型的には、センサとＰＣＢとの間の導電性コンタクトとして機能する１つ以上のコンプライアント炭素含浸ポリマーモジュールを封入するシリコーンゴム製のコネクタを含む。対照的に、本開示のセンサコンタクト３８２２は、センサ３７１６とＰＣＢ３８０４接続との間の直接接続を提供し、これは、従来技術のコネクタの必要性を排除し、有利に高さＨを減少させる。さらに、コンプライアント炭素含浸ポリマーモジュールを排除することにより、著しい回路抵抗が排除され、したがって、回路導電率が改善される。

【0091】

センサ制御デバイス３７０２は、フラグ３８１８とシェル３７０６の内面との間に配置され得るコンプライアント部材３８２６をさらに含んでもよい。より具体的には、シェル３７０６およびマウント３７０８が互いに組み立てられるとき、コンプライアント部材３８２６は、センサコンタクト３８２２を対応する回路コンタクト３８２４と連続的に係合させる受動的付勢負荷をフラグ３８１８に対して提供するように構成されてもよい。図示される実施形態では、コンプライアント部材３８２６は、エラストマー製Ｏリングであるが、代替として、本開示の範囲から逸脱することなく、圧縮ばね等の任意の他のタイプの付勢デバイスまたは機構を備えることができる。

【0092】

センサ制御デバイス３７０２は、第１のシールド３８２８ａおよび第２のシールドとして示されている１つ以上の電磁シールドをさらに含んでもよい。シェル３７０６は、第１のクロッキングレセプタクル３８３０ａ（図７Ｂ）および第２のクロッキングレセプタクル３８３０ｂ（図７Ｂ）を提供または画定してもよく、マウント３７０８は、第１のクロッキングポスト３８３２ａ（図７Ａ）および第２のクロッキングポスト３８３２ｂ（図７Ａ）を提供または画定してもよい。第１および第２のクロッキングレセプタクル３８３０ａ、ｂを第１および第２のクロッキングポスト３８３２ａ、ｂとそれぞれ嵌合させることにより、シェル３７０６がマウント３７０８に適切に位置合わせされる。

【0093】

特に図７Ａを参照すると、マウント３７０８の内面は、シェル３７０６がマウント３７０８に嵌合されたときに、センサ制御デバイス３７０２の様々な構成要素を収容するように構成された複数のポケットまたは凹部を提供または画定してもよい。例えば、マウント３７０８の内面は、センサ制御デバイス３７０２が組み立てられたときにバッテリ３８１２の一部を収容するように構成されたバッテリロケータ３８３４を画定してもよい。隣接するコンタクトポケット３８３６は、軸線方向のコンタクト３８１４ａの一部を収容するように構成されてもよい。

【0094】

さらに、ＰＣＢ３８０４の底部に配置された様々な電子モジュール３８０６を収容するために、マウント３７０８の内面に複数のモジュールポケット３８３８が画定されてもよい。さらに、センサ制御デバイス３７０２が組み立てられるときに第２のシールド３８２８ｂの少なくとも一部を収容するために、シールドロケータ３８４０がマウント３７０８の内面に画定されてもよい。バッテリロケータ３８３４、コンタクトポケット３８３６、モジュールポケット３８３８、およびシールドロケータ３８４０はすべて、マウント３７０８の内面内に短い距離だけ延在し、その結果、センサ制御デバイス３７０２の全体の高さＨは、従来のセンサ制御デバイスと比較して減少され得る。モジュールポケット３８３８はまた、ＰＣＢ構成要素が両側（すなわち、上面および底面）に配置されることを可能にすることによって、ＰＣＢ３８０４の直径を最小限にするのに役立ち得る。

【0095】

さらに図７Ａを参照すると、マウント３７０８は、マウント３７０８の外周の周りに画定された複数のキャリアグリップ部分３８４２（２つが示されている）をさらに含んでもよい。キャリアグリップ部分３８４２は、マウント３７０８の底部３８４４から軸線方向にオフセットされており、組み立て中にマウントの底部に転写接着剤（図示せず）を塗布することができる。マウントの底部と交差する円錐形キャリアグリップ部分を通常含む従来のセンサ制御デバイスとは対照的に、本開示のキャリアグリップ部分３８４２は、転写接着剤が塗布される平面（すなわち、底部３８４４）からオフセットされる。これは、組み立て中に送達システムが転写接着剤に不注意に張り付かないことを確実にするのを助けることにおいて有利であることが分かる。さらに、本開示のキャリアグリップ部分３８４２は、波形の転写接着剤の必要性を排除し、これは、転写接着剤の製造を単純化するとともに、マウント３７０８に対して転写接着剤を正確にクロックする必要性を排除する。これはまた、接合面積、したがって接合強度を増加させる。

【0096】

図７Ｂを参照すると、マウント３７０８の底部３８４４は、複数の溝３８４６を提供または別の方法で画定してもよく、それらは、マウント３７０８の外周にまたはその近傍に画定され、互いから等距離に離間されてもよい。転写接着剤（図示せず）が底部３８４４に結合されてもよく、溝３８４６は、使用中にセンサ制御デバイス３７０２から離れてマウント３７０８の周囲に向かって水分を運ぶ（移動させる）のを助けるように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、溝３８４６の間隔は、マウント３７０８の反対側（内面）に画定されたモジュールポケット３８３８（図７Ａ）を間に挟んでもよい。理解されるように、溝３８４６およびモジュールポケット３８３８の位置を交互にすることは、マウント３７０８のどちらかの側の対向する特徴が互いの中に延在しないことを確実にする。これは、マウント３７０８への材料の使用を最大化することに役立ち、それによって、センサ制御デバイス３７０２の最小の高さＨを維持することに役立ち得る。モジュールポケット３８３８はまた、モールドシンクを著しく低減し、転写接着剤が接合する底部３８４４の平坦度を改善することができる。

【0097】

さらに図７Ｂを参照すると、シェル３７０６の内面もまた、シェル３７０６がマウント３７０８に嵌合されたときに、センサ制御デバイス３７０２の様々な構成要素を収容するように構成された複数のポケットまたは凹部を提供または画定してもよい。例えば、シェル３７０６の内面は、マウント３７０８のバッテリロケータ３８３４（図７Ａ）に対向して配置可能であり、センサ制御装置３７０２が組み立てられたときにバッテリ３８１２の一部を収容するように構成された対向するバッテリロケータ３８４８を画定してもよい。対向するバッテリロケータ３８４８は、シェル３７０６の内面内に短い距離だけ延在し、センサ制御デバイス３７０２の全体の高さＨを減少させるのに役立つ。

【0098】

鋭利物およびセンサロケータ３８５２はまた、シェル３７０６の内面によって提供されてもよく、またはそうでなければその上に画定されてもよい。鋭利物およびセンサのロケータ３８５２は、鋭利物（図示せず）とセンサ３７１６の一部との両方を受容するように構成されてもよい。さらに、鋭利物およびセンサのロケータ３８５２は、マウント３７０８の内面上に設けられた対応する鋭利物およびセンサのロケータ２０５４（図７Ａ）と整列および／または嵌合するように構成されてもよい。

【0099】

本開示の実施形態によれば、代替のセンサアセンブリ／電子機器アセンブリ接続手法が図８Ａ～図８Ｃに示されている。示されるように、センサアセンブリ１４７０２は、センサ１４７０４と、コネクタ支持体１４７０６と、鋭利物１４７０８とを含む。特に、凹部またはレセプタクル１４７１０は、電子機器アセンブリ１４７１２のマウントの底部に画定されてもよく、センサアセンブリ１４７０２が受容されて電子機器アセンブリ１４７１２に結合され得る場所を提供し、それによってセンサ制御デバイスを完全に組み立てることができる。センサアセンブリ１４７０２の外形は、レセプタクル１４７１０に対して相補的に適合または成形されてもよく、それは、エラストマー製封止部材１４７１４（回路基板に結合され、センサ１４７０４の電気コンタクトと整列される導電性材料を含む）を含む。したがって、センサアセンブリ１４７０２を電子機器アセンブリ１４７１２内に一体的に形成された凹部１４７１０内に駆動することによって、センサアセンブリ１４７０２が電子機器アセンブリ１４７１２にスナップ嵌めされるかまたは他の方法で接着されると、図８Ｃに示すオンボディデバイス１４７１４が形成される。この実施形態は、電子機器アセンブリ１４７１２内のセンサアセンブリ１４７０２のための統合コネクタを提供する。

【0100】

センサアセンブリに関するさらなる情報は、米国特許出願公開第２０１３／０１５０６９１号明細書および米国特許出願公開第２０２１／０２０４８４１号明細書に提供されており、これらの各々は、参照によりその全体が本明細書に援用される。

【0101】

本開示の実施形態によれば、センサ制御デバイス１０２は、ワンピースアーキテクチャセンサ制御デバイスのために特別に設計された滅菌技術を受けることができるワンピースアーキテクチャを提供するように修正され得る。ワンピースアーキテクチャは、センサアプリケータ１５０およびセンサ制御デバイス１０２が、いかなる最終ユーザ組立ステップも必要としない単一の密閉パッケージでユーザに出荷されることを可能にする。むしろ、ユーザは、１つのパッケージを開封し、その後、センサ制御デバイス１０２を標的モニタリング場所に送達することのみを必要とする。本明細書で説明されるワンピースシステムアーキテクチャは、構成部品、様々な製作プロセスステップ、およびユーザ組立ステップを排除する点で有利であることが証明され得る。結果として、包装および廃棄物が減少するとともに、ユーザエラーまたはシステムへの汚染の可能性が軽減される。

【0102】

図９Ａおよび図９Ｂは、アプリケータキャップ２１０が結合されたセンサアプリケータ１０２の例示的な実施形態の、それぞれ側面図および断面側面図である。より具体的には、図９Ａは、センサアプリケータ１０２がどのようにユーザに出荷され、どのようにユーザによって受け取られるかを示し、図９Ｂは、センサアプリケータ１０２内に配置されたセンサ制御デバイス４４０２を示す。したがって、完全に組み立てられたセンサ制御デバイス４４０２は、ユーザに送達される前に、すでに組み立てられ、センサアプリケータ１０２内に設置されてもよく、したがって、そうでなければユーザが実行しなければならないであろう任意の追加の組み立てステップを除去する。

【0103】

完全に組み立てられたセンサ制御デバイス４４０２は、センサアプリケータ１０２内に装填されてもよく、アプリケータキャップ２１０は、その後、センサアプリケータ１０２に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、アプリケータキャップ２１０は、ハウジング２０８に螺合されてもよく、タンパーリング４７０２を含んでもよい。アプリケータキャップ２１０をハウジング２０８に対して回転させる（例えば、ねじを緩める）と、タンパーリング４７０２はせん断し、それによってアプリケータキャップ２１０をセンサアプリケータ１０２から解放することができる。

【0104】

本開示によれば、センサアプリケータ１０２内に装填されている間、センサ制御デバイス４４０２は、電子機器ハウジング４４０４およびセンサ制御デバイス４４０２の任意の他の露出部分を滅菌するように構成された気体化学滅菌４７０４を受けてもよい。これを達成するために、化学物質が、センサアプリケータ１０２および相互接続されたキャップ２１０によって協働して画定される滅菌チャンバ４７０６内に注入されてもよい。いくつかの用途では、化学物質は、アプリケータキャップ２１０の近位端６１０に画定された１つ以上の通気孔４７０８を介して滅菌チャンバ４７０６内に注入されてもよい。気体化学滅菌４７０４のために使用され得る例示的な化学物質は、エチレンオキシド、気化過酸化水素、窒素酸化物（例えば、亜酸化窒素、二酸化窒素等）、および蒸気を含むが、それらに限定されない。

【0105】

センサ４４１０および鋭利物４４１２の遠位部分は、センサキャップ４４１６内に密閉されるので、気体化学滅菌プロセス中に使用される化学物質は、尾部４５２４および分析物流入を調節する膜コーティング等の他のセンサ構成要素上に提供される酵素、化学物質、および生物製剤と相互作用しない。

【0106】

滅菌チャンバ４７０６内で所望の滅菌保証レベルが達成されると、気体溶液が除去されてもよく、滅菌チャンバ４７０６が通気されてもよい。通気は、一連の真空引き、続いて滅菌チャンバ４７０６を通してガス（例えば、窒素）または濾過空気を循環させることによって達成されてもよい。滅菌チャンバ４７０６が適切に通気されると、通気口４７０８は、シール４７１２（破線で示される）で閉塞されてもよい。

【0107】

いくつかの実施形態では、シール４７１２は、互いに異なる材料の２つ以上の層を備えてもよい。第１の層は、ＤｕＰｏｎｔ（登録商標）から入手可能なＴｙｖｅｋ（登録商標）等の合成材料（例えば、フラッシュ紡糸高密度ポリエチレン繊維）から作製されてもよい。Ｔｙｖｅｋ（登録商標）は、高度に耐久性および耐穿刺性であり、蒸気の透過を可能にする。Ｔｙｖｅｋ（登録商標）層は、気体化学滅菌プロセスの前に適用されてもよく、気体化学滅菌プロセスに続いて、ホイルまたは他の蒸気および耐湿性材料層が、滅菌チャンバ４７０６の中への汚染物質および湿気の進入を防止するために、Ｔｙｖｅｋ（登録商標）層を覆ってシール（例えば、ヒートシール）されてもよい。他の実施形態では、シール４７１２は、アプリケータキャップ２１０に適用される単一の保護層のみを備えてもよい。そのような実施形態では、単一層は、滅菌プロセスのためにガス透過性であってもよいが、滅菌プロセスが完了すると、湿気および他の有害要素から保護することも可能であってもよい。

【0108】

シール４７１２が定位置にある状態で、アプリケータキャップ２１０は、外部汚染に対する障壁を提供し、それによって、ユーザがアプリケータキャップ２１０を取り外す（螺合解除）まで、組み立てられたセンサ制御デバイス４４０２のための滅菌環境を維持する。アプリケータキャップ２１０はまた、接着パッチ４７１４が汚れることを防止する、輸送および保管中の無塵環境を生成してもよい。

【0109】

図１０Ａおよび図１０Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、別の例示的なセンサ制御デバイス５００２の、それぞれ等角図および側面図である。センサ制御デバイス５００２は、図１Ａのセンサ制御デバイス１０２といくつかの点で類似していてもよく、したがって、図１Ａを参照することによって最もよく理解することができる。さらに、センサ制御デバイス５００２は、図１Ａのセンサ制御デバイス１０２を置き換えることができ、したがって、センサ制御デバイス５００２をユーザの皮膚上の標的モニタリング位置に送達することができる図１Ａのセンサアプリケータ１０２と共に使用してもよい。

【0110】

しかしながら、図１Ａのセンサ制御デバイス１０２とは異なり、センサ制御デバイス５００２は、適用前にユーザが複数のパッケージを開いて最終的にセンサ制御デバイス５００２を組み立てることを必要としないワンピースシステムアーキテクチャを備えることができる。むしろ、ユーザによって受け取られると、センサ制御デバイス５００２は、すでに完全に組み立てられており、センサアプリケータ１５０（図１Ａ）内に適切に位置付けられてもよい。センサ制御デバイス５００２を使用するために、ユーザは、使用のための標的モニタリング場所にセンサ制御デバイス５００２を迅速に送達する前に、１つの障壁（例えば、図３Ｂのアプリケータキャップ７０８）を開放することのみを必要とする。

【0111】

図示されるように、センサ制御デバイス５００２は、おおむねディスク形状であり、円形断面を有し得る電子機器ハウジング５００４を含む。しかしながら、他の実施形態では、電子機器ハウジング５００４は、本開示の範囲から逸脱することなく、卵形または多角形等の他の断面形状を呈してもよい。電子機器ハウジング５００４は、センサ制御デバイス５００２を動作させるために使用される様々な電気構成要素を収容するか、または別の方法で含有するように構成されてもよい。少なくとも１つの実施形態では、接着パッチ（図示せず）が、電子機器ハウジング５００４の底部に配置されてもよい。接着パッチは、図１Ａの接着パッチ１０５と同様であってもよく、したがって、使用のためにセンサ制御デバイス５００２をユーザの皮膚に接着することを助けてもよい。

【0112】

図示されるように、センサ制御デバイス５００２は、シェル５００６と、シェル５００６に嵌合可能なマウント５００８とを含む電子機器ハウジング５００４を含む。シェル５００６は、スナップ嵌め係合、締まり嵌め、ソニック溶接、１つ以上の機械的締結具（例えば、ねじ）、ガスケット、接着剤、またはそれらの任意の組み合わせ等の様々な方法を介して、マウント５００８に固定されてもよい。場合によっては、シェル５００６はマウント５００８に固定されることにより、それらの間に密閉された接合部分が生成されてもよい。

【0113】

センサ制御デバイス５００２は、センサ５０１０（部分的に可視）と、センサ制御デバイス５００２の適用中にユーザの皮膚の下にセンサ５０１０を経皮的に送達するのを助けるために使用される鋭利物５０１２（部分的に可視）とをさらに含んでもよい。図示されるように、センサ５０１０および鋭利物５０１２の対応する部分は、電子機器ハウジング５００４の底部（例えば、マウント５００８）から遠位に延在する。鋭利物５０１２は、鋭利物５０１２を固定および担持するように構成される、鋭利物ハブ５０１４を含んでもよい。図１０Ｂに最もよく見られるように、鋭利物ハブ５０１４は、嵌合部材５０１６を含むか、または別の方法で画定してもよい。鋭利物５０１２をセンサ制御デバイス５００２に結合するために、鋭利物５０１２は、鋭利物ハブ５０１４がシェル５００６の上面に係合し、嵌合部材５０１６がマウント５００８の底部から遠位に延在するまで、電子機器ハウジング５００４を通して軸線方向に前進させられてもよい。鋭利物５０１２が電子機器ハウジング５００４を貫通すると、センサ５０１０の露出部分は、鋭利物５０１２の中空または陥凹（弓状）部分内に受容されてもよい。センサ５０１０の残りの部分は、電子機器ハウジング５００４の内部に配置される。

【0114】

センサ制御デバイス５００２は、図１０Ａ～図１０Ｂにおいて電子機器ハウジング５００４から分解されてまたは取り外されて示されているセンサキャップ５０１８をさらに含んでもよい。センサキャップ５０１６は、マウント５００８の底部またはその近くでセンサ制御デバイス５００２（例えば、電子機器ハウジング５００４）に取り外し可能に結合されてもよい。センサキャップ５０１８は、センサ５０１０および鋭利物５０１２の露出部分を取り囲み、気体化学滅菌から保護する、密閉障壁を提供するのに役立ち得る。図示されるように、センサキャップ５０１８は、第１の端部５０２０ａと、第１の端部５０２０ａの反対側の第２の端部５０２０ｂとを有する略円筒形のボディを備えてもよい。第１の端部５０２０ａは、ボディ内に画定された内側チャンバ５０２２内へのアクセスを提供するように開いていてもよい。対照的に、第２の端部５０２０ｂは、閉鎖されてもよく、係合部分５０２４を提供または別の方法で画定してもよい。本明細書で説明するように、係合部分５０２４は、センサキャップ５０１８をセンサアプリケータ（例えば、図１および図３Ａ～図３Ｇのセンサアプリケータ１５０）のキャップ（例えば、図３Ｂのアプリケータキャップ７０８）に嵌合させるのに役立ち得るとともに、キャップをセンサアプリケータから取り外す際にセンサキャップ５０１８をセンサ制御デバイス５００２から取り外すのに役立ちうる。

【0115】

センサキャップ５０１８は、マウント５００８の底部またはその近くで電子機器ハウジング５００４に取り外し可能に結合されてもよい。より具体的には、センサキャップ５０１８は、マウント５００８の底部から遠位に延在する嵌合部材５０１６に取り外し可能に結合されてもよい。少なくとも１つの実施形態では、例えば、嵌合部材５０１６は、センサキャップ５０１８によって画定される一組の雌ねじ山５０２６ｂ（図１０Ａ）と嵌合可能な一組の雄ねじ山５０２６ａ（図１０Ｂ）を画定してもよい。いくつかの実施形態では、雄ねじ山および雌ねじ山５０２６ａ、ｂは、部品を成形する際に有利であることを証明し得る、平坦なねじ山設計（例えば、螺旋曲率の欠如）を備えてもよい。あるいは、雄ねじ山および雌ねじ山５０２６ａ、ｂは、螺旋状のねじ山係合を含んでもよい。したがって、センサキャップ５０１８は、鋭利物ハブ５０１４の嵌合部材５０１６においてセンサ制御デバイス５００２に螺合されてもよい。他の実施形態では、センサキャップ５０１８は、締まり嵌めもしくは摩擦嵌め、また最小の分離力（例えば、軸線方向もししくは回転の力）で破壊され得る脆弱部材もしくは物質を含むがこれらに限定されない他のタイプの係合を介して嵌合部材５０１６に取り外し可能に結合されてもよい。

【0116】

いくつかの実施形態では、センサキャップ５０１８は、第１および第２の端部５０２０ａ、ｂの間に延在するモノリシック（単一）構造を備えてもよい。しかしながら、他の実施形態では、センサキャップ５０１８は、２つ以上の構成部品を備えてもよい。図示の実施形態では、例えば、センサキャップ５０１８は、第１の端部５０２０ａに位置決めされた封止リング５０２８と、第２の端部５０２０ｂに配置された乾燥剤キャップ５０３０とを含んでもよい。封止リング５０２８は、以下でより詳細に説明するように、内部チャンバ５０２２を密閉するのに役立つように構成されてもよい。少なくとも１つの実施形態では、封止リング５０２８は、エラストマー製Ｏリングを含んでもよい。乾燥剤キャップ５０３０は、内部チャンバ５０２２内の好ましい湿度レベルを維持するのに役立つように乾燥剤を収容するか、または含むことができる。乾燥剤キャップ５０３０はまた、センサキャップ５０１８の係合部分５０２４を画定または別の方法で提供してもよい。

【0117】

図１１Ａ～図１１Ｃは、１つ以上の実施形態による、センサアプリケータ１０２とセンサ制御デバイス５００２との組立てを示す漸進的な断面側面図である。センサ制御デバイス５００２が完全に組み立てられると、センサ制御デバイスはセンサアプリケータ１０２内に装填されてもよい。図１１Ａを参照すると、鋭利物ハブ５０１４は、センサ制御デバイス５００２をセンサアプリケータ１０２に結合するのに役立つように構成されたハブスナップ爪５３０２を含むか、または他の方法で画定してもよい。より具体的には、センサ制御デバイス５００２は、センサアプリケータ１０２の内部に前進させられてもよく、ハブスナップ爪５３０２は、センサアプリケータ１０２内に位置付けられた鋭利物キャリア５３０６の対応するアーム５３０４によって受容されてもよい。

【0118】

図１１Ｂでは、鋭利物キャリア５３０６によって受容され、したがって、センサアプリケータ１０２内に固定されたセンサ制御デバイス５００２が示される。センサ制御デバイス５００２がセンサアプリケータ１０２内に装填されると、アプリケータキャップ２１０は、センサアプリケータ１０２に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、アプリケータキャップ２１０およびハウジング２０８は、アプリケータキャップ２１０をハウジング２０８上に時計回り（または反時計回り）方向にねじ込み、それによって、アプリケータキャップ２１０をセンサアプリケータ１０２に固定することを可能にする、対向する嵌合可能な一組のねじ山５３０８を有してもよい。

【0119】

図示されるように、シース２１２はまた、センサアプリケータ１０２内に位置付けられ、センサアプリケータ１０２は、シース２１２が衝撃事象中に早まって折り畳まれないことを確実にするように構成される、シースロック機構５３１０を含んでもよい。図示される実施形態では、シースロック機構５３１０は、アプリケータキャップ２１０とシース２１２との間の螺合を含んでもよい。より具体的には、１つ以上の雌ねじ山５３１２ａは、アプリケータキャップ２１０の内面上に画定されるか、または別の方法で提供されてもよく、１つ以上の雄ねじ山５３１２ｂは、シース２１２上に画定されるか、または別の方法で提供されてもよい。雌ねじ山５３１２ａおよび雄ねじ山５３１２ｂは、アプリケータキャップ２１０がねじ山５３０８においてセンサアプリケータ１０２に螺合されるときに螺合するように構成され得る。雌ねじ山５３１２ａおよび雄ねじ山５３１２ｂは、アプリケータキャップ２１０がハウジング２０８にねじ込まれることを可能にするねじ山５３０８と同じねじ山ピッチを有してもよい。

【0120】

図１１Ｃでは、ハウジング２０８に完全に螺合された（結合された）アプリケータキャップ２１０が示される。図示されるように、アプリケータキャップ２１０はさらに、アプリケータキャップ２１０の内部の中心に位置し、その底部から近位に延在するキャップポスト５３１４を提供し、別の方法で画定してもよい。キャップポスト５３１４は、アプリケータキャップ２１０がハウジング２０８上にねじ込まれるときに、センサキャップ５０１８の少なくとも一部分を受容するように構成されてもよい。

【0121】

センサ制御デバイス５００２がセンサアプリケータ１０２内に装填され、アプリケータキャップ２１０が適切に固定された状態で、センサ制御デバイス５００２は、次いで、電子機器ハウジング５００４およびセンサ制御デバイス５００２の任意の他の露出部分を滅菌するように構成される、気体化学滅菌に供されてもよい。センサ５０１０および鋭利物５０１２の遠位部分は、センサキャップ５０１８内に密閉されるので、気体化学滅菌プロセス中に使用される化学物質は、尾部５１０４および分析物流入を調節する膜コーティング等の他のセンサ構成要素上に提供される酵素、化学物質、および生物製剤と相互作用できない。

【0122】

図１２Ａ～図１２Ｃは、１つ以上の追加の実施形態による、センサ制御デバイス５００２を有するセンサアプリケータ１０２の代替的な実施形態の組立ておよび分解を示す漸進的な断面側面図である。完全に組み立てられたセンサ制御デバイス５００２は、全般的に上述したように、ハブスナップ爪５３０２をセンサアプリケータ１０２内に位置づけられた鋭利物キャリア５３０６のアーム５３０４に結合することによって、センサアプリケータ１０２内に装填されてもよい。

【0123】

図示される実施形態では、シース２１２のシースアーム５６０４は、ハウジング２０８の内部に画定される第１の戻り止め５７０２ａおよび第２の戻り止め５７０２ｂと相互作用するように構成されてもよい。第１の戻り止め５７０２ａは、代わりに、「ロック」戻り止めと称されてもよく、第２の戻り止め５７０２ｂは、代わりに、「発射」戻り止めと称されてもよい。センサ制御デバイス５００２が最初にセンサアプリケータ１０２内に設置されるとき、シースアーム５６０４は、第１の戻り止め５７０２ａ内に受容されてもよい。以下に説明するように、シース２１２は、シースアーム５６０４を第２の戻り止め５７０２ｂに移動させるように作動されてもよく、これによりセンサアプリケータ１０２が発射位置に配置される。

【0124】

図１２Ｂでは、アプリケータキャップ２１０は、シース２１２がアプリケータキャップ２１０内に受容されるように、ハウジング２０８と位置合わせされ、ハウジング２０８に向かって前進させられる。アプリケータキャップ２１０をハウジング２０８に対して回転させる代わりに、アプリケータキャップ２１０のねじ山をハウジング２０８の対応するねじ山にスナップ留めして、アプリケータキャップ２１０をハウジング２０８に結合してもよい。アプリケータキャップ２１０内に画定された軸線方向の切れ目またはスロット５７０３（１つが示されている）は、アプリケータキャップ２１０のねじ山の近くの部分が外向きに撓んでハウジング２０８のねじ山とスナップ係合することを可能にし得る。アプリケータキャップ２１０がハウジング２０８にスナップ留めされると、センサキャップ５０１８は、それに対応してキャップポスト５３１４内にスナップ留めされ得る。

【0125】

図１１Ａ～図１１Ｃの実施形態と同様に、センサアプリケータ１０２は、シース２１２が衝撃事象中に早まって折り畳まれないことを確実にするように構成されたシースロック機構を含んでもよい。図示された実施形態では、シースロック機構は、アプリケータキャップ２１０のベースの近くに画定される１つ以上のリブ５７０６（２つが示される）および肩部５７０８と相互作用するように構成される、シース２１２のベース近くに確定される１つ以上のリブ５７０４（１つが示される）を含む。リブ５７０４は、アプリケータキャップ２１０をハウジング２０８に取り付けている間、リブ５７０６と肩部５７０８との間で相互ロックするように構成されてもよい。より具体的には、いったんアプリケータキャップ２１０がハウジング２０８上にスナップ留めされると、アプリケータキャップ２１０は、回転させられてもよく（例えば、時計回りに）、それは、シース２１２のリブ５７０４をアプリケータキャップ２１０のリブ５７０６と肩部５７０８との間に位置付け、それによって、ユーザがアプリケータキャップ２１０を逆回転させることで使用のためにアプリケータキャップ２１０を取り外すまで、アプリケータキャップ２１０を定位置に「ロック」する。アプリケータキャップ２１０のリブ５７０６と肩部５７０８との間のリブ５７０４の係合はまた、シース２１２が早まって折り畳まれることを防止し得る。

【0126】

図１２Ｃでは、アプリケータキャップ２１０がハウジング２０８から取り外されている。図１２Ａ～図１２Ｃの実施形態と同様に、アプリケータキャップ２１０は、アプリケータキャップ２１０を逆回転させることによって取り外すことができ、これに対応して、キャップポスト５３１４を同じ方向に回転させ、概して上述したように、センサキャップ５０１８を嵌合部材５０１６から螺合解除する。さらに、センサキャップ５０１８をセンサ制御デバイス５００２から取り外すと、センサ５０１０および鋭利物５０１２の遠位部分が露出する。

【0127】

アプリケータキャップ２１０がハウジング２０８から螺合解除されるとき、シース２１２上に画定されたリブ５７０４は、アプリケータキャップ２１０上に画定されたリブ５７０６の上部に摺動係合し得る。リブ５７０６の上部は、アプリケータキャップ２１０が回転されるにつれて、シース２１２の上方移動をもたらす、対応する傾斜表面を提供してもよく、シース２１２を上方に移動させることにより、シースアーム５６０４が第１の戻り止め５７０２ａとの係合から外れて屈曲し、第２の戻り止め５７０２ｂ内に受容される。シース２１２が第２の戻り止め５７０２ｂに移動すると、半径方向肩部５６１４が移動してキャリアアーム５６０８との半径方向係合から外れ、これにより、ばね５６１２の受動的なばね力が鋭利物キャリア５３０６を上方に押し上げ、キャリアアーム５６０８を溝５６１０との係合から外すことが可能になる。鋭利物キャリア５３０６がハウジング２０８内で上方に移動すると、嵌合部材５０１６は、センサ制御デバイス５００２の底部と同一平面、実質的に同一平面、または準同一平面になるまで、対応して後退してもよい。この時点で、センサアプリケータ１０２は発射位置にある。したがって、この実施形態では、アプリケータキャップ２１０を取り外すと、それに対応して嵌合部材５０１６が後退する。

【0128】

Ｉ．ワンピースおよびツーピースのアプリケータの例示的な発射機構
図１３Ａ～１３Ｆは、アプリケータ２１６を「発射」してセンサ制御デバイス２２２をユーザに適用し、鋭利物１０３０を使用済みアプリケータ２１６内に安全に後退させることを含む、内部デバイス機構の実施形態の例示的な詳細を示す。全部合わせて、これらの図面は、鋭利物１０３０（センサ制御デバイス２２２に結合されるセンサを支持する）をユーザの皮膚の中に駆動するステップと、センサをユーザの間質液と動作して接触させたまま鋭利物を引き抜くステップと、センサ制御デバイスを接着剤によってユーザの皮膚に接着させるステップとの例示的シーケンスを表す。代替的なアプリケータアセンブリの実施形態および構成要素とともに使用するためのそのようなアクティビティの修正を、それを参照して、当業者が理解できる。さらに、アプリケータ２１６は、本明細書に開示されるようなワンピースアーキテクチャまたはツーピースアーキテクチャを有するセンサアプリケータであってもよい。

【0129】

ここで図１３Ａを参照すると、センサ１１０２は、鋭利物１０３０内で、ユーザの皮膚１１０４のすぐ上に支持される。シース３１８に対するアプリケータ２１６の動きを制御するために、上側ガイド部１１０８のレール１１０６（任意選択で、そのうちの３つ）が設けられてもよい。シース３１８は、アプリケータ２１６の長手方向軸線に沿った適切な下向きの力が、戻り止め部分１１１０によって提供される抵抗に打ち勝つようにアプリケータ２１６内の戻り止め部分１１１０によって保持されるので、鋭利物１０３０およびセンサ制御デバイス２２２は、長手方向軸線に沿ってユーザの皮膚１１０４の中へ（および上へ）平行移動できる。加えて、センサキャリア１０２２のキャッチアーム１１１２は、鋭利部分後退アセンブリ１０２４に係合して、鋭利部分１０３０をセンサ制御デバイス２２２に対する位置に維持する。

【0130】

図１３Ｂでは、ユーザの力が加えられて戻り止め部分１１１０に打ち勝ちまたは無効にし、シース３１８がハウジング３１４内に折り畳まれて、センサ制御デバイス２２２を（関連する部品とともに）駆動することで、矢印Ｌによって示されるように長手方向軸に沿って下方に平行移動させる。シース３１８の上部ガイドセクション１１０８の内径は、センサ／鋭利物挿入プロセスの全ストロークを通してキャリアアーム１１１２の位置を制約する。鋭利物後退アセンブリ１０２４の相補的な面１１１６に対するキャリアアーム１１１２の停止表面１１１４の保持は、戻しばね１１１８が完全に付勢された状態で部材の位置を維持する。実施形態によれば、矢印Ｌによって示されるように長手方向軸に沿って下方に平行移動するように、ユーザの力を使用してセンサ制御デバイス２２２を駆動するのではなく、ハウジング３１４は、センサ制御デバイス２２２を駆動するために駆動ばね（例えば、限定ではないが、コイルばね）を作動させるボタン（例えば、限定ではないが、押しボタン）を含んでもよい。

【0131】

図１３Ｃでは、センサ１１０２および鋭利物１０３０は、完全挿入深さに到達している。その際、キャリアアーム１１１２は上部ガイド部１１０８の内径をクリアする。次いで、コイル戻しばね１１１８の圧縮された力は、角度付き停止表面１１１４を半径方向外向きに駆動し、力を解放することで鋭利物後退アセンブリ１０２４の鋭利物キャリア１１０２を駆動し、図１３Ｄの矢印Ｒによって示されるように、（スロット付きまたは別の方法で構成された）鋭利物１０３０をユーザから外へ、センサ１１０２から引き離す。

【0132】

図１３Ｅに示されるように、鋭利物１０３０が完全に後退させられると、シース３１８の上部ガイド部１１０８は、最終ロック部分１１２０とともに設定される。図１３Ｆに示されるように、使用済みアプリケータアセンブリ２１６は、センサ制御デバイス２２２を残して挿入部位から除去され、鋭利物１０３０は、アプリケータアセンブリ２１６の内側に安全に固定される。使用済みアプリケータアセンブリ２１６は、このとき処分の準備ができている。

【0133】

センサ制御デバイス２２２を適用するときのアプリケータ２１６の動作は、鋭利物１０３０の挿入および後退の両方がアプリケータ２１６の内部機構によって自動的に行われるという感覚をユーザに提供するように設計される。換言すれば、本発明は、ユーザが、鋭利物１０３０を手動で皮膚に駆動しているという感覚を経験することを回避する。したがって、ユーザがアプリケータ２１６の戻り止め部分からの抵抗に打ち勝つのに十分な力を加えると、結果として生じるアプリケータ２１６の動作は、アプリケータが「トリガ」されることに対する自動応答であると認識される。ユーザは、全ての駆動力がユーザによって提供され、鋭利物１０３０を挿入するために追加の付勢／駆動手段が使用されないにもかかわらず、鋭利物１０３０を駆動して皮膚を穿刺するためにユーザが追加の力を供給していることを知覚しない。図１３Ｃにおいて上で詳述したように、鋭利物１０３０の後退は、アプリケータ２１６のコイル戻しばね１１１８によって自動化される。

【0134】

本明細書に説明されるアプリケータの実施形態のいずれか、ならびに鋭利物、鋭利物モジュール、およびセンサモジュールの実施形態を含むが、それらに限定されないその構成要素のいずれかに関して、当業者は、前記実施形態が、対象の表皮、真皮、または皮下組織内の体液中の分析物レベルを感知するように構成されるセンサとともに使用するために定寸および構成されてもよいことを理解するであろう。いくつかの実施形態では、例えば、本明細書に開示される分析物センサの鋭利物および遠位部分は、両方とも、特定の端部深さ（すなわち、対象の身体の組織または層内、例えば、表皮、真皮、または皮下組織内の貫通の最も遠い点）に位置付けられるように定寸および構成されてもよい。いくつかのアプリケータの実施形態に関して、当業者は、鋭利物のある実施形態が、分析物センサの最終端部深さに対して、対象の身体内の異なる端部深さに位置付けられるように定寸および構成されてもよいことを理解するであろう。いくつかの実施形態では、例えば、鋭利物は、後退の前に、対象の表皮内の第１の端部深さに位置付けられてもよく、分析物センサの遠位部分は、対象の真皮内の第２の端部深さに位置付けられてもよい。他の実施形態では、鋭利物は、後退の前に、対象の真皮内の第１の端部深さに位置付けられてもよく、分析物センサの遠位部分は、対象の皮下組織内の第２の端部深さに位置付けられてもよい。さらに他の実施形態では、後退前に鋭利物を第１の端部深さに位置付けてもよく、分析物センサを第２の端部深さに位置付けてもよく、第１の端部深さおよび第２の端部深さは両方とも、対象の身体の同じ層または組織にある。

【0135】

加えて、本明細書に説明されるアプリケータの実施形態のいずれかに関して、当業者は、分析物センサ、ならびに１つ以上のばね機構を含むがそれに限定されない、分析物センサに結合される１つ以上の構造構成要素が、アプリケータの１つ以上の軸線に対して中心から外れた位置でアプリケータ内に位置づけられてもよいことを理解するであろう。いくつかのアプリケータの実施形態では、例えば、分析物センサおよびばね機構は、アプリケータの第１の側面上のアプリケータの軸線に対して第１の中心から外れた位置に配置されてもよく、センサ電子機器は、アプリケータの第２の側面上のアプリケータの軸線に対して第２の中心から外れた位置に配置されてもよい。他のアプリケータの実施形態では、分析物センサ、ばね機構、およびセンサ電子機器は、同じ側のアプリケータの軸線に対して中心から外れた位置に配置されてもよい。当業者は、分析物センサ、ばね機構、センサ電子機器、およびアプリケータの他の構成要素のうちのいずれかまたは全てが、アプリケータの１つ以上の軸線に対して中心または中心から外れた位置に配置される、他の順列および構成が可能であり、完全に本開示の範囲内であることを理解するであろう。

【0136】

適切なデバイス、システム、方法、構成要素、および関連する部分とのそれらの動作のさらなる詳細は、Ｒａｏらの国際公開第ＷＯ２０１８／１３６８９８号、Ｔｈｏｍａｓらの国際公開第ＷＯ２０１９／２３６８５０号、Ｔｈｏｍａｓらの国際公開第ＷＯ２０１９／２３６８５９号、Ｔｈｏｍａｓらの国際公開第ＷＯ２０１９／２３６８７６号、および２０１９年６月６日に出願された米国特許出願公開第２０２０／０１９６９１９号明細書に記載されており、これらの各々は、その全体が参照により本明細書に援用される。アプリケータ、それらの構成要素、およびそれらの変形例の実施形態に関する更なる詳細は、米国特許出願公開第２０１３／０１５０６９１号明細書、同第２０１６／０３３１２８３号明細書、および同第２０１８／０２３５５２０号明細書に記載されており、これらの各々は、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。鋭利物モジュール、鋭利物、それらの構成要素、およびそれらの変形例の実施形態に関するさらなる詳細は、米国特許出願公開第２０１４／０１７１７７１号明細書に説明されており、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。

【0137】

Ｊ．分析物センサを較正する例示的な方法
生化学センサは、１つ以上の感知特性によって説明することができる。一般的な感知特性は、生化学センサの感度と呼ばれ、これは、センサが検出するように設計された化学物質または組成物の濃度に対するセンサの応答性の尺度である。電気化学センサの場合、この応答は、電流（電流測定）または電荷（電量測定）の形態であり得る。他のタイプのセンサでは、応答は、光子強度（例えば、光学光）等の異なる形態でもよい。生化学分析物センサの感度は、センサがインビトロ状態にあるかインビボ状態にあるかを含む、いくつかの要因に応じて変化し得る。

【0138】

図１４は、電流測定分析物センサのインビトロ感度を示すグラフである。インビトロ感度は、様々な分析物濃度でセンサをインビトロ試験し、次いで、得られたデータに対して回帰（例えば、線形または非線形）または他の曲線当てはめを行うことによって得ることができる。この例では、分析物センサの感度は線形または実質的に線形であり、式ｙ＝ｍｘ＋ｂに従ってモデル化することができる。式中、ｙはセンサの電気出力電流であり、ｘは分析物レベル（または濃度）であり、ｍは感度の勾配であり、ｂは感度の切片であり、切片は一般にバックグラウンド信号（例えば、ノイズ）に対応する。線形または実質的に線形の応答を有するセンサの場合、所与の電流に対応する分析物レベルは、感度の勾配および切片から決定することができる。非線形感度を有するセンサは、センサの出力電流から生じる分析物レベルを決定するために追加の情報を必要とし、当業者は、非線形感度をモデル化する方法に精通している。インビボセンサの特定の実施形態では、インビトロ感度はインビボ感度と同じであり得るが、他の実施形態では、伝達（または変換）関数を使用して、インビトロ感度を、センサの意図されたインビボ使用に適用可能なインビボ感度に変換する。

【0139】

較正は、センサの測定出力を調整してセンサの予想出力との差を減少させることによって正確さを改善または維持するための技術である。センサの感度のようなセンサの感知特性を説明する１つ以上のパラメータが、較正調整における使用のために確立される。

【0140】

特定のインビボ分析物モニタリングシステムは、ユーザの介在によって、または自動化された方式でシステム自体によって、センサをユーザまたは患者に埋め込んだ後に較正を行うことを必要とする。例えば、ユーザの介在が必要とされるとき、ユーザは、分析物センサが埋め込まれている間に、インビトロ測定（例えば、指先穿刺およびインビトロ試験ストリップを使用した血糖（ＢＧ）測定）を行い、これをシステムに入力する。次いで、システムは、インビトロ測定値をインビボ信号と比較し、その差を使用して、センサのインビボ感度の推定値を決定する。次いで、インビボ感度をアルゴリズムプロセスで使用することで、センサによって収集されたデータを、ユーザの分析物レベルを示す値に変換することができる。較正を実行するためにユーザアクションを必要とするこのプロセスおよび他のプロセスは、「ユーザ較正」と呼ばれる。システムは、感度が経時的にドリフトまたは変化するようなセンサの感度の不安定性に起因して、ユーザ較正を必要とすることがある。したがって、正確さを維持するために、複数のユーザ較正（例えば、周期的（例えば、毎日）スケジュール、可変スケジュール、または必要に応じて）が必要とされ得る。本明細書で説明される実施形態は、特定の実装形態のためにある程度のユーザ較正を組み込むことができるが、全般的に、これは、ユーザが痛みを伴うかまたは他の厄介なＢＧ測定を実行することを必要とし、ユーザエラーを導入する可能性があるため、好ましくない。

【0141】

いくつかのインビボ分析物モニタリングシステムは、システム自体（例えば、ソフトウェアを実行する処理回路）によって行われるセンサの特性の自動測定の使用を通して、較正パラメータを定期的に調整することができる。システム（ユーザではない）によって測定された変数に基づくセンサの感度の繰り返し調整は、全般的に「システム」（または自動）較正と呼ばれ、早期ＢＧ測定などのユーザ較正とともに、またはユーザ較正なしで実行することができる。繰り返されるユーザ較正の場合と同様に、繰り返されるシステム較正は、典型的には、経時的なセンサの感度のドリフトによって必要とされる。したがって、本明細書に説明される実施形態は、ある程度の自動システム較正とともに使用されてもよいが、好ましくは、センサの感度は、埋め込み後の較正が必要とされないように、経時的に比較的安定している。

【0142】

いくつかのインビボ分析物モニタリングシステムは、工場で較正されたセンサを用いて動作する。工場較正は、ユーザまたは医療専門家（ＨＣＰ）に配布する前の１つ以上の較正パラメータの決定または推定を指す。較正パラメータは、センサ製造業者（または２つの実体が異なる場合、センサ制御デバイスの他の構成要素の製造業者）によって決定されてもよい。多くのインビボセンサ製造プロセスは、生産ロット、製造段階ロット、または単にロットと呼ばれるグループまたはバッチでセンサを製造する。単一ロットは、何千ものセンサを含んでもよい。

【0143】

センサは、較正コードまたはパラメータを含んでもよく、較正コードまたはパラメータは、１つ以上のセンサ製造プロセス中に導出または決定され、製造プロセスの一部として、分析物モニタリングシステムのデータ処理デバイス内でコード化またはプログラムされるか、またはセンサ自体に、例えば、バーコード、レーザタグ、ＲＦＩＤタグ、もしくはセンサに提供される他の機械可読情報として提供されてもよい。コードが受信機（または他のデータ処理デバイス）に提供される場合、センサのインビボ使用中のユーザ較正を不要にすることができ、またはセンサ装着中のインビボ較正の頻度を低減することができる。較正コードまたはパラメータがセンサ自体に提供される実施形態では、センサ使用の開始前または開始時に、較正コードまたはパラメータを分析物モニタリングシステム内のデータ処理デバイスに自動的に送信または提供してもよい。

【0144】

いくつかのインビボ分析物モニタリングシステムは、工場較正、システム較正、および／またはユーザ較正のうちの１つ以上をされ得るセンサを用いて動作する。例えば、センサは、工場較正を可能にし得る較正コードまたはパラメータを備えてもよい。情報が受信機に提供される（例えば、ユーザによって入力される）場合、センサは、工場較正センサとして動作してもよい。情報が受信機に提供されない場合、センサは、ユーザ較正センサおよび／またはシステム較正センサとして動作してもよい。

【0145】

さらなる態様では、プログラミングまたは実行可能命令は、分析物モニタリングシステムのデータ処理デバイスおよび／または受信機／コントローラユニットに提供または記憶されて、使用中にインビボセンサに時変調整アルゴリズムを提供してもよい。例えば、インビボで使用される分析物センサの遡及的統計分析および対応するグルコースレベルフィードバックに基づいて、時間ベースである所定のもしくは分析曲線またはデータベースを生成することができ、１つ以上のインビボセンサパラメータに追加の調整を提供することで安定性プロファイルまたは他の要因における潜在的なセンサドリフトを補償するように構成してもよい。

【0146】

開示される主題によれば、分析物モニタリングシステムは、センサドリフトプロファイルに基づいてセンサ感度を補償または調整するように構成されてもよい。時変パラメータβ（ｔ）は、インビボ使用中のセンサ挙動の分析に基づいて定義または決定することができ、時変ドリフトプロファイルを決定することができる。特定の態様では、センサ感度に対する補償または調整は、センサデータが分析物センサから受信されたときに補償もしくは調整またはその両方が自動的におよび／または反復的に実行され得るように、分析物モニタリングシステムの受信機ユニット、コントローラまたはデータプロセッサにおいてプログラムされ得る。開示される主題によれば、調整または補償アルゴリズムは、分析物センサ感度プロファイルに対する調整または補償が、対応する機能またはルーチンのユーザ開始または起動時に、あるいはユーザがセンサ較正コードを入力する時に実施または実行されるように、（自己開始または実行ではなく）ユーザによって開始または実行されることができる。

【0147】

開示される主題によれば、センサロット内の各センサ（いくつかの事例では、インビトロ試験に使用されるサンプルセンサを含まない）は、センサの１つ以上の点における膜厚さ等のその特性を判定または測定するために、非破壊的に検査されてもよく、活性エリアの表面積／体積等の物理的特性を含む他の特性が、測定または判定されてもよい。そのような測定または決定は、例えば、光学スキャナまたは他の好適な測定デバイスもしくはシステムを使用して、自動化された様式で行われてもよく、センサロット内の各センサに対する決定されたセンサ特性は、各センサに割り当てられた較正パラメータまたはコードの可能な補正のために、サンプルセンサに基づく対応する平均値と比較される。例えば、センサ感度として定義される較正パラメータの場合、感度は膜厚さにほぼ反比例し、例えば、そのセンサと同じセンサロットからサンプリングされたセンサの平均膜厚さよりも約４％大きい測定膜厚さを有するセンサの場合、一実施形態においてそのセンサに割り当てられる感度は、サンプリングされたセンサから決定される平均感度を１．０４で除算したものである。同様に、感度はセンサの活性エリアにほぼ比例するので、同じセンサロットからサンプリングされたセンサの平均活性エリアよりも約３％低い測定活性エリアを有するセンサの場合、そのセンサに割り当てられた感度は、平均感度に０．９７を乗じたものである。割り当てられた感度は、センサの各検査または測定に対する複数の連続的な調整によって、サンプリングされたセンサからの平均感度から決定され得る。特定の実施形態では、各センサの検査または測定は、活性感知エリアの膜厚さおよび／または表面積もしくは体積に加えて、膜の一貫性またはテクスチャの測定をさらに含んでもよい。

【0148】

センサ較正に関するさらなる情報は、米国特許出願公開第２０１０／００２３０２８５１号明細書および米国特許出願公開第２０１９／０２７４５９８号明細書に提供されており、これらの各々は、参照によりその全体が本明細書に援用される。

【0149】

Ｋ．例示的なＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信プロトコル
センサ１１０のストレージメモリ５０３０は、通信モジュールの通信プロトコルに関連するソフトウェアブロックを含んでもよい。例えば、ストレージメモリ５０３０は、ＢＬＥモジュール５０４１をセンサ１１０のコンピューティングハードウェアに利用可能にするためのインタフェースを提供する機能を有するＢＬＥサービスソフトウェアブロックを含んでもよい。これらのソフトウェア機能は、ＢＬＥ論理インタフェースおよびインターフェースパーサを含んでもよい。通信モジュール５０４０によって提供されるＢＬＥサービスは、汎用アクセスプロファイルサービス、汎用属性サービス、汎用アクセスサービス、デバイス情報サービス、データ伝送サービス、およびセキュリティサービスを含んでもよい。データ伝送サービスは、センサ制御データ、センサ状態データ、分析物測定データ（過去および現在）、およびイベントログデータなどのデータを伝送するために使用される一次サービスであり得る。センサ状態データは、エラーデータ、現在アクティブ時間、およびソフトウェア状態を含んでもよい。分析物測定データは、現在および過去の生の測定値、適切なアルゴリズムまたはモデルを使用して処理した後の現在および過去の値、測定レベルの予測および傾向、他の値と患者固有の平均との比較、アルゴリズムまたはモデルによって決定された行動喚起、および他の同様のタイプのデータなどの情報を含んでよい。

【0150】

開示される主題の態様によれば、本明細書で具体化されるように、センサ１１０は、センサ１１０のハードウェアおよび無線機によってサポートされる通信プロトコルまたは媒体の特徴を適合させることによって、複数のデバイスと同時に通信するように構成され得る。一例として、通信モジュール５０４０のＢＬＥモジュール５０４１は、ソフトウェアまたはファームウェアを備えることで、中央デバイスとしてのセンサ１１０と周辺デバイスとしての他のデバイスとの間の、または別のデバイスが中央デバイスである周辺デバイスとしての複数の同時接続を可能にすることができる。

【0151】

ＢＬＥなどの通信プロトコルを使用する２つのデバイス間の接続および後続の通信セッションは、２つのデバイス（例えば、センサ１１０およびデータ受信デバイス１２０）間で動作する同様の物理チャネルによって特徴付けることができる。物理チャネルは、単一のチャネルまたは一連のチャネルを含んでもよく、たとえば、限定はしないが、共通クロック、およびチャネルもしくは周波数ホッピングシーケンスによって決定される合意された一連のチャネルを使用することを含む。通信セッションは、同様の量の利用可能な通信スペクトルを使用してもよく、複数のそのような通信セッションが近接して存在してもよい。特定の実施形態では、通信セッションにおけるデバイスの各集合は、異なる物理チャネルまたは一連のチャネルを使用して、同じ近さにあるデバイスの干渉を管理する。

【0152】

限定ではなく例示を目的として、開示される主題とともに使用するためのセンサ－受信機接続のための手順の例示的な実施形態が参照される。第１に、センサ１１０は、データ受信デバイス１２０の探索において、その接続情報をその環境に繰り返しアドバタイズする。センサ１１０は、接続が確立されるまで定期的にアドバタイジングを繰り返してもよい。データ受信デバイス１２０は、アドバタイジングパケットを検出し、センサ１２０がアドバタイジングパケット内に提供されたデータを通して接続するためにスキャンおよびフィルタリングを行う。次に、データ受信デバイス１２０はスキャン要求コマンドを送信し、センサ１１０は、追加の詳細を提供するスキャン応答パケットで応答する。次に、データ受信デバイス１２０は、データ受信デバイス１２０に関連付けられたＢｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスアドレスを使用して接続要求を送信する。データ受信デバイス１２０はまた、特定のＢｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスアドレスを有するセンサ１１０への接続を確立するように連続的に要求してもよい。次に、デバイスは初期接続を確立して、データ交換を開始することができる。デバイスは、データ交換サービスを初期化するプロセスを開始し、相互認証手順を実行する。

【0153】

センサ１１０とデータ受信デバイス１２０との間の第１の接続中に、データ受信デバイス１２０は、サービス、特性、および属性発見手順を初期化してもよい。データ受信デバイス１２０は、センサ１１０のこれらの特徴を評価し、後の接続中に使用するためにそれらを記憶してもよい。次に、デバイスは、センサ１１０およびデータ受信デバイス１２０の相互認証に使用されるカスタマイズされたセキュリティサービスについての通知を可能にする。相互認証手順は自動化することができ、ユーザの介在を必要としない。相互認証手順の成功した完了に続いて、センサ１１０は、接続パラメータ更新を送信して、データ受信デバイス１２０に、センサ１１０によって好まれるとともに、寿命を最大にするように構成された接続パラメータ設定を使用するように要求する。

【0154】

次いで、データ受信デバイス１２０は、センサ制御手順を実行して、過去のデータ、現在のデータ、イベントログ、および工場データをバックフィルする。一例として、データの各タイプについて、データ受信デバイス１２０は、バックフィルプロセスを開始する要求を送信する。要求は、必要に応じて、例えば、測定値、タイムスタンプなどに基づいて定義された記録の範囲を指定してもよい。センサ１１０は、センサ１１０のメモリ内のすべての以前に送信されていないデータがデータ受信デバイス１２０に配信されるまで、要求されたデータで応答する。センサ１１０は、データ受信デバイス１２０からのバックフィル要求に対して、すべてのデータがすでに送信されていることを応答することができる。バックフィルが完了すると、データ受信デバイス１２０は、定期的な測定値を受信する準備ができていることをセンサ１１０に通知することができる。センサ１１０は、反復ベースで複数の通知結果にわたって測定値を送信することができる。本明細書で具体化されるように、複数の通知は、データが正しく送信されることを保証するための冗長な通知であり得る。あるいは、複数の通知が単一のペイロードを構成してもよい。

【0155】

限定ではなく例示の目的で、シャットダウンコマンドをセンサ１１０に送信する手順の例示的な実施形態を参照する。シャットダウン動作は、例えば、センサ１１０がエラー状態、挿入失敗状態、またはセンサ期限切れ状態である場合に実行される。センサ１１０がそれらの状態にない場合、センサ１１０は、コマンドを記録し、センサ１１０がエラー状態またはセンサ期限切れ状態に遷移したときにシャットダウンを実行することができる。データ受信デバイス１２０は、適切にフォーマットされたシャットダウンコマンドをセンサ１１０に送信する。センサ１１０が別のコマンドをアクティブに処理している場合、センサ１１０は、センサ１１０がビジーであることを示す標準エラー応答で応答する。そうでない場合、センサ１１０は、コマンドが受信されると応答を送信する。さらに、センサ１１０は、センサ１１０がコマンドを受信したことを確認するために、センサ制御特性を介して成功通知を送信する。センサ１１０はシャットダウンコマンドを登録する。次の適切な機会に（例えば、本明細書で説明されるように、現在のセンサ状態に応じて）、センサ１１０はシャットダウンする。

【0156】

Ｌ．例示的なセンサ状態および起動
限定ではなく例示の目的で、図１５に示されるようなセンサ１１０によって行われ得るアクションの状態機械表現６０００の高レベル描写の例示的な実施形態が参照される。初期化後、センサは、センサ１１０の製造に関連する状態６００５に入る。製造状態６００５において、センサ１１０は、動作のために構成されてもよく、例えば、ストレージメモリ５０３０は書き込まれることができる。状態６００５にある間の様々な時間に、センサ１１０は、ストレージ状態６０１５に進むための受信されたコマンドをチェックする。ストレージ状態６０１５に入ると、センサはソフトウェア完全性チェックを実行する。ストレージ状態６０１５にある間、センサはまた、挿入検出状態６０２５に進む前に起動要求コマンドを受信することができる。

【0157】

状態６０２５に入ると、センサ１１０は、起動中に設定されたセンサと通信するために認証されたデバイスに関する情報を記憶することができ、または感知ハードウェア５０６０からの測定値を導き、解釈することに関するアルゴリズムを初期化することができる。センサ１１０はまた、センサ１１０の動作時間のアクティブカウントを維持することに関与するライフサイクルタイマを初期化し、認証されたデバイスとの通信を開始して記録されたデータを送信することができる。挿入検出状態６０２５にある間、センサは状態６０３０に入ることができ、状態６０３０でセンサ１１０は、動作時間が所定の閾値に等しいかどうかをチェックする。この動作時間の閾値は、挿入が成功したかどうかを判定するためのタイムアウト機能に対応し得る。動作時間が閾値に達した場合、センサ１１０は状態６０３５に進み、そこで、センサ１１０は、平均データ読み取りが、成功した挿入の検出をトリガするための予想データ読み取り量に対応する閾値量よりも大きいか否かをチェックする。状態６０３５にある間にデータ読み取り量が閾値よりも低い場合、センサは、失敗した挿入に対応する状態６０４０に進む。データ読み取り量が閾値を満たす場合、センサは、アクティブペア状態６０５５に進む。

【0158】

センサ１１０のアクティブペア状態６０５５は、センサ１１０が測定値を記録し、測定値を処理し、それらを適宜報告することによって正常に動作している間の状態を反映する。アクティブペア状態６０５５にある間、センサ１１０は、測定結果を送信するか、または受信デバイス１２０との接続を確立しようと試みる。センサ１１０はまた、動作時間をインクリメントする。センサ１１０が所定の閾値動作時間に達すると（例えば、動作時間が所定の閾値に達すると）、センサ１１０は、アクティブ期限切れ状態６０６５に遷移する。センサ１１０のアクティブ期限切れ状態６０６５は、センサ１１０がその最大所定時間量にわたって動作している間の状態を反映する。

【0159】

アクティブ期限切れ状態６０６５にある間、センサ１１０は、全般的に、終局に向かう動作に関連する動作を実行し、収集された測定値が必要に応じて受信デバイスに安全に送信されたことを確実にすることができる。たとえば、アクティブ期限切れ状態６０６５にある間、センサ１１０は、収集されたデータを送信することができ、接続が利用可能でない場合、近くの認証されたデバイスを発見し、それとの接続を確立するための努力を増加させることができる。アクティブ期限切れ状態６０６５にある間、センサ１１０は、状態６０７０においてシャットダウンコマンドを受信することができる。シャットダウンコマンドが受信されない場合、センサ１１０はまた、状態６０７５において、動作時間が最終動作閾値を超えたかどうかをチェックすることができる。最終動作閾値は、センサ１１０のバッテリ寿命に基づき得る。正常終了状態６０８０は、センサ１１０の最終動作に対応し、最終的にセンサ１１０をシャットダウンする。

【0160】

センサが起動される前に、ＡＳＩＣ５０００は、低電力ストレージモード状態にある。起動プロセスは、例えば、受信するＲＦ場（例えば、ＮＦＣ場）が、ＡＳＩＣ５０００への電源の電圧を、リセット閾値を上回るように駆動し、それによってセンサ１１０がウェイクアップ状態に入るときに開始することができる。ウェイクアップ状態にある間、ＡＳＩＣ５０００は起動シーケンス状態に入る。次に、ＡＳＩＣ５０００は、通信モジュール５０４０を起動する。通信モジュール５０４０が初期化され、電源投入時自己診断テストをトリガする。電源投入時自己診断テストは、ＡＳＩＣ５０００が、データを読み書きする規定のシーケンスを使用して通信モジュール５０４０と通信することで、メモリおよびワンタイムプログラマブルメモリが破損されていないことを検証することを含んでもよい。

【0161】

ＡＳＩＣ５０００が最初に測定モードに入るとき、挿入検出シーケンスが実行されることで、適切な測定が行われ得る前に、センサ１１０が患者の身体上に適切に設置されていることを検証する。まず、センサ１１０は、コマンドを解釈して測定構成プロセスを起動し、ＡＳＩＣ５０００を測定コマンドモードに入らせる。次いで、センサ１１０は、一時的に測定ライフサイクル状態に入り、いくつかの連続測定を実行して、挿入が成功したかどうかをテストする。通信モジュール５０４０またはＡＳＩＣ５０００は、測定結果を評価して挿入の成功を判定する。挿入が成功したと見なされると、センサ１１０は測定状態に入り、センサ１１０は、感知ハードウェア５０６０を使用して定期的な測定を行い始める。センサ１１０が、挿入が成功しなかったと決定する場合、センサ１１０は、挿入失敗モードにトリガされ、ＡＳＩＣ５０００は、ストレージモードに戻るように命令される一方、通信モジュール５０４０は、それ自体を無効にする。

【0162】

Ｍ．例示的なオーバージエア更新
図１Ｂは、本明細書で説明する技術とともに使用するためのオーバージエア（「ＯＴＡ」）更新を提供するための例示的な動作環境をさらに示す。分析物モニタリングシステム１００のオペレータは、データ受信デバイス１２０またはセンサ１１０の更新を、多目的データ受信デバイス１３０上で実行されるアプリケーションの更新にバンドルしてもよい。データ受信デバイス１２０と、多目的データ受信デバイス１３０と、センサ１１０との間の利用可能な通信チャネルを使用して、多目的データ受信デバイス１３０は、データ受信デバイス１２０またはセンサ１１０の定期的な更新を受信し、データ受信デバイス１２０またはセンサ１１０への更新のインストールを開始することができる。多目的データ受信デバイス１３０が分析物センサ１１０、データ受信デバイス１２０、および／または遠隔アプリケーションサーバ１５０と通信することを可能にするアプリケーションは、広域ネットワーキング機能なしでデータ受信デバイス１２０またはセンサ１１０上のソフトウェアまたはファームウェアを更新することができるので、多目的データ受信デバイス１３０は、データ受信デバイス１２０またはセンサ１１０のためのインストールまたは更新プラットフォームとして機能する。

【0163】

本明細書で具体化されるように、分析物センサ１１０の製造業者および／または分析物モニタリングシステム１００のオペレータによって操作される遠隔アプリケーションサーバ１５０は、分析物モニタリングシステム１００のデバイスにソフトウェアおよびファームウェア更新を提供することができる。特定の実施形態では、遠隔アプリケーションサーバ１５０は、更新されたソフトウェアおよびファームウェアをユーザデバイス１４０に、または直接多目的データ受信デバイスに提供することができる。本明細書で具体化されるように、遠隔アプリケーションサーバ１５０はまた、アプリケーションストアフロントによって提供されるインタフェースを使用して、アプリケーションソフトウェア更新をアプリケーションストアフロントサーバ１６０に提供することができる。多目的データ受信デバイス１３０は、更新をダウンロードしてインストールするために、アプリケーションストアフロントサーバ１６０に定期的にコンタクトしてもよい。

【0164】

多目的データ受信デバイス１３０が、データ受信デバイス１２０またはセンサ１１０のためのファームウェアまたはソフトウェア更新を含むアプリケーション更新をダウンロードした後、データ受信デバイス１２０またはセンサ１１０および多目的データ受信デバイス１３０は、接続を確立する。多目的データ受信デバイス１３０は、ファームウェアまたはソフトウェアの更新がデータ受信デバイス１２０またはセンサ１１０に利用可能であると判定する。多目的データ受信デバイス１３０は、データ受信デバイス１２０またはセンサ１１０への配信のためにソフトウェアまたはファームウェア更新を準備することができる。一例として、多目的データ受信デバイス１３０は、ソフトウェアもしくはファームウェア更新に関連付けられたデータを圧縮もしくはセグメント化してもよく、またはファームウェアもしくはソフトウェア更新を暗号化もしくは解読してもよく、またはファームウェアもしくはソフトウェア更新の完全性チェックを実行してもよい。多目的データ受信デバイス１３０は、ファームウェアまたはソフトウェア更新のためのデータをデータ受信デバイス１２０またはセンサ１１０に送信する。多目的データ受信デバイス１３０は、データ受信デバイス１２０またはセンサ１１０にコマンドを送信して、更新を開始してもよい。追加的にまたは代替的に、多目的データ受信デバイス１３０は、多目的データ受信デバイス１３０のユーザに通知を提供してもよく、更新が完了するまで、データ受信デバイス１２０および多目的データ受信デバイス１３０を電源に接続して近接させておく命令など、更新を容易にする命令を含んでもよい。

【0165】

データ受信デバイス１２０またはセンサ１１０は、更新のためのデータおよび更新を開始するためのコマンドを多目的データ受信デバイス１３０から受信する。次いで、データ受信デバイス１２０は、ファームウェアまたはソフトウェア更新をインストールすることができる。更新をインストールするために、データ受信デバイス１２０またはセンサ１１０は、それ自体を、動作能力が制限されたいわゆる「安全」モードに置くか、または再起動してもよい。更新が完了すると、データ受信デバイス１２０またはセンサ１１０は、標準動作モードに再び入るか、またはリセットされる。データ受信デバイス１２０またはセンサ１１０は、ファームウェアまたはソフトウェア更新が正常にインストールされたことを判定するために、１つ以上の自己テストを実行してもよい。多目的データ受信デバイス１３０は、更新成功の通知を受信することができる。次に、多目的データ受信デバイス１３０は、更新成功の確認を遠隔アプリケーションサーバ１５０に報告することができる。

【0166】

特定の実施形態では、センサ１１０のストレージメモリ５０３０は、ワンタイムプログラマブル（ＯＴＰ）メモリを含む。ＯＴＰメモリという用語は、メモリ内の特定のアドレスまたはセグメントへの所定の回数の書込みを容易にするためのアクセス制限およびセキュリティを含むメモリを指し得る。メモリ５０３０は、複数の事前に割り振られたメモリブロックまたはコンテナに事前配置されてもよい。コンテナは、固定サイズに予め割り当てられている。ストレージメモリ５０３０がワンタイムプログラミングメモリである場合、コンテナは、非プログラム可能状態にあるとみなすことができる。まだ書き込まれていない追加のコンテナは、プログラム可能または書込み可能な状態に置くことができる。このようにストレージメモリ５０３０をコンテナ化することで、ストレージメモリ５０３０に書き込むコードやデータの搬送性を向上させることができる。ＯＴＰメモリに記憶されたデバイス（例えば、本明細書で説明されるセンサデバイス）のソフトウェアを更新することは、メモリ内のコード全体を置き換えるのではなく、特定の以前に書き込まれた１つまたは複数のコンテナ内のコードのみを、新しい１つまたは複数のコンテナに書き込まれた更新されたコードで置き換えることによって実行され得る。第２の実施形態では、メモリは予め準備されていない。代わりに、データのために割り振られる空間は、必要に応じて動的に割り振られるかまたは決定される。更新が予想される様々なサイズのコンテナを画定することができるので、増分更新を発行することができる。

【0167】

図１６は、開示される主題による、センサデバイス１００内のストレージメモリ５０３０のオーバージエア（ＯＴＡ）プログラミング、ならびにセンサデバイス１１０によるプロセスの実行におけるＯＴＡプログラミング後のメモリの使用のための例示的な動作およびデータフローを示す図である。図５に示される例示的なＯＴＡプログラミング５００では、ＯＴＡプログラミング（または再プログラミング）を開始する要求が外部デバイス（たとえば、データ受信デバイス１３０）から送信される。５１１において、センサデバイス１１０の通信モジュール５０４０は、ＯＴＡプログラミングコマンドを受信する。通信モジュール５０４０は、ＯＴＡプログラミングコマンドをセンサデバイス１１０のマイクロコントローラ５０１０に送信する。

【0168】

５３１において、ＯＴＡプログラミングコマンドを受信した後、マイクロコントローラ５０１０は、ＯＴＡプログラミングコマンドを検証する。マイクロコントローラ５０１０は、例えば、ＯＴＡプログラミングコマンドが適切なデジタル署名トークンで署名されているかどうかを判定してもよい。ＯＴＡプログラミングコマンドが有効であると判定すると、マイクロコントローラ５０１０は、センサデバイスをＯＴＡプログラミングモードに設定することができる。５３２において、マイクロコントローラ５０１０は、ＯＴＡプログラミングデータを検証することができる。５３３において、マイクロコントローラ５０１０は、センサデバイス１１０をリセットして、センサデバイス１１０をプログラミング状態に再初期化することができる。センサデバイス１１０がＯＴＡプログラミング状態に遷移すると、マイクロコントローラ５０１０は、５３４においてセンサデバイスの書換え可能メモリ５４０（例えば、メモリ５０２０）にデータを書き込み始め、５３５においてセンサデバイスのＯＴＰメモリ５５０（例えば、ストレージメモリ５０３０）にデータを書き込むことができる。マイクロコントローラ５０１０によって書き込まれるデータは、検証されたＯＴＡプログラミングデータに基づいてもよい。マイクロコントローラ５０１０は、データを書き込んで、ＯＴＰメモリ５５０の１つ以上のプログラミングブロックまたは領域を無効またはアクセス不能とマーク付けしてもよい。ＯＴＰメモリの空きまたは未使用部分に書き込まれたデータは、ＯＴＰメモリ５５０の無効化されたまたはアクセス不可能なプログラミングブロックを置換するために使用され得る。マイクロコントローラ５０１０が５３４および５３５でそれぞれのメモリにデータを書き込んだ後、マイクロコントローラ５０１０は、１つ以上のソフトウェア完全性チェックを実行して、書き込みプロセス中にプログラミングブロックにエラーが導入されなかったことを保証してもよい。マイクロコントローラ５０１０が、データがエラーなしに書き込まれたと判断することができると、マイクロコントローラ５０１０は、センサデバイスの標準動作を再開することができる。

【0169】

実行モードでは、５３６において、マイクロコントローラ５０１０は、書換え可能メモリ５４０からプログラミングマニフェストまたはプロファイルを取り出すことができる。プログラミングマニフェストまたはプロファイルは、有効なソフトウェアプログラミングブロックのリストを含んでもよく、センサ１１０のためのプログラム実行へのガイドを含んでもよい。プログラミングマニフェストまたはプロファイルに従うことによって、マイクロコントローラ５０１０は、ＯＴＰメモリ５５０のどのメモリブロックが実行するのに適切であるかを決定し、期限切れもしくは無効化されたプログラミングブロックの実行または期限切れデータへの参照を回避することができる。５３７において、マイクロコントローラ５０１０は、ＯＴＰメモリ５５０からメモリブロックを選択的に取り出すことができる。５３８において、マイクロコントローラ５０１０は、メモリに格納されたプログラミングコードを実行することによって、またはメモリに格納された変数を使用することによって、取り出されたメモリブロックを使用することができる。

【0170】

Ｎ．例示的なセキュリティおよび他のアーキテクチャの特徴
本明細書で具体化されるように、分析物センサ１１０と他のデバイスとの間の通信のためのセキュリティの第１の層は、通信のために使用される通信プロトコルによって指定され、その通信プロトコルに組み込まれたセキュリティプロトコルに基づいて確立され得る。別のセキュリティ層は、通信デバイスの近接性を必要とする通信プロトコルに基づいてもよい。さらに、パケット内の他のパケットおよび／またはデータは、別の方法で暗号化されるか、または暗号化されないまま、パケット内に含まれる特定のパケットおよび／または特定のデータを暗号化してもよい。加えて、または代替として、アプリケーション層の暗号化は、１つ以上のブロック暗号またはストリーム暗号とともに使用され、分析物モニタリングシステム１００内の他のデバイスとの相互認証および通信暗号化を確立してもよい。

【0171】

分析物センサ１１０のＡＳＩＣ５０００は、ストレージメモリ５０３０内に保持されたデータを使用して認証キーおよび暗号化キーを動的に生成するように構成されてもよい。ストレージメモリ５０３０はまた、有効な認証キーおよび暗号化キーのセットで事前にプログラムされて、特定のクラスのデバイスとともに使用してもよい。ＡＳＩＣ５０００は、受信されたデータを使用して他のデバイスとの認証手順を実行し、機密データを送信する前に、生成されたキーを機密データに適用するようにさらに構成されてもよい。生成されたキーは、分析物センサ１１０に固有のもの、デバイスのペアに固有のもの、分析物センサ１１０と他のデバイスとの間の通信セッションに固有のもの、通信セッション中に送信されるメッセージに固有のもの、またはメッセージ内に含まれるデータのブロックに固有のものとすることができる。

【0172】

センサ１１０およびデータ受信デバイス１２０の両方は、例えば、コマンドを発行するか、またはデータを受信するために、通信セッションにおける他方の当事者の承認を確実にすることができる。特定の実施形態では、アイデンティティ認証は、２つの特徴を通じて実行されてもよい。第１に、そのアイデンティティを主張する当事者は、デバイスの製造業者または分析物モニタリングシステム１００のオペレータによって署名された有効な証明書を提供する。第２に、認証は、パブリックキーおよびプライベートキー、ならびにそれらから導出されるか、分析物モニタリングシステム１００のデバイスによって確立されるか、または分析物モニタリングシステム１００のオペレータによって確立される共有秘密を使用することによって実施されてもよい。他の当事者のアイデンティティを確認するために、当事者は、当事者がそのプライベートキーの制御権を有することの証明を提供することができる。

【0173】

分析物センサ１１０、データ受信デバイス１２０の製造業者、または多目的データ受信デバイス１３０のためのアプリケーションの提供者は、デバイスが安全なプログラミングおよび更新を通して安全に通信するために必要な情報およびプログラミングを提供することができる。例えば、製造業者は、必要に応じて、デバイス、セッション、またはデータ伝送に固有の暗号値を生成するために、デバイス特有の情報および動作データ（例えば、エントロピーベースのランダム値）と組み合わせて使用され得る分析物センサ１１０および随意にデータ受信デバイス１２０のための安全なルートキーを含む、各デバイスのための暗号キーを生成するために使用され得る情報を提供してもよい。

【0174】

ユーザに関連付けられた分析物データは、少なくとも部分的に機密データであり、その理由は、この情報が、健康モニタリングおよび薬剤投与決定を含む様々な目的のために使用され得るからである。ユーザデータに加えて、分析物モニタリングシステム１００は、リバースエンジニアリングに対する外部当事者による努力に対してセキュリティ強化を実施してもよい。通信接続は、デバイス固有またはセッション固有の暗号化キーを使用して暗号化することができる。任意の２つのデバイス間の暗号化された通信または暗号化されていない通信は、通信に組み込まれた送信完全性チェックを用いて検証され得る。分析物センサ１１０の動作は、通信インタフェースを介したメモリ５０２０への読み出しおよび書き込み機能へのアクセスを制限することによって、改ざんから保護することができる。センサは、「ホワイトリスト」内に提供される既知のもしくは「信頼できる」デバイスのみに、または製造業者もしくはそうでなければ認証されたユーザに関連付けられた所定のコードを提供することができるデバイスのみに、アクセスを許可するように構成されてもよい。ホワイトリストは、ホワイトリストに含まれる接続識別子以外の接続識別子が使用されないことを意味する排他的範囲、またはホワイトリストが最初に探索されるが、他のデバイスが依然として使用され得る好ましい範囲を表し得る。センサ１１０はさらに、要求者が所定の時間内（例えば、４秒以内）に通信インタフェースを介してログイン手順を完了することができない場合、接続要求を拒否し、シャットダウンしてもよい。これらの特性は、特定のサービス妨害攻撃、特にＢＬＥインタフェースに対するサービス妨害攻撃に対して保護する。

【0175】

本明細書で具体化されるように、分析物モニタリングシステム１００は、キーの漏洩および搾取の可能性をさらに低減するために、周期的なキーローテーションを採用してもよい。分析物モニタリングシステム１００によって採用されるキーローテーション戦略は、現場配備されたデバイスまたは分散型デバイスの下位互換性をサポートするように設計され得る。一例として、分析物モニタリングシステム１００は、上流側デバイスによって使用される複数世代のキーと互換性があるように設計された下流側デバイス（例えば、現場にあるか、または更新を実行可能に提供することができないデバイス）用のキーを使用することができる。

【0176】

限定ではなく例示の目的で、図１７に示され、デバイスのペア、特にセンサ１１０とデータ受信デバイス１２０との間の例示的なデータ交換を示す、開示された主題とともに使用するためのメッセージシーケンス図６００の例示的な実施形態を参照する。データ受信デバイス１２０は、本明細書で具体化されるように、データ受信デバイス１２０または多目的データ受信デバイス１３０であり得る。ステップ６０５において、データ受信デバイス１２０は、例えば短距離通信プロトコルを介して、センサ起動コマンド６０５をセンサ１１０に送信することができる。センサ１１０は、ステップ６０５の前に、主に休止状態にあることで、完全な起動が必要とされるまで、そのバッテリを温存してもよい。ステップ６１０中の起動後、センサ１１０は、センサ１１０の感知ハードウェア５０６０に適切なように、データを収集するか、または他の動作を実行することができる。ステップ６１５において、データ受信デバイス１２０は、認証要求コマンド６１５を開始することができる。認証要求コマンド６１５に応答して、センサ１１０およびデータ受信デバイス１２０の両方が、相互認証プロセス６２０に関与することができる。相互認証プロセス６２０は、センサ１１０およびデータ受信デバイス１２０が、他方のデバイスが本明細書で説明される合意されたセキュリティフレームワークに十分に準拠することができることを保証することを可能にするチャレンジパラメータを含む、データの転送を伴ってもよい。相互認証は、チャレンジ－レスポンスを介して秘密キーの確立を検証するために、オンラインの信頼された第三者の有無にかかわらず、２つ以上の存在を互いに認証するための機構に基づいてもよい。相互認証は、２、３、４、もしくは５パス認証、またはそれらの類似のバージョンを使用して実行され得る。

【0177】

成功した相互認証プロセス６２０に続いて、ステップ６２５において、センサ１１０は、データ受信デバイス１２０にセンサ秘密６２５を提供することができる。センサ秘密は、センサ固有値を含んでもよく、製造中に生成されたランダム値から導出することができる。センサ秘密は、送信前または送信中に暗号化されることで、第三者が秘密にアクセスすることを防止することができる。センサ秘密６２５は、相互認証プロセス６２０によって、またはそれに応答して生成されたキーのうちの１つ以上を介して暗号化されてもよい。ステップ６３０において、データ受信デバイス１２０は、センサ秘密からセンサ固有の暗号化キーを導出することができる。センサ固有の暗号化キーはさらに、セッション固有であり得る。したがって、センサ固有の暗号化キー鍵は、センサ１１０またはデータ受信デバイス１２０の間で送信されることなく、各デバイスによって決定され得る。ステップ６３５において、センサ１１０は、ペイロードに含まれるデータを暗号化することができる。ステップ６４０において、センサ１１０は、センサ１１０とデータ受信デバイス１２０との適切な通信モデル間に確立された通信リンクを使用して、暗号化されたペイロード６４０をデータ受信デバイス１２０に送信することができる。ステップ６４５において、データ受信デバイス１２０は、ステップ６３０の間に導出されたセンサ固有の暗号化キーを使用してペイロードを解読することができる。ステップ６４５に続いて、センサ１１０は、追加の（新たに収集されたものを含む）データを配信することができ、データ受信デバイス１２０は、受信したデータを適切に処理することができる。

【0178】

本明細書で説明されるように、センサ１１０は、制限された処理電力、バッテリ供給、およびストレージを有するデバイスであり得る。センサ１１０によって使用される暗号化技術（例えば、暗号アルゴリズムまたはアルゴリズムの実装の選択）は、これらの制限に少なくとも部分的に基づいて選択され得る。データ受信デバイス１２０は、この性質の制限がより少ない、より強力なデバイスであり得る。したがって、データ受信デバイス１２０は、暗号アルゴリズムおよび実装などの、より高度で計算集約的な暗号化技術を採用することができる。

【0179】

Ｏ．例示的なペイロード／通信周波数
分析物センサ１１０は、その発見可能性挙動を変更することで、受信デバイスが適切なデータパケットを受信する確率を増加させ、および／または確認応答信号を提供するか、またはそうでなければ確認応答信号を受信できなくさせ得る制限を低減するように試みるように構成されてもよい。分析物センサ１１０の発見可能性挙動を変更することは、例えば、限定するものではないが、接続データがデータパケットに含まれる頻度を変更すること、データパケットが全般的にどのくらいの頻度で送信されるかを変更すること、データパケットのブロードキャストウィンドウを延長または短縮すること、分析物センサ１１０と以前に通信した１つ以上のデバイスおよび／またはホワイトリスト上の１つ以上のデバイスへの（例えば、１つ以上の試みられた送信を通して）直接送信を含む、ブロードキャスト後に分析物センサ１１０が確認応答信号またはスキャン信号をリッスンする時間量を変更すること、（例えば、ブロードキャストの範囲を増加させるか、消費されるエネルギーを減少させ、分析物センサのバッテリの寿命を延ばすために）データパケットをブロードキャストするときに通信モジュールに関連付けられた送信電力を変更すること、データパケットを準備およびブロードキャストする速度を変更すること、または１つ以上の他の変更の組み合わせを含んでよい。追加または代替として、受信デバイスは、接続データを含むデータパケットを受信する可能性を増加させるために、デバイスのリスニング挙動に関するパラメータを同様に調整してもよい。

【0180】

本明細書で具体化されるように、分析物センサ１１０は、２つのタイプのウィンドウを使用してデータパケットをブロードキャストするように構成されてもよい。第１のウィンドウは、分析物センサ１１０が通信ハードウェアを動作させるように構成されるレートを指す。第２のウィンドウは、分析物センサ１１０が能動的にデータパケットを送信する（例えば、ブロードキャストする）ように構成されるレートを指す。一例として、第１のウィンドウは、分析物センサ１１０が通信ハードウェアを動作させて、各６０秒間の最初の２秒間にデータパケット（接続データを含む）を送信および／または受信することを示してもよい。第２のウィンドウは、各２秒ウィンドウの間に、分析物センサ１１０が６０ミリ秒ごとにデータパケットを送信することを示してもよい。２秒のウィンドウ中の残りの時間、分析物センサ１１０はスキャンしている。分析物センサ１１０は、どちらかのウィンドウを長くしたり短くしたりして、分析物センサ１１０の発見可能性挙動を修正することができる。

【0181】

特定の実施形態では、分析物センサの発見可能性挙動を発見可能性プロファイルに記憶することができ、分析物センサ１１０の状態などの１つ以上の要因に基づいて、および／または分析物センサ１１０の状態に基づいてルールを適用することによって、変更を行うことができる。例えば、分析物センサ１１０のバッテリレベルが特定の量を下回るとき、そのルールは、分析物センサ１１０に、ブロードキャストプロセスによって消費される電力を減少させることができる。別の例として、パケットをブロードキャストまたは別の方法で送信することに関連付けられた構成設定は、周囲温度、分析物センサ１１０の温度、または分析物センサ１１０の通信ハードウェアの特定の構成要素の温度に基づいて調整され得る。送信電力を修正することに加えて、分析物センサ１１０の通信ハードウェアの送信能力またはプロセスに関連する他のパラメータを修正することができ、これには、送信速度、周波数、およびタイミングが含まれるが、これらに限定されない。別の例として、対象が負の健康事象を経験しているか、または経験しつつあることを分析物データが示すとき、ルールは、分析物センサ１１０に、その発見可能性を増加させて、負の健康事象を受信デバイスに警告することができる。

【0182】

Ｐ．例示的なセンサ感度初期化／調整の特徴
本明細書で具体化されるように、分析物センサ１１０の感知ハードウェア５０６０のための特定の較正特徴は、外部または間隔の環境特徴に基づいて、ならびに使用されていない期間（例えば、使用前の「保管時間」）の間の感知ハードウェア５０６０の減衰を補償するように、調節され得る。感知ハードウェア５０６０の較正特徴は、センサ１１０によって（例えば、メモリ５０２０またはストレージ５０３０内の特徴を修正するためのＡＳＩＣ５０００の動作によって）自律的に調整されてもよく、または分析物モニタリングシステム１００の他のデバイスによって調整されてもよい。

【0183】

一例として、感知ハードウェア５０６０のセンサ感度は、外部温度データまたは製造からの時間に基づいて調整され得る。センサの保管中に外部温度がモニタリングされるとき、開示される主題は、デバイスが保管条件の変化を経験するときに、経時的にセンサ感度に対する補償を適応的に変更してもよい。限定ではなく例示を目的として、分析物センサ１１０が周期的にウェイクアップして温度を測定する「アクティブ」ストレージモードにおいて、適応感度調整を実行することができる。これらの特徴は、分析物デバイスのバッテリを節約し、分析物センサの寿命を延ばすことができる。各温度測定において、分析物センサ１１０は、測定された温度に基づいて、その期間の感度調整を計算することができる。次いで、温度重み付けされた調整値は、アクティブストレージモード期間にわたって累積されて、アクティブストレージモードの終了時（例えば、挿入時）に総センサ感度調整値を計算することができる。同様に、挿入時に、センサ１１０は、センサ１１０（ＡＳＩＣ５０００のストレージ５０３０に書き込むことができる）または感知ハードウェア５０６０の製造間の時間差を決定し、１つ以上の既知の減衰率または式に従ってセンサ感度または他の較正特徴を修正することができる。

【0184】

加えて、限定ではなく例示の目的で、本明細書で具体化されるように、センサ感度調整は、センサドリフトなどの他のセンサ状態を考慮してもよい。センサ感度調整は、例えば、センサドリフトの場合、平均センサがどれだけドリフトするかの推定に基づいて、製造中にセンサ１１０にハードコードされ得る。センサ１１０は、センサオフセットおよびゲインのための時変関数を有する較正関数を使用してもよく、これは、センサの装着期間にわたるドリフトを考慮することができる。したがって、センサ１１０は、経時的なセンサ１１０のドリフトを記述するデバイス依存関数を利用して、間質電流を間質グルコースに変換するために使用される関数を利用することができ、これは、センサ感度を表し得るとともに、グルコースプロファイルのベースラインと組み合わされたデバイス固有であり得る。センサ感度およびドリフトを考慮するためのそのような関数は、ユーザ較正を伴うことなく、装着期間にわたってセンサ１１０の正確さを改善することができる。

【0185】

Ｑ．例示的なモデルベースの分析物測定
センサ１１０は、感知ハードウェア５０６０から生の測定値を検出する。生の測定値を解釈するように訓練された１つ以上のモデルなどによって、オンセンサ処理を実行することができる。モデルは、生の測定値を検出、予測、または解釈して１つ以上の分析物のレベルを検出、予測、または解釈するようにオフデバイスで訓練された機械学習モデルでもよい。追加の訓練されたモデルは、生の測定値と相互作用するように訓練された機械学習モデルの出力に作用し得る。一例として、モデルは、生の測定値、および感知ハードウェア５０６０によって検出された分析物のタイプに基づいて事象を検出、予測、または推奨するために使用され得る。事象は、身体活動の開始または完了、食事、医療処置または投薬の適用、緊急の健康事象、および同様の性質の他の事象を含み得る。

【0186】

モデルは、製造中またはファームウェアもしくはソフトウェア更新中に、センサ１１０、データ受信デバイス１２０、または多目的データ受信デバイス１３０に提供され得る。モデルは、センサ１１０の製造業者または分析物モニタリングシステム１００のオペレータなどによって、センサ１１０から受信したデータおよび個々のユーザまたは集団で複数のユーザのデータ受信デバイスに基づいて、定期的に精緻化することができる。特定の実施形態では、センサ１１０は、センサ１１０が取り付けられるユーザの固有の特徴に基づくなど、機械学習モデルのさらなる訓練または改良を支援するために十分なコンピュータ構成要素を含む。機械学習モデルは、限定ではなく例として、決定木分析、勾配ブースティング、アダブースティング（ａｄａ ｂｏｏｓｔｉｎｇ）、人工ニューラルネットワークまたはその変形、線形判別分析、最近傍分析、サポートベクターマシン、教師ありまたは教師なし分類などを使用または包含して訓練されたモデルを含んでもよい。モデルはまた、機械学習モデルに加えて、アルゴリズムまたはルールベースのモデルを含んでもよい。モデルベースの処理は、センサ１１０（または他の下流デバイス）からデータを受信すると、データ受信デバイス１２０または多目的データ受信デバイス１３０を含む他のデバイスによって実行され得る。

【0187】

Ｒ．例示的なアラーム機能
センサ１１０とデータ受信デバイス１２０との間で送信されるデータは、生測定値または処理された測定値を含んでもよい。センサ１１０とデータ受信デバイス１２０との間で送信されるデータは、ユーザに表示するためのアラームまたは通知をさらに含んでもよい。データ受信デバイス１２０は、生の測定値または処理された測定値に基づいてユーザに通知を表示するか、または他の方法で伝えてもよく、あるいはセンサ１１０から受信されたときにアラームを表示してもよい。ユーザへの表示のためにトリガされ得るアラームは、直接分析物値（例えば、閾値を超える、または閾値を満たさない１回読み取り）、分析物値傾向（例えば、閾値を超える、または閾値を満たさない設定期間にわたる平均読み取り、勾配）、分析物値予測（例えば、分析物値に基づくアルゴリズム計算が閾値を超える、または閾値を満たさない）、センサ警告（例えば、疑わしい誤動作が検出される）、通信警告（例えば、閾値期間にわたってセンサ１１０とデータ受信デバイス１２０との間に通信がないこと、未知のデバイスがセンサ１１０との通信セッションを開始しようとしているか、開始し損なっていること）、リマインダ（例えば、データ受信デバイス１２０を充電するリマインダ、薬剤を服用する、または他の活動を行うリマインダ）、および同様の性質の他の警告に基づくアラームを含む。限定ではなく例示の目的で、本明細書で具体化されるように、本明細書で説明されるアラームパラメータは、ユーザによって構成可能であってもよく、または製造中に固定されてもよく、またはユーザ設定可能および非ユーザ設定可能パラメータの組み合わせでもよい。

【0188】

Ｓ．例示的な電極構成
対応する単一の分析物の検出用に構成された単一の活性エリアを特徴とするセンサ構成は、図１８Ａ～１８Ｃを参照して本明細書にさらに説明されるように、２電極または３電極検出モチーフを使用してもよい。別個の作用電極上または同じ作用電極上のいずれかで、同じまたは別個の分析物を検出するための２つの異なる活性エリアを特徴とするセンサ構成は、図１９Ａ～２１Ｃを参照して後で別々に説明される。複数の作用電極を有するセンサ構成は、各活性エリアからの信号寄与をより容易に決定することができるので、同じセンサ尾部内に２つの異なる活性エリアを組み込むのに特に有利であり得る。

【0189】

単一の作用電極が分析物センサ内に存在する場合、３電極センサ構成は、作用電極、対電極、および参照電極を含むことができる。関連する２電極センサ構成は、作用電極および第２の電極を含むことができ、第２の電極は、対電極および参照電極の両方（すなわち、対／参照電極）として機能することができる。様々な電極は、少なくとも部分的に互いに積み重ねられ（層状にされ）、および／またはセンサ尾部上で互いに横方向に離間され得る。適切なセンサ構成は、実質的に平坦な形状、または実質的に円筒形の形状、または任意の他の適切な形状であり得る。本明細書に開示される任意のセンサ構成では、様々な電極は、誘電材料または同様の絶縁体によって互いに電気的に絶縁されてもよい。

【0190】

複数の作用電極を特徴とする分析物センサは、同様に、少なくとも１つの追加の電極を含んでもよい。１つの追加の電極が存在する場合、その１つの追加の電極は、複数の作用電極の各々に対する対／参照電極として機能し得る。２つの追加の電極が存在する場合、追加の電極の一方は、複数の作用電極の各々の対電極として機能し得、追加の電極の他方は、複数の作用電極の各々の参照電極として機能し得る。

【0191】

図１８Ａは、本明細書の開示における使用に適合する、例示的な２電極分析物センサ構成の図を示す。示されるように、分析物センサ２００は、作用電極２１４と対／参照電極３０２１６との間に配置された基材３０２１２を含む。あるいは、作用電極２１４および対／参照電極３０２１６は、間に誘電材料を介在させて基材３０２１２の同じ側に配置することができる（構成は図示せず）。活性エリア２１８は、作用電極２１４の少なくとも一部の上に少なくとも１つの層として配置される。活性エリア２１８は、本明細書でさらに論じられるように、分析物の検出用に構成された複数のスポットまたは単一のスポットを含んでもよい。特定の実施形態では、活性エリア２１８は、本明細書に説明されるようにカリウムを検出するように構成される。

【0192】

さらに図１８Ａを参照すると、膜２２０は、少なくとも活性エリア２１８をオーバーコートする。特定の実施形態では、膜２２０はまた、作用電極２１４および／もしくは対／参照電極３０２１６の一部もしくは全部、または分析物センサ２００の全体をオーバーコートしてもよい。分析物センサ２００の片面または両面は膜２２０でオーバーコートされてもよい。膜２２０は、活性エリア２１８への分析物の流れを制限する能力を有する１つ以上のポリマー膜材料を含んでもよい（すなわち、膜２２０は、対象の分析物に対していくらかの透過性を有する物質移動制限膜である）。本明細書の開示によれば、以下でさらに説明するように、膜２２０は、ある特定のセンサ構成において分岐状架橋剤で架橋されてもよい。例えば、限定するものではないが、膜２２０は、本明細書に記載される架橋剤、例えば分岐状グリシジルエーテルで架橋される。膜２２０の組成および厚さは、活性エリア２１８への所望の分析物の流れを促進し、それによって所望の信号強度および安定性を提供するように変化させることができる。分析物センサ２００は、電量分析法、電流測定法、ボルタンメトリー法、または電位差電気化学検出法のいずれかによって、分析物、例えばカリウムをアッセイするように動作可能であり得る。

【0193】

図１８Ｂおよび図１８Ｃは、例示的な３電極分析物センサ構成の図を示し、これらはまた、本明細書の開示における使用に適合する。３電極分析物センサ構成は、分析物センサ２０１および２０２（図１８Ｂおよび１８Ｃ）に追加の電極２１７を含むことを除いて、図１８Ａの分析物センサ２００に対して示されるものと同様であり得る。追加の電極２１７を用いて、対／参照電極３０２１６は、次いで、対電極または参照電極のいずれかとして機能することができ、追加の電極２１７は、別様に考慮されない他の電極機能を果たす。作用電極２１４は、その本来の機能を果たし続ける。追加の電極２１７は、誘電材料の分離層を間に挟んで、作用電極２１４または電極３０２１６のいずれかの上に配置され得る。例えば、限定するものではないが、図１８Ｂに示すように、誘電体層２１９ａ、２１９ｂ、および２１９ｃは、電極２１４、３０２１６、および２１７を互いに分離し、電気的絶縁を提供する。あるいは、電極２１４、３０２１６、および２１７のうちの少なくとも１つは、図１８Ｃに示されるように、基材３０２１２の反対面上に位置してもよい。したがって、特定の実施形態では、電極２１４（作用電極）および電極３０２１６（対電極）は、基材３０２１２の反対面上に位置することができ、電極２１７（参照電極）は、電極２１４または３０２１６のうちの１つの上に位置し、誘電材料によってそこから離間される。参照材料層２３０（例えば、Ａｇ／ＡｇＣｌ）は、電極２１７上に存在してもよく、参照材料層２３０の場所は、図１８Ｂおよび１８Ｃに描写される場所に限定されない。図１８Ａに示されるセンサ２００と同様に、分析物センサ２０１および２０２内の活性エリア２１８は、複数のスポットまたは単一のスポットを含んでもよい。さらに、分析物センサ２０１および２０２は、電量分析法、電流測定法、ボルタンメトリー法、または電位差電気化学検出法のいずれかによって、分析物、例えばカリウムをアッセイするように動作可能であり得る。

【0194】

分析物センサ２００と同様に、膜２２０はまた、分析物センサ２０１および２０２において、活性エリア２１８ならびに他のセンサ構成要素をオーバーコートしてもよく、それによって物質移動制限膜として機能する。特定の実施形態では、追加の電極２１７は、膜２２０でオーバーコートされてもよい。図１８Ｂおよび１８Ｃは、電極２１４、３０２１６、および２１７を膜２２０でオーバーコーティングされているものとして示しているが、特定の実施形態では、作用電極２１４のみがオーバーコートされていることを認識されたい。さらに、電極２１４、３０２１６、および２１７の各々における膜２２０の厚さは、同じであっても異なっていてもよい。２電極分析物センサ構成（図１８Ａ）におけるように、分析物センサ２０１および２０２の片面もしくは両面は、図１８Ｂおよび１８Ｃのセンサ構成において膜２２０でオーバーコートされてもよく、または分析物センサ２０１および２０２の全体がオーバーコートされてもよい。したがって、図１８Ｂおよび１８Ｃに示される３電極センサ構成は、本明細書に開示される実施形態を限定しないものとして理解されるべきであり、代替の電極および／または層構成は、本開示の範囲内に留まる。

【0195】

図１９Ａは、２つの異なる活性エリアがその上に配置された単一の作用電極を有するセンサ２０３の例示的な構成を示す。図１９Ａは、作用電極２１４上に２つの活性エリア、すなわち第１の活性エリア２１８ａおよび第２の活性エリア２１８ｂが存在することを除いて、図１８Ａと同様であり、２つの活性エリアは、同じ分析物または互いに異なる分析物に応答し、作用電極２１４の表面上で互いに横方向に離間されている。活性エリア２１８ａおよび２１８ｂは、各分析物の検出用に構成された複数のスポットまたは単一のスポットを含んでもよい。膜２２０の組成は、活性エリア２１８ａおよび２１８ｂで変化してもよく、または組成的に同じであってもよい。第１の活性エリア２１８ａおよび第２の活性エリア２１８ｂは、以下でさらに説明するように、互いに異なる作用電極電位でそれらの対応する分析物を検出するように構成されてもよい。特定の実施形態では、活性エリア２１８ａおよび２１８ｂのいずれか一方または両方が、カリウムを検出するように構成されてもよい。特定の実施形態では、活性エリア２１８ａおよび２１８ｂのいずれか一方または両方が、アスパラギン酸オキシダーゼを使用することによってカリウムを検出するように構成されてもよい。特定の実施形態では、活性エリア２１８ａおよび２１８ｂのいずれか一方または両方が、アスパラギン酸オキシダーゼおよびアスパラギナーゼを使用することによってカリウムを検出するように構成されてもよい。特定の実施形態では、２１８ａおよび２１８ｂの１つの活性エリアのみが、カリウムを検出するように構成される。特定の実施形態では、他の活性エリアは、カリウムとは異なる第２の分析物を検出するように構成される。第２の分析物の非限定的な例は、本明細書に説明されている。

【0196】

図１９Ｂおよび１９Ｃは、それぞれ、センサ２０４および２０５のための例示的な３電極センサ構成の断面図を示し、各々は、その上に配置される第１の活性エリア２１８ａおよび第２の活性エリア２１８ｂを有する単一作用電極を特徴とする。図１９Ｂおよび１９Ｃは、その他の点では図１８Ｂおよび１８Ｃと同様であり、それらを参照することによってよりよく理解することができる。図１９Ａと同様に、膜２２０の組成は、活性エリア２１８ａおよび２１８ｂで変化してもよく、または組成的に同じであってもよい。

【0197】

複数の作用電極、具体的には２つの作用電極を有する例示的なセンサ構成を、図２０～図２１Ｃを参照してさらに詳細に説明する。以下の説明は、主に、２つの作用電極を有するセンサ構成を対象とするが、２つより多くの作用電極が、本明細書の開示の拡張を通して組み込まれ得ることを理解されたい。追加の作用電極を使用して、第１の分析物および第２の分析物だけでなく、例えば、第３および／または第４の分析物の検出のために、分析物センサに追加の感知能力を付与することができる。

【0198】

図２０は、本明細書の開示における使用に適合する、２つの作用電極、参照電極、および対電極を有する、例示的な分析物センサ構成の断面図を示す。示されるように、分析物センサ３００は、基材３０２の反対面上に配置された作用電極３０４および３０６を含む。第１の活性エリア３１０ａは、作用電極３０４の表面上に配置され、第２の活性エリア３１０ｂは、作用電極３０６の表面上に配置される。対電極３２０は、誘電体層３２２によって作用電極３０４から電気的に絶縁されており、参照電極３２１は、誘電体層３２３によって作用電極３０６から電気的に絶縁されている。外側誘電体層３０２３０および３３２は、参照電極３２１および対電極３２０上にそれぞれ配置される。膜３４０は、様々な実施形態によれば、少なくとも活性エリア３１０ａおよび３１０ｂをオーバーコートすることができ、分析物センサ３００の他の構成要素または分析物センサ３００の全体は、任意選択で膜３４０でオーバーコートされる。特定の実施形態では、膜３４０は連続的であるが、第１の膜部分３４０ａおよび第２の膜部分３４０ｂ内で（すなわち、活性エリア３１０ａおよび３１０ｂ上で）組成的に変化して、各位置で分析物の流れを示差的に調節するための互いに異なる透過性値を与えてもよい。例えば、限定するものではないが、様々な実施形態によれば、分析物センサ３００の他の構成要素または分析物センサ３００の全体とともに、第１の膜部分３４０ａは、少なくとも活性エリア３１０ａをオーバーコートすることができ、第２の膜部分３４０ｂは、少なくとも活性エリア３１０ｂをオーバーコートすることができる。

【0199】

特定の実施形態では、互いに異なる膜製剤を、分析物センサ３００の反対面上に噴霧および／または印刷してもよい。浸漬コーティング技術もまた、特に、活性エリア３１０ａおよび３１０ｂのうちの１つの上に二層膜の少なくとも一部を堆積させるために適切であり得る。特定の実施形態では、膜３４０は、活性エリア３１０ａおよび３１０ｂにおいて同じであってもよく、または組成が異なっていてもよい。例えば、限定するものではないが、膜３４０は、二層オーバーコーティング活性エリア３１０ａを含むとともに、均質膜オーバーコーティング活性エリア３１０ｂであってもよく、または膜３４０は、二重層オーバーコーティング活性エリア３１０ｂを含むとともに、均質膜オーバーコーティング活性エリア３１０ａであってもよい。特定の実施形態では、本開示の特定の実施形態によれば、第１の膜部分３４０ａおよび第２の膜部分３４０ｂの一方は、二層膜を含んでもよく、第１の膜部分３４０ａおよび第２の膜部分３４０ｂの他方は、単一膜ポリマーを含んでもよい。特定の実施形態では、分析物センサは、１つより多くの膜３４０、例えば２つ以上の膜を含むことができる。例えば、限定するものではないが、分析物センサは、図２０に示されるように、１つ以上の活性エリア、例えば、３１０ａおよび３１０ｂをオーバーコートする膜と、センサ全体をオーバーコートする追加の膜とを含んでもよい。このような構成では、二層膜は、１つ以上の活性エリア（例えば、３１０ａおよび３１０ｂ）の上に形成され得る。

【0200】

特定の実施形態では、活性エリア３１０ａおよび３１０ｂのいずれか一方または両方が、例えばアスパラギン酸オキシダーゼを使用することによって、カリウムを検出するように構成されてもよい。特定の実施形態では、活性エリア３１０ａおよび３１０ｂのいずれか一方または両方は、アスパラギナーゼをさらに含んでもよい。特定の実施形態では、３１０ａおよび３１０ｂの一方の活性エリアのみが、例えばアスパラギン酸オキシダーゼを使用することによって、カリウムを検出するように構成される。特定の実施形態では、３１０ａおよび３１０ｂの一方の活性エリアのみがアスパラギナーゼをさらに含んでもよい。特定の実施形態では、他方の活性エリアは第２の分析物を検出するように構成される。

【0201】

複数の作用電極を有し、図２０に示される構成とは異なる代替センサ構成は、別個の対電極および参照電極３２０、３２１の代わりに対／参照電極を特徴とすることができ、ならびに／または明示的に描写されるものとは異なる層および／もしくは膜配置を特徴とすることができる。例えば、限定としてではなく、対電極３２０および参照電極３２１の位置決めは、図２０に示されるものと逆にしてもよい。さらに、作用電極３０４および３０６は、必ずしも図２０に示される様式で基材３０２の反対面上に存在する必要はない。

【0202】

好適なセンサ構成は、特性が実質的に平面である電極を特徴としてもよいが、非平面電極を特徴とするセンサ構成が有利であり、本明細書の開示における使用に特に好適であり得ることを理解されたい。特に、互いに同心円状に配置された実質的に円筒形の電極は、以下に説明するように、物質移動制限膜の堆積を容易にすることができる。特に、センサ尾部の長さに沿って間隔を空けて配置された同心の作用電極は、実質的に平面のセンサ構成について上述したものと同様の方法で、連続的な浸漬コーティング操作による膜堆積を容易にすることができる。図２１Ａ～２１Ｃは、互いに対して同心円状に配置された２つの作用電極を特徴とする分析物センサの斜視図を示す。同心電極配置を有するが、第２の作用電極を欠くセンサ構成もまた、本開示において可能であることを理解されたい。

【0203】

図２１Ａは、複数の電極が実質的に円筒形であり、中心基材の周りに互いに対して同心円状に配置されている例示的なセンサ構成の斜視図を示す。示されるように、分析物センサ４００は、中心基材４０２を含み、その周囲に、全ての電極および誘電体層が、互いに対して同心円状に配置される。特に、作用電極４１０は、中心基材４０２の表面上に配置され、誘電体層４１２は、センサ先端４０４から遠位の作用電極４１０の一部分上に配置される。作用電極４２０は、誘電体層４１２の上に配置され、誘電体層４２２は、センサ先端４０４から遠位の作用電極４２０の一部分上に配置される。対電極４３０は、誘電体層４２２の上に配置され、誘電体層４３２は、センサ先端４０４から遠位の対電極４３０の一部分上に配置される。参照電極４４０は、誘電体層４３２の上に配置され、誘電体層４４２は、センサ先端４０４から遠位の参照電極４４０の一部分上に配置される。したがって、作用電極４１０、作用電極４２０、対電極４３０、および参照電極４４０の露出面は、分析物センサ４００の長手方向軸線Ｂに沿って互いに離間している。

【0204】

さらに図２１Ａを参照すると、互いに異なる分析物または同じ分析物に応答する第１の活性エリア４１４ａおよび第２の活性エリア４１４ｂは、作用電極４１０および４２０の露出面上にそれぞれ配置され、それによって、流体との接触が感知のために起こることを可能にする。活性エリア４１４ａおよび４１４ｂは、図２１Ａにおいて３つの別個のスポットとして示されているが、活性エリアの連続層を含む３つより少ないかまたは多いスポットが、本明細書に説明される代替センサ構成において存在し得ることが理解されたい。特定の実施形態では、活性エリア４１４ａおよび４１４ｂのいずれか一方または両方が、カリウムを検出するように構成されてもよい。特定の実施形態では、活性エリア４１４ａおよび４１４ｂのいずれか一方または両方が、アスパラギン酸オキシダーゼ、および任意選択でアスパラギナーゼを含む酵素系を使用することによって、カリウムを検出するように構成されてもよい。特定の実施形態では、４１４ａおよび４１４ｂの１つの活性エリアのみが、カリウムを検出するように構成される。特定の実施形態では、４１４ａおよび４１４ｂの一方の活性エリアのみが、アスパラギン酸オキシダーゼ、および任意選択でアスパラギナーゼを使用することによって、カリウムを検出するように構成される。特定の実施形態では、他方の活性エリアは第２の分析物を検出するように構成される。

【0205】

図２１Ａでは、センサ４００は、作用電極４１０および４２０ならびにその上に配置された活性エリア４１４ａおよび４１４ｂ上で膜４５０で部分的にコーティングされている。図２１Ｂは、センサ４０１の実質的全体が膜４５０でオーバーコートされている代替センサ構成を示す。膜４５０は、活性エリア４１４ａおよび４１４ｂにおいて組成的に同じであってもよく、または異なっていてもよい。例えば、膜４５０は、二層オーバーコーティング活性エリア４１４ａを含むとともに、均質な膜オーバーコーティング活性エリア４１４ｂであり得る。

【0206】

図２１Ａおよび図２１Ｂの様々な電極の位置決めは、明示的に示されたものと異なってもよいことをさらに理解されたい。例えば、対電極４３０および参照電極４４０の位置は、図２１Ａおよび２１Ｂに示された構成から逆にしてもよい。同様に、作用電極４１０および４２０の位置は、図２１Ａおよび２１Ｂに明示的に描写されるものに限定されない。図２１Ｃは、図２１Ｂに示されるものに対する代替センサ構成を示し、センサ４０５は、センサ先端４０４のより近位に位置する対電極４３０および参照電極４４０ならびに、センサ先端４０４のより遠位に位置する作用電極４１０および４２０を含有する。作用電極４１０および４２０がセンサ先端４０４に対してより遠位に位置するセンサ構成は、活性エリア４１４ａおよび４１４ｂ（図２１Ｃに例示的に示される５つの別個の感知スポット）の堆積のためにより大きい表面積を提供し、それによって、場合によっては、信号強度の増加を促進することによって、有利であり得る。同様に、中心基材４０２は、本明細書に開示される任意の同心センサ構成において省略されてもよく、最内側電極は、代わりに、続いて堆積される層を支持し得る。

【0207】

特定の実施形態では、本明細書に説明される分析物センサの１つ以上の電極は、ワイヤ電極、例えば透過性ワイヤ電極である。特定の実施形態では、センサ尾部は、作用電極と、作用電極の周りに螺旋状に巻かれた参照電極とを備える。特定の実施形態では、絶縁体が、作用電極と参照電極との間に配置される。特定の実施形態では、電極の一部は、１つ以上の酵素と電極上の分析物との反応を可能にするように露出される。特定の実施形態において、各電極は、約０．０２５４ｍｍ（約０．００１インチ）以下～約０．２５４ｍｍ（約０．０１０インチ）以上の直径を有する細いワイヤから形成される。特定の実施形態では、作用電極は、約０．０２５４ｍｍ（約０．００１インチ）以下～約０．２５４ｍｍ（約０．０１０インチ）以上、例えば、約０．０５０８ｍｍ（約０．００２インチ）～約０．２０３ｍｍ（約０．００８インチ）、より好ましくは、約０．１０２ｍｍ（約０．００４インチ）～約０．１２７ｍｍ（約０．００５インチ）の直径を有する。特定の実施形態では、電極は、めっき絶縁体、めっきワイヤ、またはバルク導電性材料から形成される。特定の実施形態では、作用電極は、白金、白金－イリジウム、パラジウム、グラファイト、金、炭素、導電性ポリマー、合金などの導電性材料から形成されたワイヤを含む。特定の実施形態では、導電性材料は透過性導電性材料である。特定の実施形態では、電極は、様々な製造技術（例えば、バルク金属処理、基材上への金属の堆積など）によって形成されてもよく、電極は、めっきワイヤ（例えば、スチールワイヤ上の白金）またはバルク金属（例えば、白金ワイヤ）から形成されてもよい。特定の実施形態では、電極は、例えば、導電性材料でコーティングされたタンタルワイヤから形成される。

【0208】

特定の実施形態では、参照電極は、参照電極単独として、または二重の参照電極および対電極として機能することができ、銀、銀／塩化銀などから形成される。特定の実施形態では、参照電極は、作用電極と並置され、および／または作用電極とともに、もしくは作用電極の周囲により合わせられる。特定の実施形態では、参照電極は、作用電極の周囲に螺旋状に巻回される。特定の実施形態は、ワイヤのアセンブリは、絶縁アタッチメントを提供するように、絶縁材料でともにコーティングまたは接着されてもよい。

【0209】

特定の実施形態では、追加の電極、例えばワイヤ電極をセンサ尾部に含めてもよい。例えば、限定するものではないが、３電極システム（作用電極、参照電極、および対電極）および／または追加の作用電極（例えば、第２の分析物を検出するための電極）をセンサ尾部に含めてもよい。センサが２つの作用電極を備える特定の実施形態では、２つの作用電極は並置してもよく、その周りに参照電極が配置される（例えば、２つ以上の作用電極の周りに螺旋状に巻かれる）。特定の実施形態は、２つ以上の作用電極は、互いに平行に延在してもよい。特定の実施形態では、参照電極は、１つ以上の作用電極の周囲にコイル状に巻かれ、センサ尾部の遠位端（すなわち、インビボ端）に向かって延在する。特定の実施形態では、参照電極は、１つ以上の作用電極の露出領域まで（例えば、螺旋状に）延在する。

【0210】

特定の実施形態では、１つ以上の作用電極は、参照電極の周囲に螺旋状に巻回される。２つ以上の作用電極が設けられる特定の実施形態では、作用電極は、センサ尾部の長さに沿って二重、三重、四重などの螺旋構成で形成されてもよい（例えば、参照電極、絶縁ロッド、または他の支持構造を取り囲む）。特定の実施形態では、電極、例えば、２つ以上の作用電極は、同軸に形成される。例えば、限定するものではないが、電極は全て同じ中心軸線を共有する。

【0211】

特定の実施形態では、作用電極は、その間に絶縁体を含む、内部に配置またはコイル状にされた参照電極を有する管を備える。あるいは、参照電極は、その間に絶縁体を含む、内部に配置またはコイル状にされた作用電極を有する管を含む。特定の実施形態では、ポリマー（例えば、絶縁）ロッドが提供され、１つ以上の電極（例えば、１つ以上の電極層）は、その上に配置される（例えば、電気めっきによって）。特定の実施形態では、金属（例えば、スチールまたはタンタル）ロッドまたはワイヤが提供され、絶縁材料（本明細書に説明される）でコーティングされ、その上に１つ以上の作用電極および参照電極が配置される。例えば、限定するものではないが、本開示は、１つ以上のタンタルワイヤを備えるセンサ、例えばセンサ尾部を提供し、導電性材料は、１つ以上のタンタルワイヤの一部の上に配置されて作用電極として機能する。特定の実施形態では、白金被覆タンタルワイヤは、絶縁材料で覆われ、絶縁材料は、銀／塩化銀組成物で部分的に覆われて参照電極および／または対電極として機能する。

【0212】

絶縁体が作用電極上（例えば、電極の白金表面上）に配置される特定の実施形態では、絶縁体の一部は、作用電極の電気活性表面を露出させるように、剥離され、または別様に除去され得る。例えば、限定するものではないが、絶縁体の一部は、手、エキシマレーザ、化学エッチング、レーザアブレーション、グリットブラストなどによって除去することができる。あるいは、絶縁体を堆積させる前に電極の一部をマスクして、露出した電気活性表面積を維持してもよい。特定の実施形態では、絶縁体の剥離および／または除去される部分は、約０．１ｍｍ（約０．００４インチ）以下～約２ｍｍ（約０．０７８インチ）以上の長さ、例えば、約０．５ｍｍ（約０．０２インチ）～約０．７５ｍｍ（０．０３インチ）の長さであり得る。特定の実施形態では、絶縁体は非導電性ポリマーである。特定の実施形態では、絶縁体は、パリレン、フッ素化ポリマー、ポリエチレンテレフタラート、ポリビニルピロリドン、ポリウレタン、ポリイミド、および他の非導電性ポリマーを含む。特定の実施形態では、ガラスまたはセラミック材料を絶縁体層に使用してもよい。特定の実施形態では、絶縁体はパリレンを含む。特定の実施形態では、絶縁体はポリウレタンを含む。特定の実施形態では、絶縁体はポリウレタンおよびポリビニルピロリドンを含む。

【0213】

活性エリアを含むセンサのいくつかの部分について、以下でさらに説明する。
２．酵素
本開示の分析物センサの活性エリアは、分析物を検出するように構成することができる。特定の実施形態では、本開示の分析物センサは、試料中のカリウム、例えばカリウムイオンを測定するように構成される。例えば、限定するものではないが、本開示の分析物センサの活性エリアは、カリウムイオンを検出するように構成される。

【0214】

特定の実施形態では、本開示の分析物センサは、少なくとも１つ、例えば少なくとも２つのアスパラギン酸塩応答性活性エリアから得られる信号を比較することによって、カリウムイオンを間接的に検出するように構成される。特定の実施形態において、２つのアスパラギン酸塩応答性活性エリアからの電流信号は、以下に議論されるように、カリウムイオンの濃度に相関され得る。

【0215】

特定の実施形態では、本開示の分析物センサは、少なくとも１つ、例えば少なくとも２つのアスパラギン応答性活性エリアから得られる信号を比較することによって、カリウムイオンを間接的に検出するように構成される。特定の実施形態において、２つのアスパラギン応答性活性エリアからの電流信号は、以下に議論されるように、カリウムイオンの濃度に相関され得る。

【0216】

特定の実施形態において、本開示の活性エリアは、作用電極の一部の上に配置される。例えば、限定するものではないが、活性エリアは、スポットパターン、例えば、作用電極上の２つ以上のスポットで作用電極の一部の上に配置される。特定の実施形態では、活性エリアは、作用電極の一部の上にスロットパターンで配置される。特定の実施形態では、活性エリアは、作用電極の全長にわたって、または作用電極上に連続パターンで配置される。

【0217】

特定の実施形態では、本開示の活性エリアは、約０．１μｍ～約１００μｍ、例えば、約１μｍ～約９０μｍ、約１μｍ～約８０μｍ、約１μｍ～約７０μｍ、約１μｍ～約６０μｍ、約１μｍ～約５０μｍ、約１μｍ～約４０μｍ、約１μｍ～約３０μｍ、約１μｍ～約２０μｍ、約０．５μｍ～約１０μｍ、約１μｍ～約１０μｍ、約１μｍ～約５μｍ、または約０．１μｍ～約５μｍの厚さを有してもよい。特定の実施形態では、本開示の活性エリアは、約０．０１ｍｍ^２～約２．０ｍｍ^２、例えば、約０．１ｍｍ^２～約１．０ｍｍ^２または約０．２ｍｍ^２～約０．５ｍｍ^２の面積を有する。

【0218】

各分析物に対する分析物センサの感度（出力電流）は、活性エリアの被覆率（面積またはサイズ）、互いに対する活性エリアの面積比、活性エリアをオーバーコーティングする物質移動制限膜の同一性、厚さ、および／または組成を変化させることによって変化させることができることを理解されたい。これらのパラメータの変更は、本明細書の開示の利益を与えられた当業者によって容易に行うことができる。

【0219】

Ａ．アスパラギン酸塩応答性活性エリア
特定の実施形態では、本開示の分析物センサは、試料中のカリウムイオン濃度の間接測定を容易にするためにアスパラギン酸塩を検出するように構成された少なくとも１つの活性エリア、例えば２つの活性エリアを含む。アスパラギン酸塩を検出するために使用することができる特定の酵素を図２７に示す。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアに存在する酵素は、アスパラギン酸オキシダーゼである。図２７に示すように、アスパラギン酸オキシダーゼは、アスパラギン酸塩のオキサロ酢酸への酸化、およびその補酵素フラビンアデニンジヌクレオチド（ＦＡＤ）のＦＡＤＨ_２への還元を触媒することができる。次いで、電子移動剤は、ＦＡＤＨ_２から作用電極への電子移動を媒介することができる。次いで、作用電極で得られた電気化学信号を、試料中に最初に存在していたカリウムイオンの量と相関させることができる。

【0220】

本明細書に開示される分析物センサにおける使用に好適なアスパラギン酸オキシダーゼの特定の例としては、カリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼおよびカリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼが挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、酵素系において使用されるアスパラギン酸オキシダーゼは、カリウム依存性である。例えば、限定するものではないが、アスパラギン酸オキシダーゼの活性はカリウムイオン濃度に依存し、それによって試料中のカリウムレベルの間接的な決定を可能にする。特定の実施形態では、酵素系において使用されるアスパラギン酸オキシダーゼは、カリウム非依存性である。本開示における使用のためのアスパラギン酸オキシダーゼの非限定的な例としては、テルモコックス（Ｔｈｅｒｍｏｃｏｃｃｕｓ）属、ピュロコックス（Ｐｙｒｏｃｏｃｃｕｓ）属、スルフォロブス（Ｓｕｌｆｏｌｏｂｕｓ）属、および高度好塩菌の種由来のＬ－アスパラギン酸オキシダーゼが挙げられる。特定の実施形態では、Ｌ－アスパラギン酸オキシダーゼは、スルフォロブス・トコダイイ（Ｓｕｌｆｏｌｏｂｕｓ ｔｏｋｏｄａｉｉ）またはテルモコックス・リトラリス（Ｔｈｅｒｍｏｃｏｃｃｕｓ ｌｉｔｏｒａｌｉｓ）由来である。例えば、限定するものではないが、本開示のカリウムセンサにおいて使用するためのＬ－アスパラギン酸オキシダーゼは、Ｎａｓｕ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ２５７（２）：６２６－３２ （１９８２）、Ｂｉｆｕｌｃｏ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ． ９７（１６）：７２８５－９５ （２０１３）、Ｗａｓｈｉｏ ｅｔ ａｌ．，Ｅｘｔｒｅｍｏｐｈｉｌｅｓ ２２（１）：５９－７１（２０１８）、およびＨａｏ ｅｔ ａｌ．，Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ ２７１：１３３－１４２（２０１８）に開示されており、これらの各々の内容は、参照によりその全体が本明細書に援用される。

【0221】

特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、アスパラギン酸オキシダーゼ、例えば、カリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼまたはカリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼを含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、アスパラギン酸オキシダーゼから本質的になる酵素系を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、アスパラギン酸オキシダーゼからなる酵素系を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、約１０重量％～約８０重量％、例えば、約１５重量％～約７５重量％、約２０重量％～約７０重量％、約２５重量％～約６５重量％、約２０重量％～約６０重量％、約２０重量％～約５５重量％、約２０重量％～約５０重量％、約２０重量％～約４５重量％、約２０重量％～約４０重量％、約２０重量％～約３５重量％、または約２０重量％～約３０重量％のアスパラギン酸オキシダーゼを含んでもよい。特定の実施形態では、活性エリアは、約１０重量％～約４０重量％のアスパラギン酸オキシダーゼを含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、約１５重量％～約３５重量％のアスパラギン酸オキシダーゼを含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約２０重量％～約３０重量％のアスパラギン酸オキシダーゼを含んでもよい。

【0222】

特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、安定化剤をさらに含んでもよい。特定の実施形態では、安定剤は、酵素安定化のために使用される。例えば、限定するものではないが、安定化剤は、アルブミン、例えば血清アルブミンであり得る。血清アルブミンの非限定的な例としては、ウシ血清アルブミンおよびヒト血清アルブミンが挙げられる。特定の実施形態では、安定化剤はヒト血清アルブミンである。特定の実施形態では、安定化剤はウシ血清アルブミンである。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、約４０：１～約１：４０、例えば、約３５：１～約１：３５、約３０：１～約１：３０、約２５：１～約１：２５、約２０：１～約１：２０、約１５：１～約１：１５、約１０：１～約１：１０、約９：１～約１：９、約８：１～約１：８、約７：１～約１：７、約６：１～約１：６、約５：１～約１：５、約４：１～約１：４、約３：１～約１：３、約２：１～約１：２、または約１：１の安定化剤対アスパラギン酸オキシダーゼの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、約５：１～約１：５の安定化剤対アスパラギン酸オキシダーゼの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、約４：１～約１：４の安定化剤対アスパラギン酸オキシダーゼの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、約３：１～約１：３の安定化剤対アスパラギン酸オキシダーゼの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、約２：１～約１：２の安定化剤対アスパラギン酸オキシダーゼの比を含んでもよい。

【0223】

特定の実施形態では、カリウムの間接測定のための本開示の分析物センサは、第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアを含む第１のカリウム依存性チャネルと、第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアを含む第２のカリウム依存性チャネルとを含んでもよい。特定の実施形態では、各チャネルは作用電極である。特定の実施形態では、第１のカリウム依存性チャネルは、第１のカリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼを含む。特定の実施形態では、第２のカリウム依存性チャネルは、第２のカリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼを含む。このような実施形態では、第１のカリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のカリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼは、カリウムに対して互いに異なる依存性を示し、従って、同じカリウム濃度の存在下で互いに異なる信号を生じる。特定の実施形態では、第１のカリウム依存性チャネルおよび第２のカリウム依存性チャネルから得られる信号の差は、試料中のカリウムイオンの濃度に相関させることができる。

【0224】

特定の実施形態では、カリウムの間接測定のための本開示の分析物センサは、第１のカリウム依存性チャネルおよび第２のカリウム依存性チャネルを含んでもよい。特定の実施形態では、各チャネルは作用電極である。特定の実施形態では、第１のカリウム依存性チャネル８０１は、第１のカリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼを含む。特定の実施形態では、第２のカリウム依存性チャネルは、第２のカリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼを含む。このような実施形態では、第１のカリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のカリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼは、カリウムに対して互いに異なる依存性を示し、従って、同じカリウム濃度の存在下で互いに異なる信号を生じる。特定の実施形態では、２つのチャネルから得られる信号の差は、試料中のカリウムイオンの濃度に相関させることができる。

【0225】

特定の実施形態では、本開示の分析物センサは、少なくとも２つの作用電極を含むセンサ尾部を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリア（例えば、第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリア）は第１の作用電極の表面上に配置され、アスパラギン酸塩応答性活性エリア（例えば、第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリア）は第２の作用電極の表面上に配置され、各アスパラギン酸塩応答性活性エリアはアスパラギン酸オキシダーゼを含む。特定の実施形態では、第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、カリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼを含み、第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、カリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼを含む。あるいは、第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは第１のカリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼを含み、第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは第２のカリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼを含み、アスパラギン酸オキシダーゼはカリウムイオン濃度に対して互いに異なる依存性を有する。

【0226】

Ａ．アスパラギン応答性活性エリア
特定の実施形態では、本開示の分析物センサは、試料中のカリウムイオン濃度の間接測定を容易にするためにアスパラギンを検出するように構成された少なくとも１つの活性エリア、例えば２つの活性エリアを含む。アスパラギンを検出するために使用することができる特定の酵素系を図２２に示す。図２２に示すように、アスパラギナーゼはアスパラギンの加水分解を触媒してアスパラギン酸塩を生成する。その後、アスパラギン酸オキシダーゼは、アスパラギン酸塩のオキサロ酢酸への酸化、およびその補酵素フラビンアデニンジヌクレオチド（ＦＡＤ）のＦＡＤＨ_２への還元を触媒することができる。次いで、電子移動試薬は、ＦＡＤＨ_２から作用電極への電子移動を媒介することができる。

【0227】

本明細書に開示される分析物センサにおける使用に好適なアスパラギナーゼの特定の例としては、カリウム依存性アスパラギナーゼおよびカリウム非依存性アスパラギナーゼが挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、酵素系において使用されるアスパラギナーゼは、カリウム依存性である。特定の実施形態では、酵素系において使用されるアスパラギナーゼは、カリウム非依存性である。カリウム非依存性アスパラギナーゼおよびカリウム依存性アスパラギナーゼの非限定的な例は、Ａｊｅｗｏｌｅ ｅｔ ａｌ．，ＦＥＢＳ Ｊｏｕｒｎａｌ ２８５（８）：１５２８－１５３９（２０１８）およびＢｅｊｇｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ａｃｔａ Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒ．Ｄ．Ｂｉｏｌ．Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒ．７０（Ｐｔ ７）：１８５４－７２（２０１４）に記載されており、その内容はその全体が参照により本明細書に援用される。特定の実施形態では、本開示で使用するためのアスパラギナーゼは、インゲンマメ（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）由来のカリウム依存性（ＰｖＡｓｐＧ１）アスパラギナーゼおよび／またはカリウム非依存性（ＰｖＡｓｐＧ‐Ｔ２）アスパラギナーゼである。特定の実施形態では、アスパラギナーゼは、ＰｖＡｓｐＧ１およびＰｖＡｓｐＧ‐Ｔ２のそれぞれ１１８位または１１７位のアミノ酸置換を含む。

【0228】

特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、アスパラギン酸オキシダーゼおよびアスパラギナーゼを含む酵素系を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、アスパラギン酸オキシダーゼおよびアスパラギナーゼから本質的になる酵素系を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、アスパラギン酸オキシダーゼおよびアスパラギナーゼからなる酵素系を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約１００：１～約１：１００、例えば、約９５：１～約１：９５、約９０：１～約１：９０、約８５：１～約１：８５、約８０：１～約１：８０、約７５：１～約１：７５、約６０：１～約１：６０、約５５：１～約１：５５、約５０：１～約１：５０、約４５：１～約１：４５、約４０：１～約１：４０、約３５：１～約１：３５、約３０：１～約１：３０、約２５：１～約１：２５、約２０：１～約１：２０、約１５：１～約１：１５、約１０：１～約１：１０、約９：１～約１：９、約８：１～約１：８、約７：１～約１：７、約６：１～約１：６、約５：１～約１：５、約４：１～約１：４、約３：１～約１：３、または約２：１～約１：２のアスパラギン酸オキシダーゼ対アスパラギナーゼの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約９０：１～約１：９０のアスパラギン酸オキシダーゼ対アスパラギナーゼの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約１００：１～約２：１のアスパラギン酸オキシダーゼ対アスパラギナーゼの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約１００：１～約５０：１のアスパラギン酸オキシダーゼ対アスパラギナーゼの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約９０：１～約７０：１のアスパラギン酸オキシダーゼ対アスパラギナーゼの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約０．１重量％～約８０重量％、例えば、約０．１重量％～約７５重量％、約０．１重量％～約７０重量％、約０．１重量％～約６５重量％、約０．１重量％～約６０重量％、約０．１重量％～約５５重量％、約０．１重量％～約５０重量％、約０．１重量％～約４５重量％、約０．１重量％～約４０重量％、約０．１重量％～約３５重量％、約０．１重量％～約３０重量％、約０．１重量％～約２５重量％、約０．１重量％～約２０重量％、約０．１重量％～約１５重量％、約０．１重量％～約１０重量％、約０．１重量％～約５重量％、約１５重量％～約７５重量％、約２０重量％～約７０重量％、約２５重量％～約６５重量％、約２０重量％～約６０重量％、約２０重量％～約５５重量％、約２０重量％～約５０重量％、約２０重量％～約４５重量％、約２０重量％～約４０重量％、約２０重量％～約３５重量％、または約２０重量％～約３０重量％の１つ以上の酵素、例えば、アスパラギン酸オキシダーゼおよび／またはアスパラギナーゼを含んでもよい。特定の実施形態では、活性エリアは、約０．１重量％～約４０重量％の１つ以上の酵素、例えば、アスパラギン酸オキシダーゼおよび／またはアスパラギナーゼを含んでもよい。特定の実施形態では、活性エリアは、約１重量％～約４０重量％の１つ以上の酵素、例えば、アスパラギン酸オキシダーゼおよび／またはアスパラギナーゼを含んでもよい。特定の実施形態では、活性エリアは、約１重量％～約３５重量％の１つ以上の酵素、例えば、アスパラギン酸オキシダーゼおよび／またはアスパラギナーゼを含んでもよい。特定の実施形態では、活性エリアは、約１重量％～約３０重量％の１つ以上の酵素、例えば、アスパラギン酸オキシダーゼおよび／またはアスパラギナーゼを含んでもよい。特定の実施形態では、活性エリアは、約１重量％～約２５重量％の１つ以上の酵素、例えば、アスパラギン酸オキシダーゼおよび／またはアスパラギナーゼを含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性は、約１５重量％～約３５重量％の１つ以上の酵素、例えば、アスパラギン酸オキシダーゼおよび／またはアスパラギナーゼを含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性は、約２０重量％～約３０重量％の１つ以上の酵素、例えば、アスパラギン酸オキシダーゼおよび／またはアスパラギナーゼを含む。

【0229】

特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、例えば酵素を安定化させるための安定化剤をさらに含んでもよい。例えば、限定するものではないが、安定化剤は、アルブミン、例えば血清アルブミンであり得る。血清アルブミンの非限定的な例としては、ウシ血清アルブミンおよびヒト血清アルブミンが挙げられる。特定の実施形態では、安定化剤はヒト血清アルブミンである。特定の実施形態では、安定化剤はウシ血清アルブミンである。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約４０：１～約１：４０、例えば、約３５：１～約１：３５、約３０：１～約１：３０、約２５：１～約１：２５、約２０：１～約１：２０、約１５：１～約１：１５、約１０：１～約１：１０、約９：１～約１：９、約８：１～約１：８、約７：１～約１：７、約６：１～約１：６、約５：１～約１：５、約４：１～約１：４、約３：１～約１：３、約２：１～約１：２、または約１：１の安定化剤対アスパラギナーゼおよび／またはアスパラギン酸オキシダーゼの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約５：１～約１：５の安定化剤対アスパラギナーゼおよび／またはアスパラギン酸オキシダーゼの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約４：１～約１：４の安定化剤対アスパラギナーゼおよび／またはアスパラギン酸オキシダーゼの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約３：１～約１：３の安定化剤対アスパラギナーゼおよび／またはアスパラギン酸オキシダーゼの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約２：１～約１：２の安定化剤対アスパラギナーゼおよび／またはアスパラギン酸オキシダーゼの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約１：１の安定化剤対アスパラギナーゼおよび／またはアスパラギン酸オキシダーゼの比を含んでもよい。特定の実施形態では、活性エリア、例えば、アスパラギン酸塩応答性活性エリアおよび／またはアスパラギン応答性活性エリアは、約１０重量％～約５０重量％、例えば、約１５重量％～約４５重量％、約２０重量％～約４０重量％、約２０重量％～約３５重量％、約２０重量％～約３０重量％の安定化剤を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約１５重量％～約３５重量％の安定化剤を含んでもよい。

【0230】

特定の実施形態では、カリウムの間接測定のための本開示の分析物センサが図２３に示される。図２３に示すように、分析物センサは、カリウム依存性チャネル７０１およびカリウム非依存性チャネル７０２を含んでもよい。特定の実施形態では、各チャネルは作用電極である。特定の実施形態では、カリウム依存性チャネル７０１は、カリウム依存性アスパラギナーゼを含む酵素系を含む。特定の実施形態では、カリウム非依存性チャネル７０２は、カリウム非依存性アスパラギナーゼを含む酵素系を含む。特定の実施形態では、カリウム依存性アスパラギナーゼはアスパラギナーゼの野生型形態であり、カリウム非依存性アスパラギナーゼは同じアスパラギナーゼの突然変異形態である。特定の実施形態では、チャネル７０１および７０２から得られた電流信号を比較して、試料中のカリウムイオンの濃度を得ることができる。

【0231】

特定の実施形態では、カリウムの間接測定のための本開示の分析物センサが図２４に示される。図２４に示すように、分析物センサは、第１のカリウム依存性チャネル８０１および第２のカリウム依存性チャネル８０２を含んでもよい。特定の実施形態では、各チャネルは作用電極である。特定の実施形態では、第１のカリウム依存性チャネル８０１は、第１のカリウム依存性アスパラギナーゼを含む酵素系を含む。特定の実施形態では、第２のカリウム依存性チャネル８０２は、第２のカリウム依存性アスパラギナーゼを含む酵素系を含む。このような実施形態では、第１のカリウム依存性アスパラギナーゼおよび第２のカリウム依存性アスパラギナーゼは、カリウムに対して互いに異なる依存性を示し、従って、同じカリウム濃度の存在下で互いに異なる信号を生じる。特定の実施形態では、チャネル８０１および８０２から得られる信号の差は、試料中のカリウムイオンの濃度に相関させることができる。

【0232】

特定の実施形態では、カリウムイオン濃度は、図２３または図２４の酵素系を含む分析物センサを使用して、図２５Ａおよび２５Ｂに示すように決定することができる。例えば、限定するものではないが、カリウムイオンの非存在下では、チャネルの各々（例えば、チャネル８０１および８０２の各々）は、２５Ａに示されるように、アスパラギン濃度の増加に対して線形応答を有し、これは、以下の式によって記述することができる。

【0233】

【数1】

【0234】

【数2】

【0235】

式中、Ｉ_１およびＩ_２は電流出力に対応し、Ｃはアスパラギン濃度であり、ｋ_１およびｋ_２は２つのチャネルの直線の傾きに対応する。２つの定数ｋ_１およびｋ_２は、互いに異なるレベルのアスパラギンを有するビーカーにおける標準的な用量応答較正から得ることができる。

【0236】

図２５Ｂは、増加するカリウムイオン濃度の存在下でのセンサ応答を示す。図２５Ｂに示すように、電流応答は非線形であり、以下の式によって記述することができる。

【0237】

【数3】

【0238】

【数4】

【0239】

式中、Ｉ’_１およびＩ’_２は電流出力に対応し、Ｉ_１－０およびＩ_２－０はカリウムイオン濃度が０であるときのセンサ応答に対応する。また、以下のことに留意されたい。

【0240】

【数5】

【0241】

試料中のカリウムイオンの濃度を決定するために、式３～５の系を解かなければならない。この系は、カリウム濃度、Ｉ_１－０、およびＩ_２－０を含む３つの未知数を有する３つの式からなる。

【0242】

特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、アスパラギナーゼ、例えば、カリウム非依存性アスパラギナーゼまたはカリウム依存性アスパラギナーゼを含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、アスパラギン酸オキシダーゼ、例えば、カリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼをさらに含んでもよい。あるいは、アスパラギナーゼ、例えば、カリウム非依存性アスパラギナーゼまたはカリウム依存性アスパラギナーゼを含むアスパラギン応答性活性エリアは、セクション２Ａで上述したように、アスパラギン酸塩応答性活性エリア上に配置してもよい。

【0243】

特定の実施形態では、本開示の分析物センサは、少なくとも２つの作用電極を含むセンサ尾部を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリア（例えば、第１のアスパラギン応答性活性エリア）は第１の作用電極の表面上に配置され、アスパラギン応答性活性エリア（例えば、第２のアスパラギン応答性活性エリア）は第２の作用電極の表面上に配置され、各アスパラギン応答性活性エリアはアスパラギン酸オキシダーゼおよびアスパラギナーゼを含む酵素系を含む。特定の実施形態では、第１のアスパラギン応答性活性エリアは、カリウム非依存性アスパラギナーゼを含み、第２のアスパラギン応答性活性エリアは、カリウム依存性アスパラギナーゼを含む。あるいは、第１のアスパラギン応答性活性エリアは第１のカリウム依存性アスパラギナーゼを含み、第２のアスパラギン応答性活性エリアは第２のカリウム依存性アスパラギナーゼを含み、アスパラギナーゼはカリウムイオン濃度に対して互いに異なる依存性を有する。

【0244】

特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、アスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の酵素層と、第１の酵素層上に配置されたアスパラギナーゼを含む第２の層とを含む。代替的または追加的に、アスパラギン酸オキシダーゼおよびアスパラギナーゼは、同じ酵素層内に保持される。

【0245】

Ｃ．追加の分析物に応答する活性エリア
特定の実施形態では、本開示の分析物センサは、第２の分析物を検出するための活性エリアを含んでもよい。例えば、限定するものではないが、分析物センサは、カリウムおよび第２の分析物を検出するように構成されてもよい。第２の分析物の非限定的な例は、グルタミン酸塩、グルコース、ケトン、乳酸塩、酸素、ヘモグロビンＡ１Ｃ、アルブミン、アルコール、アルカリホスファターゼ、アラニントランスアミナーゼ、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、ビリルビン、血中尿素窒素、カルシウム、二酸化炭素、塩化物、クレアチニン、ヘマトクリット、乳酸塩、マグネシウム、酸素、ｐＨ、リン、カリウム、ナトリウム、アスパラギン酸塩、アスパラギン、総タンパク質、尿酸などを含む。特定の実施形態では、そのような分析物センサは、第３の作用電極の表面上に配置された分析物応答性活性エリアを含むことによって異なる分析物を検出するように構成された第３の作用電極を含んでもよい。

【0246】

特定の実施形態では、本開示の分析物センサの第３の作用電極上に存在する活性部位は、グルコースを検出するために使用することができる１つ以上の酵素を含んでもよい。例えば、限定するものではないが、本開示の分析物センサは、例えば、第３の作用電極上に配置された、グルコースを検出するための１つ以上の酵素を含む活性エリアを含んでもよい。特定の実施形態では、分析物センサは、グルコースオキシダーゼおよび／またはグルコースデヒドロゲナーゼを含む、グルコースを検出するための活性部位を含んでもよい。

【0247】

特定の実施形態では、本開示の分析物センサの第３の作用電極上に存在する活性部位は、ケトンを検出するために使用することができる１つ以上の酵素を含んでもよい。例えば、限定するものではないが、本開示の分析物センサは、例えば、第３の作用電極上に配置された、ケトンを検出するための１つ以上の酵素、例えば酵素系を含む活性エリアを含んでもよい。特定の実施形態では、分析物センサは、β‐ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼを含む、ケトンを検出するための活性部位を含んでもよい。特定の実施形態では、分析物センサは、β‐ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼおよびジアフォラーゼを含む、ケトンを検出するための活性部位を含んでもよい。

【0248】

特定の実施形態では、本開示の分析物センサの第３の作用電極上に存在する活性部位は、乳酸塩を検出するために使用することができる１つ以上の酵素を含んでもよい。例えば、限定するものではないが、本開示の分析物センサは、例えば、第３の作用電極上に配置された、乳酸塩を検出するための１つ以上の酵素、例えば酵素系を含む活性エリアを含んでもよい。特定の実施形態では、分析物センサは、乳酸デヒドロゲナーゼおよび／または乳酸オキシダーゼを含む活性部位を含んでもよい。

【0249】

特定の実施形態では、本開示の分析物センサの第３の作用電極上に存在する活性部位は、アルコールを検出するために使用することができる１つ以上の酵素を含んでもよい。例えば、限定するものではないが、本開示の分析物センサは、例えば、第３の作用電極上に配置された、アルコールを検出するための１つ以上の酵素、例えば酵素系を含む活性エリアを含んでもよい。特定の実施形態では、分析物センサは、アルコールデヒドロゲナーゼを含む活性部位を含んでもよい。

【0250】

特定の実施形態では、センサが、２つの異なる作用電極上の２つ以上の分析物を検出するように構成されるとき、各分析物の検出は、別個の信号が各分析物から得られるように、電位を各作用電極に別個に印加することを含み得る。次いで、各分析物から得られた信号は、較正曲線もしくは関数の使用を介して、またはルックアップテーブルを使用することによって、分析物濃度に相関され得る。ある特定の実施形態では、分析物濃度に対する分析物信号の相関は、プロセッサの使用を通して行われてもよい。

【0251】

３．レドックスメディエータ
特定の実施形態では、本明細書に開示される分析物センサは、電子移動剤を含んでもよい。特定の実施形態では、本開示の分析物センサの１つ以上の活性エリアは、電子移動剤を含んでもよい。例えば、限定するものではないが、本明細書に開示される分析物センサは、２つの活性エリアを含んでもよく、これらは両方とも電子移動剤を含む。あるいは、本開示の分析物センサは、２つ以上の活性エリアを含んでもよく、１つの活性エリアのみが電子移動剤を含む。

【0252】

特定の実施形態では、本開示の分析物センサは、電子移動剤を含む少なくとも１つのアスパラギン酸塩応答性活性エリアを含んでもよい。特定の実施形態では、本開示の分析物センサは、電子移動剤を含む少なくとも１つのアスパラギン応答性活性エリアを含んでもよい。特定の実施形態では、本開示の分析物センサは、２つのアスパラギン酸塩応答性活性エリアを含んでもよく、各アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、電子移動剤を含む。特定の実施形態では、本開示の分析物センサは、２つのアスパラギン応答性活性エリアを含んでもよく、各アスパラギン応答性活性エリアは、電子移動剤を含む。特定の実施形態では、２つのアスパラギン応答性活性エリアまたは２つのアスパラギン酸塩応答性活性エリア中の電子移動剤は、同じであっても異なっていてもよい。特定の実施形態では、本開示の分析物センサは、２つ以上の活性エリアを含んでもよく、１つの活性エリア、例えば、アスパラギン応答性活性エリアまたはアスパラギン酸塩応答性活性エリアのみが電子移動剤を含む。

【0253】

適切な電子移動剤は、分析物が対応する活性エリア内で酵素的酸化還元反応を受けた後に、隣接する作用電極への電子の伝達を容易にすることができ、それによって、その特定の分析物の存在を示す電流を生成する。生成される電流の量は、存在する分析物の量に比例する。

【0254】

特定の実施形態では、適切な電子移動剤としては、標準カロメル電極（ＳＣＥ）の酸化還元電位より数百ミリボルト高いまたは低い酸化還元電位を有する電気還元性イオンや電気酸化性のイオン、錯体または分子（例えば、キノン）を挙げることができる。特定の実施形態では、レドックスメディエータは、オスミウム錯体および他の遷移金属錯体、例えば、米国特許第６，１３４，４６１号明細書および同第６，６０５，２００号明細書に記載されているものを含んでもよく、これらは参照によりその全体が本明細書に援用される。好適なレドックスメディエータのさらなる例としては、米国特許第６，７３６，９５７号明細書、同第７，５０１，０５３号明細書、および同第７，７５４，０９３号明細書に記載されているものが挙げられ、これらの各々の開示もまた、参照によりその全体が本明細書に援用される。好適なレドックスメディエータの他の例としては、ルテニウム、オスミウム、鉄（例えば、ポリビニルフェロセンまたはヘキサシアノ鉄酸塩）、またはコバルトの金属化合物または錯体（例えば、それらのメタロセン化合物を含む）が挙げられる。金属錯体に適した配位子としては、例えば、ビピリジン、ビイミダゾール、フェナントロリン、またはピリジル（イミダゾール）などの二座配位子またはより高次の座配位子も挙げることができる。他の好適な二座配位子としては、例えば、アミノ酸、シュウ酸、アセチルアセトン、ジアミノアルカン、またはｏ－ジアミノアレーンを挙げることができる。単座、二座、三座、四座以上の配位子の任意の組み合わせが、金属錯体、例えばオスミウム錯体中に存在して、完全な配位圏を達成することができる。特定の実施形態では、電子移動剤はオスミウム錯体である。特定の実施形態では、電子移動剤は、二座配位子と錯体を形成したオスミウムである。

【0255】

特定の実施形態では、本明細書に開示される電子移動剤は、以下でさらに論じられるように、活性エリア内のポリマー（本明細書ではポリマー骨格とも呼ばれる）への共有結合を促進するための好適な官能基を含んでもよい。例えば、限定するものではないが、本開示における使用のための電子移動剤は、ポリマー結合電子移動剤を含んでもよい。ポリマー結合電子移動剤の好適な非限定的な例としては、米国特許第８，４４４，８３４号明細書、同第８，２６８，１４３号明細書、および同第６，６０５，２０１号明細書に記載されているものが挙げられ、これらの開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。特定の実施形態において、電子移動剤は、本明細書に記載されるポリマーに結合した二座オスミウム錯体である。特定の実施形態では、電子移動剤は、本明細書に説明されるポリマー、例えば、以下のセクション４に説明されるポリマー骨格に結合した二座オスミウム錯体である。特定の実施形態では、米国特許第８，４４４，８３４号明細書の図３に示されるポリマー結合電子移動剤は、本開示のセンサにおいて使用することができる。

【0256】

特定の実施形態では、カリウム、例えばカリウムイオンのレベルをモニタリングするための本開示の分析物センサは、少なくとも２つ以上の作用電極、例えば第１の作用電極および第２の作用電極を含むセンサ尾部を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギナーゼ（例えば、第１のアスパラギナーゼ）と、アスパラギン酸オキシダーゼと、電子移動剤とを含む第１のアスパラギン応答性活性エリアは、第１の作用電極の表面上に配置される。特定の実施形態では、アスパラギナーゼ（例えば、第２のアスパラギナーゼ）と、アスパラギン酸オキシダーゼと、電子移動剤とを含む第２のアスパラギン応答性活性エリアは、第２の作用電極の表面上に配置される。特定の実施形態では、２つのアスパラギナーゼは、カリウム依存性が異なる。例えば、限定するものではないが、第１のアスパラギナーゼはカリウム依存性であってよく、第２のアスパラギナーゼはカリウム非依存性であってよい。特定の実施形態では、第１のアスパラギナーゼはカリウム非依存性であってよく、第２のアスパラギナーゼはカリウム依存性であってよい。特定の実施形態では、第１および第２のアスパラギナーゼは両方ともカリウム依存性であるが、カリウム依存性が異なる。特定の実施形態では、２つのアスパラギン応答性活性エリアから測定された信号は、分析される試料中のカリウムイオンの濃度に相関させることができる。

【0257】

特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約１００：１～約１：１００、例えば、約９５：１～約１：９５、約９０：１～約１：９０、約８５：１～約１：８５、約８０：１～約１：８０、約７５：１～約１：７５、約６０：１～約１：６０、約５５：１～約１：５５、約５０：１～約１：５０、約４５：１～約１：４５、約４０：１～約１：４０、約３５：１～約１：３５、約３０：１～約１：３０、約２５：１～約１：２５、約２０：１～約１：２０、約１５：１～約１：１５、約１０：１～約１：１０、約９：１～約１：９、約８：１～約１：８、約７：１～約１：７、約６：１～約１：６、約５：１～約１：５、約４：１～約１：４、約３：１～約１：３、約２：１～約１：２、または約１：１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび／またはアスパラギナーゼ対レドックスメディエータの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約５：１～約１：５のアスパラギン酸オキシダーゼおよび／またはアスパラギナーゼ対レドックスメディエータの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約４：１～約１：４のアスパラギン酸オキシダーゼおよび／またはアスパラギナーゼ対レドックスメディエータの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約３：１～約１：３のアスパラギン酸オキシダーゼおよび／またはアスパラギナーゼ対レドックスメディエータの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約２：１～約１：２のアスパラギン酸オキシダーゼおよび／またはアスパラギナーゼ対レドックスメディエータの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、約１：１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび／またはアスパラギナーゼ対レドックスメディエータの比を含んでもよい。

【0258】

特定の実施形態では、カリウム、例えばカリウムイオンのレベルをモニタリングするための本開示の分析物センサは、少なくとも２つ以上の作用電極、例えば第１の作用電極および第２の作用電極を含むセンサ尾部を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸オキシダーゼ（例えば、第１のアスパラギン酸オキシダーゼ）と、電子移動剤（例えば、第１の電子移動剤）とを含む第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、第１の作用電極の表面上に配置される。特定の実施形態では、アスパラギン酸オキシダーゼ（例えば、第２のアスパラギン酸オキシダーゼ）と、電子移動剤（例えば、第２の電子移動剤）とを含む第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、第２の作用電極の表面上に配置される。特定の実施形態では、２つのアスパラギン酸オキシダーゼは、カリウム依存性が異なる。例えば、限定するものではないが、第１のアスパラギン酸オキシダーゼは、カリウム依存性であってよく、第２のアスパラギン酸オキシダーゼは、カリウム非依存性であってよい。特定の実施形態では、第１のアスパラギン酸オキシダーゼはカリウム非依存性であってよく、第２のアスパラギン酸オキシダーゼはカリウム依存性であってよい。特定の実施形態では、第１および第２のアスパラギン酸オキシダーゼは両方ともカリウム依存性であるが、カリウム依存性が異なる。特定の実施形態では、２つのアスパラギン酸塩応答性活性エリアから測定された信号は、分析される試料中のカリウムイオンの濃度に相関させることができる。

【0259】

特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、約１００：１～約１：１００、例えば、約９５：１～約１：９５、約９０：１～約１：９０、約８５：１～約１：８５、約８０：１～約１：８０、約７５：１～約１：７５、約６０：１～約１：６０、約５５：１～約１：５５、約５０：１～約１：５０、約４５：１～約１：４５、約４０：１～約１：４０、約３５：１～約１：３５、約３０：１～約１：３０、約２５：１～約１：２５、約２０：１～約１：２０、約１５：１～約１：１５、約１０：１～約１：１０、約９：１～約１：９、約８：１～約１：８、約７：１～約１：７、約６：１～約１：６、約５：１～約１：５、約４：１～約１：４、約３：１～約１：３、約２：１～約１：２、または約１：１のアスパラギン酸オキシダー対レドックスメディエータの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、約５：１～約１：５のアスパラギン酸オキシダーゼ対レドックスメディエータの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、約４：１～約１：４のアスパラギン酸オキシダーゼ対レドックスメディエータの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、約３：１～約１：３のアスパラギン酸オキシダーゼ対レドックスメディエータの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、約２：１～約１：２のアスパラギン酸オキシダーゼ対レドックスメディエータの比を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、約１：１のアスパラギン酸オキシダーゼ対レドックスメディエータの比を含んでもよい。

【0260】

４．ポリマー骨格；
特定の実施形態では、分析物検出を促進するための１つ以上の活性部位は、酵素および／またはレドックスメディエータが共有結合しているポリマーを含んでもよい。酵素および／またはレドックスメディエータの共有結合を介して分析物の検出を容易にするために、任意の適切なポリマー骨格が活性エリアに存在してもよい。活性エリア内の好適なポリマーの非限定的な例としては、ポリビニルピリジン、例えば、ポリ（４－ビニルピリジン）もしくはポリ（２－ビニルピリジン）、およびポリビニルイミダゾール、例えば、ポリ（Ｎ－ビニルイミダゾール）およびポリ（１－ビニルイミダゾール）、またはそれらのコポリマーが挙げられ、例えば、四級化ピリジン基が、レドックスメディエータまたは酵素の結合点として機能する。活性エリアに含めるのに好適であり得る例示的なコポリマーとしては、例えば、スチレン、アクリルアミド、メタクリルアミド、またはアクリロニトリルなどのモノマー単位を含有するものが挙げられる。特定の実施形態では、ポリマーは、ポリビニルピリジン系ポリマーである。特定の実施形態では、ポリマーは、ポリビニルピリジンまたはそのコポリマーである。特定の実施形態では、ポリマーは、ビニルピリジンとスチレンとのコポリマーである。特定の実施形態では、活性エリアに存在し得るポリマーとしては、ポリウレタンもしくはそのコポリマー、および／またはポリビニルピロリドンが挙げられる。活性エリアに存在し得るポリマーのさらなる非限定的な例としては、ポリ（アクリル酸）、スチレン／無水マレイン酸コポリマー、メチルビニルエーテル／無水マレイン酸コポリマー（ＧＡＮＴＲＥＺポリマー）、ポリ（ビニルベンジルクロリド）、ポリ（アリルアミン）、ポリリジン、カルボキシペンチル基で四級化されたポリ（４－ビニルピリジン）、およびポリ（４－スチレンスルホン酸ナトリウム）などの、その全体が参照により本明細書に援用される米国特許第６，６０５，２００号明細書に記載されているものが挙げられるが、これらに限定されない。分析物センサが２つの活性部位を含む特定の実施形態では、各活性エリア内のポリマーは同じであっても異なっていてもよい。

【0261】

特定の実施形態では、複数の酵素を有する酵素系が所与の活性エリアに存在する場合、複数の酵素の全てをポリマーに共有結合させてもよい。特定の他の実施形態では、複数の酵素の一部のみがポリマーに共有結合している。例えば、限定するものではないが、酵素系内の１つ以上の酵素は、ポリマーに共有結合してもよく、少なくとも１つの酵素は、非共有結合した酵素がポリマー内に物理的に保持されるように、ポリマーと非共有結合してもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸オキシダーゼおよび／またはアスパラギナーゼは、開示される分析物センサの分析物応答性活性エリア内のポリマーに共有結合してもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸オキシダーゼは、開示される分析物センサのアスパラギン応答性活性エリア内のポリマーに共有結合してもよい。特定の実施形態では、アスパラギナーゼは、開示される分析物センサのアスパラギン応答性活性エリア内のポリマーに共有結合してもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸オキシダーゼは、ポリマーに共有結合してもよく、アスパラギナーゼは、ポリマーと非共有結合してもよい。特定の実施形態では、アスパラギナーゼは、ポリマーに共有結合してもよく、アスパラギン酸オキシダーゼは、ポリマーと非共有結合してもよい。１つ以上の酵素が共有結合していない特定の実施形態では、それはアスパラギン応答性活性エリア内に物理的に保持され得る。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアをオーバーコーティングする膜は、アスパラギンの検出を可能にするのに十分なアスパラギンの内側への拡散を依然として可能にしながら、アスパラギン応答性活性エリア内に１つ以上の酵素を保持するのを助けることができる。分析物応答性活性エリアをオーバーコーティングするための適切な膜ポリマーは、本明細書においてさらに記載される。

【0262】

特定の実施形態では、安定化剤が活性エリアに存在する場合、エリア内の１つ以上の酵素は、安定化剤に共有結合されてもよい。例えば、限定するものではないが、１つ以上の酵素、例えばアスパラギン酸オキシダーゼおよび／またはアスパラギナーゼを、活性エリアに存在する安定化剤、例えばアルブミンに共有結合させてもよい。特定の実施形態では、本開示の活性エリアに存在するアスパラギン酸オキシダーゼは、安定化剤に共有結合してもよい。特定の実施形態では、本開示の活性エリアに存在するアスパラギナーゼは、安定化剤に共有結合してもよい。

【0263】

特定の実施形態では、所与の活性エリアにおけるポリマーおよび／または安定化剤への１つ以上の酵素および／またはレドックスメディエータの共有結合は、好適な架橋剤によって導入される架橋を介して起こり得る。特定の実施形態では、１つ以上の酵素および／またはレドックスメディエータへのポリマーおよび／または安定化剤の架橋は、電極からの酵素組成物の層間剥離の発生を低減することができる。好適な架橋剤は、ビニル、アルコキシ、アセトキシ、エノキシ、オキシム、アミノ、ヒドロキシル、シアノ、ハロ、アクリル酸塩、エポキシド、およびイソシアナート基などであるがこれらに限定されない１つ以上の架橋性官能基を含んでもよい。特定の実施形態では、架橋剤は、１つ以上、２つ以上、３つ以上、または４つ以上のエポキシド基を含む。例えば、限定するものではないが、本開示における使用のための架橋剤は、モノ－、ジ－、トリ－、およびテトラ－エチレンオキシドを含んでもよい。特定の実施形態では、酵素中の遊離アミノ基（例えば、リジン中の遊離側鎖アミン）との反応のための架橋剤としては、例えば、ポリエチレングリコールジブチルエーテル、ポリプロピレングリコールジメチルエーテル、ポリアルキレングリコールアリルメチルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル（ＰＥＧＤＧＥ）または他のポリエポキシド、塩化シアヌル、Ｎ－ヒドロキシスクシンイミド、イミドエステル、エピクロロヒドリン、またはそれらの誘導体化変異体などの架橋剤を挙げることができる。特定の実施形態では、架橋剤は、例えば、約２００～１，０００、例えば、約４００の平均分子量（Ｍ_ｎ）を有するＰＥＧＤＧＥである。特定の実施形態では、架橋剤はＰＥＧＤＧＥ４００である。特定の実施形態では、架橋剤はグルタルアルデヒドであり得る。特定の実施形態では、ポリマーへの酵素の架橋は、全般的に分子間である。特定の実施形態では、ポリマーへの酵素の架橋は、全般的に分子内である。

【0264】

特定の実施形態では、活性エリアは、約５０：１～約１：５０、例えば、約４５：１～約１：４５、約４０：１～約１：４０、約３５：１～約１：３５、約３０：１～約１：３０、約２５：１～約１：２５、約２０：１～約１：２０、約１５：１～約１：１５、約１０：１～約１：１０、約９：１～約１：９、約８：１～約１：８、約７：１～約１：７、約６：１～約１：６、約５：１～約１：５、約４：１～約１：４、約３：１～約１：３、約２：１～約１：２、または約１：１の架橋剤対１つ以上の酵素、例えばアスパラギン酸オキシダーゼ、アスパラギナーゼ、または両方の比を含んでもよい。特定の実施形態では、活性エリアは、約５０：１～約１：５０の架橋剤対１つ以上の酵素、例えば、アスパラギン酸オキシダーゼ、アスパラギナーゼ、または両方の比を含んでもよい。特定の実施形態では、活性エリアは、約５０：１～約３０：１の架橋剤対１つ以上の酵素、例えば、アスパラギン酸オキシダーゼ、アスパラギナーゼ、または両方の比を含んでもよい。特定の実施形態では、活性エリアは、約５０：１～約１：１の架橋剤対１つ以上の酵素、例えば、アスパラギン酸オキシダーゼ、アスパラギナーゼ、または両方の比を含んでもよい。特定の実施形態では、活性エリアは、約２：１～約１：２の架橋剤対１つ以上の酵素、例えば、アスパラギン酸オキシダーゼ、アスパラギナーゼ、または両方の比を含んでもよい。特定の実施形態では、活性エリアは、約１：１の架橋剤対１つ以上の酵素、例えば、アスパラギン酸オキシダーゼ、アスパラギナーゼ、または両方の比を含んでもよい。特定の実施形態では、活性エリアは、約５：１～約１：５の架橋剤対１つ以上の酵素、例えば、アスパラギン酸オキシダーゼ、アスパラギナーゼ、または両方の比を含んでもよい。特定の実施形態では、活性エリアは、約２：１～約１：２の架橋剤対１つ以上の酵素、例えば、アスパラギン酸オキシダーゼ、アスパラギナーゼ、または両方の比を含んでもよい。特定の実施形態では、活性エリアは、約１：１の架橋剤対１つ以上の酵素、例えば、アスパラギン酸オキシダーゼ、アスパラギナーゼ、または両方の比を含んでもよい。特定の実施形態では、活性エリア、例えば、アスパラギン酸塩応答性活性エリアおよび／またはアスパラギン応答性活性エリアは、約５重量％～約２０重量％、例えば、約１０重量％～約２０重量％または約１０重量％～約１５重量％の架橋剤を含んでもよい。特定の実施形態では、グルタミン酸応答性活性エリアは、約１０％～約２０％の架橋剤を含んでもよい。

【0265】

５．物質移動制限膜
特定の実施形態では、本明細書に開示される分析物センサは、分析物センサの作用電極上に存在する少なくとも１つの活性エリア、例えば、第１の活性エリアおよび／または第２の活性エリアをオーバーコートする、分析物に対して透過性の膜をさらに含む。特定の実施形態では、本明細書に開示される分析物センサは、分析物センサの作用電極上に存在する少なくとも１つの活性エリア、例えば、第１の活性エリアおよび／または第２の活性エリアをオーバーコートする、カリウムに対して透過性の膜をさらに含む。

【0266】

特定の実施形態では、分析物応答性活性エリアをオーバーコーティングする膜は、物質移動制限膜として機能し、および／または生体適合性を改善するために機能することができる。物質移動制限膜は、分析物の物質移動速度を減少させるための拡散制限バリアとして作用し得る。例えば、限定するものではないが、物質移動制限膜を用いて分析物応答性活性エリアへの分析物（例えば、アスパラギン酸塩、アスパラギン、および／またはカリウム）のアクセスを制限することは、センサ過負荷（飽和）を回避するのに役立ち、それによって検出性能および正確さを改善し得る。

【0267】

特定の実施形態では、物質移動制限膜は、均質であり得、単一成分（単一膜ポリマーを含有する）であり得る。あるいは、物質移動制限膜は、多成分（２つ以上の異なる膜ポリマーを含有する）であり得る。特定の実施形態では、多成分膜は、多層膜として、または２つ以上の膜ポリマーの均質な混和物として存在してもよい。均質な混和物は、溶液中で２つ以上の膜ポリマーを組み合わせ、次いで、その溶液を作用電極上に堆積させること（例えば、浸漬コーティング）によって生成されてもよい。多層膜は、作用電極上に膜ポリマーを順次堆積させることによって、例えば浸漬コーティングによって生成されてもよい。

【0268】

特定の実施形態では、物質移動制限膜は、２つ以上の層、例えば、二層または三層膜を含んでもよい。特定の実施形態では、各層は、異なるポリマーまたは同じポリマーを異なる濃度または厚さで含んでもよい。特定の実施形態では、第１の分析物応答性活性エリアは、多層膜、例えば、二層膜によって覆われてもよく、第２の分析物応答性活性エリアは、単一膜によって覆われてもよい。特定の実施形態では、第１の分析物応答性活性エリアは、多層膜、例えば、二層膜によって覆われてもよく、第２の分析物応答性活性エリアは、多層膜、例えば、二層膜によって覆われてもよい。特定の実施形態では、第１の分析物応答性活性エリアは、単一膜によって覆われてもよく、第２の分析物応答性活性エリアは、多層膜、例えば二層膜によって覆われ、単一膜によって覆われてもよい。特定の実施形態では、第１の分析物応答性活性エリアは、単一膜によって覆われてもよく、第２の分析物応答性活性エリアは、単一膜によって覆われてもよい。

【0269】

特定の実施形態では、２つの活性エリアを有する分析物センサ上に配置された物質移動制限膜の組成は、物質移動制限膜が各活性エリアをオーバーコートする場合、同じであっても異なっていてもよい。例えば、限定するものではないが、カリウムの間接測定に使用されるアスパラギン応答性活性エリアまたはアスパラギン酸塩応答性活性エリアをオーバーコーティングする物質移動制限膜の部分は、多成分であってもよく、および／または第２の分析物応答性活性エリアをオーバーコーティングする物質移動制限膜の部分は、単一成分であってもよい。あるいは、カリウムイオンの間接測定に使用されるアスパラギン応答性活性エリアまたはアスパラギン酸塩応答性活性エリアをオーバーコーティングする物質移動制限膜の部分は、単一成分であってもよく、および／または第２の分析物応答性活性エリアをオーバーコーティングする物質移動制限膜の部分は、多成分であってもよい。

【0270】

特定の実施形態では、物質移動制限膜は、複素環式窒素基を含有するポリマーを含んでもよい。特定の実施形態では、物質移動制限膜は、ポリビニルピリジン系ポリマーを含んでもよい。ポリビニルピリジン系ポリマーの非限定的な例は、米国特許出願公開第２００３／００４２１３７号明細書（例えば、式２ｂ）に開示されており、その内容は、参照によりその全体が本明細書に援用される。

【0271】

特定の実施形態では、物質移動制限膜は、ポリビニルピリジン（例えば、ポリ（４－ビニルピリジン）またはポリ（４－ビニルピリジン））、ポリビニルイミダゾール、ポリビニルピリジンコポリマー（例えば、ビニルピリジンとスチレンとのコポリマー）、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリエーテルウレタン、ポリウレタンのホモポリマー、コポリマーまたはターポリマー、シリコーン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン－コ－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、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニリデンジフルオリド、ポリブチレンテレフタラート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルエーテルケトン、セルロース系ポリマー、ポリスルホンおよびそ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、ランダムおよびグラフトコポリマーまたは化学的に関連した材料などを含む）を含み得る。

【0272】

特定の実施形態では、本開示において使用するための膜、例えば、単一成分膜は、ポリビニルピリジン（例えば、ポリ（４－ビニルピリジン）および／またはポリ（２－ビニルピリジン））を含んでもよい。特定の実施形態では、本開示において使用するための膜、例えば、単一成分膜は、ポリ（４－ビニルピリジン）を含んでもよい。特定の実施形態では、本開示において使用するための膜、例えば、単一成分膜は、ビニルピリジンとスチレンとのコポリマーを含んでもよい。特定の実施形態では、膜は、ポリビニルピリジン－コ－スチレンコポリマーを含んでもよい。例えば、限定するものではないが、本開示において使用するためのポリビニルピリジン－コ－スチレンコポリマーは、ピリジン窒素原子の一部が非架橋ポリエチレングリコール尾部で官能化され、ピリジン窒素原子の一部がアルキルスルホン酸、例えばプロピルスルホン酸基で官能化されたポリビニルピリジン－コ－スチレンコポリマーを含んでもよい。特定の実施形態では、膜ポリマーとして使用するための誘導体化ポリビニルピリジン－コ－スチレンコポリマーは、米国特許第８，７６１，８５７号明細書（その内容は、参照によりその全体が本明細書に援用される）に説明されているような１０Ｑ５ポリマーであり得る。特定の実施形態では、ポリビニルピリジン系ポリマーは、約５０Ｄａ～約５００ｋＤａの分子量を有する。

【0273】

ビニルピリジンとスチレンとの好適なコポリマーは、約０．０１％～約５０％モルパーセント、または約０．０５％～約４５％モルパーセント、または約０．１％～約４０％モルパーセント、または約０．５％～約３５％モルパーセント、または約１％～約３０％モルパーセント、または約２％～約２５％モルパーセント、または約５％～約２０％モルパーセントの範囲のスチレン含量を有してもよい。置換スチレンも同様に、同様の量で使用することができる。ビニルピリジンとスチレンとの好適なコポリマーは、５ｋＤａ以上、または約１０ｋＤａ以上、または約１５ｋＤａ以上、または約２０ｋＤａ以上、または約２５ｋＤａ以上、または約３０ｋＤａ以上、または約４０ｋＤａ以上、または約５０ｋＤａ以上、または約７５ｋＤａ以上、または約９０ｋＤａ以上、または約１００ｋＤａ以上の分子量を有してもよい。非限定的な例において、ビニルピリジンとスチレンとの好適なコポリマーは、約５ｋＤａ～約１５０ｋＤａ、または約１０ｋＤａ～約１２５ｋＤａ、または約１５ｋＤａ～約１００ｋＤａ、または約２０ｋＤａ～約８０ｋＤａ、または約２５ｋＤａ～約７５ｋＤａ、または約３０ｋＤａ～約６０ｋＤａの範囲の分子量を有してもよい。

【0274】

特定の実施形態では、膜は、ポリ（プロピレングリコール）－ブロック－ポリ（エチレングリコール）－ブロック－ポリ（プロピレングリコール）ビス（２－アミノプロピルエーテル）で架橋されたポリ（スチレンコ－マレイン酸無水物）、ドデシルアミン、およびポリ（プロピレングリコール）－ブロック－ポリ（エチレングリコール）－ブロック－ポリ（プロピレングリコール）（２－アミノプロピルエーテル）；ポリ（Ｎ－イソプロピルアクリルアミド）；ポリ（エチレンオキサイド）とポリ（プロピレンオキサイド）とのコポリマー；またはこれらの組み合わせなどのポリマーを含み得るが、これらに限定されない。

【0275】

特定の実施形態では、膜は、親水性領域および疎水性領域の両方を含むポリウレタン膜を含む。特定の実施形態では、疎水性ポリマー成分は、ポリウレタン、ポリウレタン尿素、またはポリ（エーテル－ウレタン－尿素）である。特定の実施形態では、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。特定の実施形態では、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。特定の実施形態では、本明細書で使用するためのジイソシアネートとしては、例えば、約４～約８個のメチレン単位を含有する脂肪族ジイソシアネート、または脂環式部分を含有するジイソシアネートが挙げられる。本開示のセンサの膜の生成のために使用され得るポリマーのさらなる非限定的な例としては、ビニルポリマー、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアミド、無機ポリマー（例えば、ポリシロキサンおよびポリカルボシロキサン）、天然ポリマー（例えば、セルロースおよびタンパク質ベースの材料）、および混合物（例えば、混和物または層状構造）、またはそれらの組み合わせが挙げられる。特定の実施形態では、親水性ポリマー成分は、ポリエチレンオキシドおよび／またはポリエチレングリコールである。特定の実施形態では、親水性ポリマー成分はポリウレタンコポリマーである。例えば、限定するものではないが、本開示において使用するための疎水性－親水性コポリマー成分は、約１０％～約５０％、例えば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。

【0276】

特定の実施形態では、膜は、シリコーンポリマー／疎水性－親水性ポリマーブレンドを含む。特定の実施形態では、ブレンドにおいて使用するための疎水性－親水性ポリマーは、任意の適切な疎水性－親水性ポリマー、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリアクリレート、例えば、ポリエチレングリコールまたはポリプロピレンオキシドなどのポリエーテル、およびそれらのコポリマー（例えば、ジブロックコポリマー、トリブロックコポリマー、交互コポリマー、ランダムコポリマー、櫛型コポリマー、星型コポリマー、樹状コポリマー、およびグラフトコポリマーを含む）でもよいが、これらに限定されない。特定の実施形態では、疎水性－親水性ポリマーは、ポリ（エチレンオキシド）（ＰＥＯ）とポリ（プロピレンオキシド）（ＰＰＯ）とのコポリマーである。ＰＥＯとＰＰＯとのコポリマーの非限定的な例としては、ＰＥＯ－ＰＰＯジブロックコポリマー、ＰＰＯ－ＰＥＯ－ＰＰＯトリブロックコポリマー、ＰＥＯ－ＰＰＯ－ＰＥＯトリブロックコポリマー、ＰＥＯ－ＰＰＯの交互ブロックコポリマー、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとのランダムコポリマー、およびこれらのブレンドが挙げられる。特定の実施形態では、コポリマーはヒドロキシ置換基で置換されていてもよい。

【0277】

特定の実施形態では、親水性または疎水性改変剤を使用して、得られた膜の対象分析物に対する透過性を「微調整」してもよい。特定の実施形態では、親水性改変剤（例えば、ポリ（エチレン）グリコール、ヒドロキシル改変剤またはポリヒドロキシル改変剤など、およびそれらの任意の組み合わせ）が、ポリマーまたは得られる膜の生体適合性を増強するために使用されてもよい。

【0278】

複数の活性エリアが存在する特定の実施形態では、物質移動制限膜は、異なる活性エリア上の組成バリエーションの選択肢を含めて、各活性エリアをオーバーコートしてもよく、これは、センサ先端のより近くに位置する作用電極上に二層膜部分を生成するための連続的な浸漬コーティング操作によって達成することができる。

【0279】

複数の活性エリアが存在する特定の実施形態では、別個の物質移動制限膜が各活性エリアをオーバーコートしてもよい。例えば、限定するものではないが、物質移動制限膜は、第１の活性エリア、例えば、アスパラギン酸塩応答性活性エリアまたはアスパラギン応答性活性エリア上に配置されてもよく、別個の第２の物質移動制限膜は、第２の活性エリアをオーバーコートしてもよい。特定の実施形態では、２つの物質移動制限膜は空間的に分離され、互いに重なり合わない。特定の実施形態では、第１の物質移動制限膜は第２の物質移動制限膜と重なり合わず、第２の物質移動制限膜は第１の物質移動制限膜と重なり合わない。あるいは、第２の物質移動制限膜は、第１の物質移動制限膜に重なる。特定の実施形態では、第１の物質移動制限膜は、第２の物質移動制限膜とは異なるポリマーを含む。あるいは、第１の物質移動制限膜は、第２の物質移動制限膜と同じポリマーを含む。特定の実施形態では、第１の物質移動制限膜は、第２の物質移動制限膜と同じポリマーを含むが、異なる架橋剤を含む。

【0280】

本開示の特定の実施形態では、カリウムイオンの間接測定に使用されるアスパラギン応答性活性エリアは、ポリビニルピリジンおよびポリビニルピリジン－コ－スチレンコポリマーを含む多成分膜で、二層膜または均質な混和物のいずれかとしてオーバーコートされてもよく、第２の分析物応答性活性エリアは、ポリビニルピリジンまたはポリビニルピリジン－コ－スチレンコポリマーを含む単一成分膜でオーバーコートされてもよい。あるいは、カリウムイオンの間接測定に使用されるアスパラギン応答性活性エリアは、ポリビニルピリジンまたはポリビニルピリジン－コ－スチレンコポリマーを含む単一成分膜でオーバーコートされてもよく、第２の分析物応答性活性エリアは、ポリビニルピリジンおよびポリビニルピリジン－コ－スチレンコポリマーを含む多成分膜で、二層膜または均質な混和物のいずれかとしてオーバーコートされてもよい。

【0281】

本開示の特定の実施形態では、カリウムイオンの間接測定に使用されるアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、ポリビニルピリジンおよびポリビニルピリジン－コ－スチレンコポリマーを含む多成分膜で、二重層膜または均質な混和物のいずれかとしてオーバーコートされてもよく、第２の分析物応答性活性エリアは、ポリビニルピリジンまたはポリビニルピリジン－コ－スチレンコポリマーを含む単一成分膜でオーバーコートされてもよい。あるいは、カリウムイオンの間接測定に使用されるアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、ポリビニルピリジンまたはポリビニルピリジン－コ－スチレンコポリマーを含む単一成分膜でオーバーコートされてもよく、第２の分析物応答性活性エリアは、ポリビニルピリジンおよびポリビニルピリジン－コ－スチレンコポリマーを含む多成分膜で、二層膜または均質な混和物のいずれかとしてオーバーコートされてもよい。

【0282】

ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）は、本明細書に開示される物質移動制限膜のいずれかに組み込まれ得る。
特定の実施形態では、物質移動制限膜は、本明細書および上記セクション４に開示される架橋剤で架橋された膜ポリマーを含んでもよい。２つの物質移動制限膜（例えば、第１の物質移動制限膜および第２の物質移動制限膜）が存在する特定の実施形態では、各膜は、異なる架橋剤で架橋されてもよい。例えば、限定するものではないが、架橋剤は、例えば、膜内の細孔のサイズに影響を及ぼすことによって、特定の化合物、例えば、膜内の分析物の拡散に対してより制限的であるか、または特定の化合物の拡散に対してより制限的でない膜をもたらすことができる。例えば、限定するものではないが、カリウムを検出するように構成されたセンサにおいて、分析物応答性エリアをオーバーコーティングする物質移動制限膜は、カリウムよりも大きい化合物が膜を通って拡散するのを制限する孔径を有してもよい。

【0283】

特定の実施形態では、本開示における使用のための架橋剤としては、ポリエポキシド、カルボジイミド、塩化シアヌル、トリグリシジルグリセロール、Ｎ－ヒドロキシスクシンイミド、イミドエステル、エピクロロヒドリン、またはそれらの誘導体化変異体が挙げられ得る。特定の実施形態では、１つ以上の活性エリアをオーバーコーティングする膜ポリマーは、例えば、物質移動制限膜から得られる抽出物の量を減少させることができる分岐状架橋剤で架橋されてもよい。分岐状架橋剤の非限定的な例としては、分岐状グリシジルエーテル架橋剤、例えば、２つまたは３つ以上の架橋性基を含む分岐状グリシジルエーテル架橋剤が挙げられる。特定の実施形態では、分岐状架橋剤は、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルなどの２つ以上の架橋性基を含んでもよい。特定の実施形態では、分岐状架橋剤は、ポリエチレングリコールテトラグリシジルエーテルなどの３つ以上の架橋性基を含んでもよい。特定の実施形態では、物質移動制限膜は、ポリビニルピリジン、またはポリエチレングリコールテトラグリシジルエーテルもしくはポリエチレングリコールジグリシジルエーテルなどの２つもしくは３つの架橋性基を含む分岐状グリシジルエーテル架橋剤で架橋されたビニルピリジンとスチレンとのコポリマーを含んでもよい。特定の実施形態では、ポリエポキシド、例えば、ポリエチレングリコールテトラグリシジルエーテルまたはポリエチレングリコールジグリシジルエーテルのエポキシド基は、エポキシド開環を介してピリジンまたはイミダゾールと共有結合を形成してもよく、架橋剤の本体を膜ポリマーの複素環に架橋するヒドロキシアルキル基をもたらす。

【0284】

特定の実施形態では、架橋剤は、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル（ＰＥＧＤＧＥ）である。特定の実施形態では、２つ以上の膜ポリマー骨格間の架橋（例えば、分子間架橋）を促進するために使用されるＰＥＧＤＧＥは、広範囲の適切な分子量を示してもよい。特定の実施形態では、ＰＥＧＤＧＥの分子量は、約１００ｇ／ｍｏｌ～約５，０００ｇ／ｍｏｌの範囲であり得る。ＰＥＧＤＧＥの各アームにおけるエチレングリコール反復単位の数は、同じであっても異なっていてもよく、典型的には、平均分子量を与えるために所与の試料内の範囲にわたって変動し得る。特定の実施形態では、本開示における使用のためのＰＥＧＤＧＥは、約２００～１，０００、例えば、約４００の平均分子量（Ｍ_ｎ）を有する。特定の実施形態では、架橋剤はＰＥＧＤＧＥ４００である。

【0285】

特定の実施形態では、２つ以上の膜ポリマー骨格間の架橋（例えば、分子間架橋）を促進するために使用されるポリエチレングリコールテトラグリシジルエーテルは、広範囲の適切な分子量を示してもよい。最大４つのポリマー骨格が、ポリエチレングリコールテトラグリシジルエーテル架橋剤の単一分子で架橋され得る。特定の実施形態では、ポリエチレングリコールテトラグリシジルエーテルの分子量は、約１，０００ｇ／ｍｏｌ～約５，０００ｇ／ｍｏｌの範囲であり得る。ポリエチレンテトラグリシジルエーテルの各アームにおけるエチレングリコール反復単位の数は、同じであっても異なっていてもよく、典型的には、平均分子量を与えるために所与の試料内の範囲にわたって変動し得る。特定の実施形態では、物質移動制限膜は、活性エリア上に直接堆積されてもよい。

【0286】

特定の他の実施形態において、１つ以上の活性エリアをオーバーコーティングする膜ポリマーは、３つ以上の架橋性基を含む分岐状架橋剤（例えば、ポリエチレングリコールテトラグリシジルエーテル）で架橋されてもよく、これは、上記のように、物質移動制限膜から得られ得る抽出物の量を減少させ得る。特定の実施形態では、物質移動制限膜は、ポリビニルピリジン、またはポリエチレングリコールテトラグリシジルエーテルなどの３つの架橋性基を含む分岐状グリシジルエーテル架橋剤で架橋されたビニルピリジンとスチレンとのコポリマーを含んでもよい。特定の実施形態では、ポリエチレングリコールテトラグリシジルエーテルのエポキシド基は、エポキシド開環を介してピリジンまたはイミダゾールと共有結合を形成してもよく、架橋剤の本体を膜ポリマーの複素環に架橋するヒドロキシアルキル基をもたらす。

【0287】

特定の実施形態では、カリウム、例えばカリウムイオンのレベルをモニタリングするための本明細書に説明される分析物センサは、少なくとも１つの作用電極と、作用電極の表面上に配置されたアスパラギン応答性活性エリアと、少なくとも第１の活性エリアをオーバーコートするアスパラギンおよびカリウムに対して透過性の物質移動制限膜とを含むセンサ尾部を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン応答性活性エリアは、アスパラギナーゼ、アスパラギン酸オキシダーゼ、電子移動剤、および任意選択でポリマーを含む。特定の実施形態では、一方または両方の酵素は、ポリマーに共有結合される。

【0288】

特定の実施形態では、カリウム、例えばカリウムイオンのレベルをモニタリングするための本開示の分析物センサは、少なくとも２つ以上の作用電極、例えば第１の作用電極および第２の作用電極を含むセンサ尾部を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギナーゼと、アスパラギン酸オキシダーゼと、電子移動剤とを含む第１のアスパラギン応答性活性エリアは、第１の作用電極の表面上に配置される。特定の実施形態では、アスパラギナーゼと、アスパラギン酸オキシダーゼと、電子移動剤とを含む第２のアスパラギン応答性活性エリアは、第２の作用電極の表面上に配置される。特定の実施形態では、分析物センサは、アスパラギン応答性活性エリアの少なくとも１つをオーバーコートする、アスパラギンおよび／またはカリウムに対して透過性である物質移動制限膜をさらに含む。特定の実施形態では、アスパラギンおよび／またはカリウムに対して透過性である物質移動制限膜は、両方のアスパラギン応答性活性エリアをオーバーコートする。あるいは、アスパラギナーゼに対して透過性の第１の物質移動制限膜が第１のアスパラギン応答性活性エリアをオーバーコートし、アスパラギナーゼに対して透過性の第２の物質移動制限膜が第２のアスパラギン応答性活性エリアをオーバーコートする。特定の実施形態では、第１の物質移動制限膜および第２の物質移動制限膜は、同じポリマーを含む。あるいは、第１の物質移動制限膜および第２の物質移動制限膜は、互いに異なるポリマーを含む。

【0289】

特定の実施形態では、カリウム、例えばカリウムイオンのレベルをモニタリングするための本明細書に説明される分析物センサは、少なくとも１つの作用電極と、作用電極の表面上に配置されたアスパラギン酸塩応答性活性エリアと、少なくとも第１の活性エリアをオーバーコートするアスパラギン酸塩およびカリウムに対して透過性の物質移動制限膜とを含むセンサ尾部を含んでもよい。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩応答性活性エリアは、アスパラギン酸オキシダーゼ、電子移動剤、および任意選択でポリマーを含む。特定の実施形態では、酵素はポリマーに共有結合している。

【0290】

特定の実施形態では、カリウム、例えばカリウムイオンのレベルをモニタリングするための本開示の分析物センサは、少なくとも２つ以上の作用電極、例えば第１の作用電極および第２の作用電極を含むセンサ尾部を含んでもよく、各作用電極はアスパラギン酸塩応答性活性エリアを有する。例えば、限定するものではないが、アスパラギン酸オキシダーゼと電子移動剤とを含む第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、第１の作用電極の表面上に配置される。特定の実施形態では、アスパラギン酸オキシダーゼと電子移動剤とを含む第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、第２の作用電極の表面上に配置される。特定の実施形態では、分析物センサは、アスパラギン酸塩応答性活性エリアの少なくとも１つをオーバーコートする、アスパラギン酸塩および／またはカリウムに対して透過性である物質移動制限膜をさらに含む。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩および／またはカリウムに対して透過性である物質移動制限膜は、両方のアスパラギン酸塩応答性活性エリアをオーバーコートする。あるいは、アスパラギン酸塩および／またはカリウムに対して透過性の第１の物質移動制限膜が第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアをオーバーコートし、アスパラギナン酸塩および／またはカリウムに対して透過性の第２の物質移動制限膜が第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアをオーバーコートする。特定の実施形態では、第１の物質移動制限膜および第２の物質移動制限膜は、同じポリマーを含む。あるいは、第１の物質移動制限膜および第２の物質移動制限膜は、互いに異なるポリマーを含む。

【0291】

特定の実施形態では、カリウム、例えば、カリウムイオンのレベルをモニタリングするための本開示の分析物センサは、少なくとも３つ以上の作用電極、例えば、第１の作用電極、第２の作用電極、および第３の作用電極を含むセンサ尾部を含んでもよく、３つの作用電極のうちの２つは、異なる分析物を検出するように構成される。特定の実施形態では、カリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼと、電子移動剤とを含む第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、第１の作用電極の表面上に配置される。特定の実施形態では、カリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼと電子移動剤とを含む第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、第２の作用電極の表面上に配置される。特定の実施形態では、第２の分析物を検出するための酵素を含む追加の分析物応答性活性エリアが、第３の作用電極の表面上に配置される。特定の実施形態では、分析物センサは、アスパラギン酸塩応答性活性エリアの少なくとも１つ、例えば両方をオーバーコートする、アスパラギン酸塩および／またはカリウムに対して透過性である物質移動制限膜をさらに含む。特定の実施形態では、アスパラギン酸塩および／またはカリウムに対して透過性である物質移動制限膜は、１つ以上のアスパラギン酸塩応答性活性エリアおよび第２の分析物応答性活性エリアをオーバーコートする。あるいは、アスパラギン酸塩および／またはカリウムに対して透過性である第１の物質移動制限膜は、アスパラギン酸塩応答性活性エリアの少なくとも１つ、例えば両方をオーバーコートし、第２の分析物に対して透過性である第２の物質移動制限膜は、第２の分析物応答性活性エリアをオーバーコートする。特定の実施形態では、第２の分析物に対して透過性である第２の物質移動制限膜は、アスパラギン酸塩応答性活性エリアの少なくとも１つまたは両方の少なくとも一部分をオーバーコートする。

【0292】

特定の実施形態では、カリウム、例えば、カリウムイオンのレベルをモニタリングするための本開示の分析物センサは、少なくとも３つ以上の作用電極、例えば、第１の作用電極、第２の作用電極、および第３の作用電極を含むセンサ尾部を含んでもよく、３つの作用電極のうちの２つは、異なる分析物を検出するように構成される。特定の実施形態では、アスパラギン酸オキシダーゼと、カリウム依存性アスパラギナーゼと、電子移動剤とを含む第１のアスパラギン応答性活性エリアは、第１の作用電極の表面上に配置される。特定の実施形態では、アスパラギン酸オキシダーゼと、カリウム非依存性アスパラギナーゼと、電子移動剤とを含む第２のアスパラギン応答性活性エリアは、第２の作用電極の表面上に配置される。特定の実施形態では、第２の分析物を検出するための酵素を含む追加の分析物応答性活性エリアが、第３の作用電極の表面上に配置される。特定の実施形態では、分析物センサは、アスパラギン応答性活性エリアの少なくとも１つ、例えば両方をオーバーコートする、アスパラギンおよび／またはカリウムに対して透過性である物質移動制限膜をさらに含む。特定の実施形態では、アスパラギンおよび／またはカリウムに対して透過性である物質移動制限膜は、１つ以上のアスパラギン応答性活性エリアおよび第２の分析物応答性活性エリアをオーバーコートする。あるいは、アスパラギンおよび／またはカリウムに対して透過性である第１の物質移動制限膜は、アスパラギン応答性活性エリアの少なくとも１つ、例えば両方をオーバーコートし、第２の分析物に対して透過性である第２の物質移動制限膜は、第２の分析物応答性活性エリアをオーバーコートする。特定の実施形態では、第２の分析物に対して透過性である第２の物質移動制限膜は、アスパラギン応答性活性エリアの少なくとも１つまたは両方の少なくとも一部分をオーバーコートする。

【0293】

特定の実施形態では、物質移動制限膜は、約０．１μｍ～約１，０００μｍ、例えば、約１μｍ～約５００μｍ、約１０μｍ～約１００μｍ、または約１０μｍ～約１００μｍの範囲の厚さ、例えば、乾燥厚さを有する。特定の実施形態では、物質移動制限膜は、約０．１μｍ～約１００μｍ、例えば、約１μｍ～約９０μｍ、約１μｍ～約８０μｍ、約１μｍ～約７０μｍ、約１μｍ～約６０μｍ、約１μｍ～約５０μｍ、約１μｍ～約４０μｍ、約１μｍ～約３０μｍ、約１μｍ～約２０μｍ、約０．５μｍ～約１０μｍ、約１μｍ～約１０μｍ、約１μｍ～約５μｍ、または約０．１μｍ～約５μｍの厚さを有してもよい。特定の実施形態では、物質移動制限膜は、約１μｍ～約１００μｍの厚さを有してもよい。特定の実施形態では、センサを物質移動制限膜溶液に１回より多く浸漬してもよい。例えば、限定するものではないが、本開示のセンサ（または作用電極）を、所望の物質移動制限膜の厚さを得るために、少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、または少なくとも５回、物質移動制限膜溶液に浸漬してもよい。

【0294】

６．干渉ドメイン
特定の実施形態では、本開示のセンサ、例えばセンサ尾部は、干渉ドメインをさらに含んでもよい。特定の実施形態では、干渉ドメインは、例えば、作用電極の表面への１つ以上の干渉物質の流れを制限するポリマードメインを含んでもよい。特定の実施形態では、干渉ドメインは、干渉物質などの他の物質の通過を防止しながら、作用電極によって測定される分析物および他の物質を通過させる分子篩として機能し得る。特定の実施形態では、干渉物質は、作用電極で得られる信号に影響を及ぼし得る。干渉物質の非限定的な例としては、アセトアミノフェン、アスコルビン酸塩、アルコルビン酸、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、イブプロフエン、Ｌ－ドパ、メチルドパ、サリチル酸塩、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、尿素、および尿酸が挙げられる。

【0295】

特定の実施形態では、干渉ドメインは、作用電極と１つ以上の活性エリア、例えば、アスパラギン応答性活性エリアまたはアスパラギン酸塩応答性活性エリアとの間に位置する。特定の実施形態では、干渉ドメインにおいて使用され得るポリマーの非限定的な例としては、ポリウレタン、ペンダントイオン基を有するポリマー、および制御された孔径を有するポリマーが挙げられる。特定の実施形態では、干渉ドメインは、１つ以上のセルロース誘導体から形成される。セルロース誘導体の非限定的な例としては、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、２－ヒドロキシエチルセルロース、酢酸フタル酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、酢酸トリメリト酸セルロースなどのポリマーが挙げられる。

【0296】

特定の実施形態では、干渉ドメインは、物質移動制限膜の一部であり、別個の膜ではない。特定の実施形態では、干渉ドメインは、物質制限膜と１つ以上の分析物応答性活性エリアとの間に配置される。

【0297】

特定の実施形態では、干渉ドメインは、非膨潤性であり、高分子量種の拡散を制限する薄い疎水性膜を含む。例えば、限定するものではないが、干渉ドメインは、比較的低分子量の物質に対して透過性であるが、より高分子量の物質の通過を制限することができる。

【0298】

特定の実施形態では、干渉ドメインは、作用電極上に、例えば、透過性作用電極の表面上に直接堆積されてもよい。特定の実施形態では、干渉ドメインは、約０．１μｍ～約１，０００μｍ、例えば、約１μｍ～約５００μｍ、約１０μｍ～約１００μｍ、または約１０μｍ～約１００μｍの範囲の厚さ、例えば、乾燥厚さを有する。特定の実施形態では、干渉ドメインは、約０．１μｍ～約１００μｍ、例えば、約１μｍ～約９０μｍ、約１μｍ～約８０μｍ、約１μｍ～約７０μｍ、約１μｍ～約６０μｍ、約１μｍ～約５０μｍ、約１μｍ～約４０μｍ、約１μｍ～約３０μｍ、約１μｍ～約２０μｍ、約０．５μｍ～約１０μｍ、約１μｍ～約１０μｍ、約１μｍ～約５μｍ、または約０．１μｍ～約５μｍの厚さを有してもよい。特定の実施形態では、センサを干渉ドメイン溶液に１回より多く浸漬してもよい。例えば、限定するものではないが、本開示のセンサ（または作用電極）を、所望の干渉ドメインの厚さを得るために、少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、または少なくとも５回、干渉ドメイン溶液に浸漬してもよい。

【0299】

７．製造
本開示は、１つ以上の活性部位を含む本開示の分析物センサを製造する方法をさらに提供する。特定の実施形態では、本方法は、例えば、炭素インクを使用することによって、作用電極、例えば、炭素作用電極をスクリーン印刷するステップを含む。

【0300】

特定の実施形態では、本方法は、酵素を含む組成物を作用電極の表面上に添加して、作用電極上に分析物応答性活性エリアを生成するステップをさらに含んでもよい。例えば、限定するものではないが、組成物は、アスパラギン酸オキシダーゼ、例えば、カリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼまたはカリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼを含んでもよい。特定の実施形態では、組成物は、アスパラギナーゼ、例えば、カリウム依存性アスパラギナーゼまたはカリウム非依存性アスパラギナーゼをさらに含んでもよい。特定の実施形態では、組成物は、レドックスメディエータをさらに含んでもよい。特定の実施形態では、組成物は、架橋剤、例えば、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、および安定化剤、例えば、ＢＳＡなどのアルブミンをさらに含んでもよい。特定の実施形態では、本方法は、酵素組成物を硬化させるステップをさらに含んでもよい。

【0301】

あるいは、アスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の酵素組成物を最初に作用電極の表面上に堆積させて、作用電極上に分析物応答性活性エリアを生成してもよい。特定の実施形態では、第１の酵素組成物は、レドックスメディエータ、架橋剤、例えば、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、および／または安定化剤、例えば、ＢＳＡなどのアルブミンをさらに含んでもよい。特定の実施形態では、本方法は、第１の酵素組成物を硬化させて第１の酵素層を生成するステップを含んでもよい。特定の実施形態では、本方法は、アスパラギナーゼを含む第２の酵素組成物を第１の酵素層の表面上に堆積させるステップと、第２の酵素組成物を硬化させて第１の第２の層を生成するステップとを含んでもよい。特定の実施形態では、第２の酵素組成物は、架橋剤、例えば、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、および／または安定化剤、例えば、ＢＳＡなどのアルブミンを含んでもよい。

【0302】

２つの作用電極を有する分析物センサでは、本明細書に説明される方法を使用して、第２の分析物応答性活性エリアを第２の作用電極上に生成してもよい。特定の実施形態では、２つの作用電極を有する分析物センサにおいて、第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアまたは第２のアスパラギン応答性活性エリアを、本明細書に説明される方法を使用して第２の作用電極上に生成してもよい。特定の実施形態では、第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、カリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼを含み、第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、カリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼを含む。特定の実施形態では、第１のアスパラギン応答性活性エリアは、カリウム非依存性アスパラギナーゼを含み、第２のアスパラギン応答性活性エリアは、カリウム依存性アスパラギナーゼを含む。

【0303】

３つの作用電極を有する分析物センサにおいて、第２の分析物に応答する活性エリアを、本明細書に説明される方法を使用して第３の作用電極上に生成してもよい。第２の分析物の非限定的な例は、グルコース、ケトン、乳酸塩、酸素、ヘモグロビンＡ１Ｃ、アルブミン、アルコール、アルカリホスファターゼ、アラニントランスアミナーゼ、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、ビリルビン、血中尿素窒素、カルシウム、二酸化炭素、塩化物、クレアチニン、ヘマトクリット、乳酸塩、マグネシウム、酸素、ｐＨ、リン、カリウム、ナトリウム、アスパラギン酸塩、アスパラギン、総タンパク質、尿酸、例えばコルチゾールなどのホルモンなどであり得る。

【0304】

特定の実施形態では、本方法は、硬化した酵素組成物の上に膜組成物を添加するステップをさらに含んでもよい。特定の実施形態では、膜組成物は、ポリマー、例えばポリビニルピリジンベースのポリマー、例えばポリビニルピリジン、および／または架橋剤、例えばポリエチレングリコールジグリシジルエーテルを含んでもよい。特定の実施形態では、方法は、ポリマー組成物を硬化させるステップを含んでもよい。

【0305】

全般的に、膜の厚さは、膜溶液の濃度、適用される膜溶液の液滴の数、センサが膜溶液中に浸漬されるかまたは膜溶液を噴霧される回数、センサ上に噴霧される膜溶液の量など、およびこれらの要因の任意の組み合わせによって制御される。特定の実施形態では、本明細書に説明される膜は、約０．１マイクロメートル（μｍ）～約１，０００μｍ、例えば、約１μｍ～約５００μｍ、約１０μｍ～約１００μｍ、または約１０μｍ～約１００μｍの範囲の厚さを有してもよい。特定の実施形態では、センサを膜溶液に１回より多く浸漬してもよい。例えば、限定するものではないが、本開示のセンサ（または作用電極）を、所望の膜の厚さを得るために、少なくとも２回、少なくとも３回、少なくとも４回、または少なくとも５回、膜溶液に浸漬してもよい。

【0306】

特定の実施形態では、膜は、１つ以上の活性エリアを覆ってもよく、特定の実施形態では、活性エリアは、約０．１μｍ～約１００μｍ、例えば、約１μｍ～約９０μｍ、約１μｍ～約８０μｍ、約１μｍ～約７０μｍ、約１μｍ～約６０μｍ、約１μｍ～約５０μｍ、約１μｍ～約４０μｍ、約１μｍ～約３０μｍ、約１μｍ～約２０μｍ、約０．５μｍ～約１０μｍ、約１μｍ～約１０μｍ、約１μｍ～約５μｍ、または約０．１μｍ～約５μｍの厚さを有してもよい。特定の実施形態では、適用される液滴の直径を実質的に増加させることなく（すなわち、所望の直径またはその範囲を維持しながら）、活性エリアおよび／または膜の所望の厚さを達成するために、一連の液滴を互いの上に適用してもよい。特定の実施形態では、各単一液滴を適用し、次いで冷却または乾燥させ、続いて１つ以上の追加の液滴を適用してもよい。例えば、限定するものではないが、少なくとも１つの液滴、少なくとも２つの液滴、少なくとも３つの液滴、少なくとも４つの液滴、または少なくとも５つの液滴が互いの上に追加されて、活性エリアの所望の厚さを達成する。

【0307】

ＩＩＩ．使用方法
本開示は、本明細書に開示される分析物センサを使用する方法をさらに提供する。特定の実施形態では、本開示は、試料中のカリウム、例えば、カリウムイオンのレベルをモニタリングするための方法を提供する。例えば、限定するものではないが、カリウムモニタリングを必要とする対象は、本明細書に説明されるカリウムの調節不全レベルに関連する１つ以上の障害および／または状態を発症するリスクがあるか、または発症した対象であり得る。特定の実施形態では、カリウムモニタリングを必要とする対象は、本明細書に説明されるカリウム欠乏症に関連する１つ以上の障害および／または状態を発症するリスクがあるかまたは発症した対象であり得る。特定の実施形態では、カリウムモニタリングを必要とする対象は、本明細書に説明されるカリウムの上昇したレベルに関連する１つ以上の障害および／または状態を発症するリスクがあるかまたは発症した対象であり得る。

【0308】

特定の実施形態では、本開示のカリウムセンサを使用して、神経障害、例えば、パーキンソン病、アルツハイマー病、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症またはルー・ゲーリック病（ＡＬＳ）、および多発性硬化症（ＭＳ）を有するリスクがあるかまたはそれらを有する対象におけるカリウムレベルを連続的にモニタリングすることができる。カリウム調節不全に関連する疾患および障害のさらなる例としては、自閉症、癌、心不全、心筋梗塞、およびＵｄｅｎｓｉ ａｎｄ Ｔｃｈｏｕｎｗｏｕ，Ｉｎｔ．ＪＣｌｉｎ．ｘｐ．Ｐｈｙｓｉｏｌ．４（３）：１１１－１２２（２０１７）（内容はその全体が参照により本明細書に援用される）に開示されるようなアテローム性動脈硬化が挙げられる。

【0309】

特定の実施形態では、本開示のカリウムセンサを、カリウム欠乏に関連する１つ以上の障害および／または状態を発症するリスクがあるか、または発症した対象に埋め込んでもよい。特定の実施形態では、本開示のカリウムセンサは、最大約１０日間、約１１日間、約１２日間、約１３日間、約１４日間、約１５日間、約１６日間、約１７日間、約１８日間、約１９日間、または約２０日間にわたって対象に埋め込まれ得る。特定の実施形態では、本開示のカリウムセンサは、最大約１５日間、対象に埋め込まれてもよい。

【0310】

特定の実施形態では、カリウムをモニタリングするための方法は、（ｉ）（ａ）少なくとも第１の作用電極および第２の電極を含むセンサ尾部と、（ｂ）第１の作用電極の表面上に配置され、アスパラギン酸オキシダーゼおよび第１のアスパラギナーゼならびに任意選択で第１のポリマーを含む酵素系を含む第１のアスパラギン応答活性エリアと、（ｃ）第２の作用電極の表面上に配置され、アスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のアスパラギナーゼならびに任意選択で第２のポリマーを含む酵素系を含む第２のアスパラギン応答活性エリアと、（ｄ）第１および／または第２のアスパラギン応答活性エリアをオーバーコートするアスパラギン透過性の物質移動制限膜と、を含む分析物センサを提供するステップを含む。特定の実施形態では、本方法は、（ｉｉ）第１の作用電極に電位を印加するステップと、（ｉｉｉ）第１のアスパラギン応答活性エリアの酸化還元電位以上で第１の信号を取得するステップと、（ｉｖ）第２の作用電極に電位を印加するステップと、（ｖ）第２のアスパラギン応答活性エリアの酸化還元電位以上で第２の信号を取得するステップと、（ｖｉ）第１の信号および第２の信号を、流体中のカリウム、例えばカリウムイオンの濃度に相関させるステップとをさらに含む。特定の実施形態では、第１および／または第２のアスパラギン応答性活性エリアは、電子移動剤をさらに含む。特定の実施形態では、第１のアスパラギン応答性活性エリアのアスパラギナーゼはカリウム依存性であり、第２のアスパラギン応答性活性エリアのアスパラギナーゼはカリウム非依存性である。あるいは、両方のアスパラギナーゼはカリウム依存性であるが、異なるカリウム依存性を示す。

【0311】

特定の実施形態では、カリウムをモニタリングするための本開示の方法は、（ｉ）（ａ）少なくとも第１の作用電極および第２の作用電極を含むセンサ尾部と、（ｂ）第１の作用電極の表面上に配置され、アスパラギン酸オキシダーゼおよびアスパラギナーゼならびに任意選択で第１のポリマーを含む酵素系を含む第１のアスパラギン応答活性エリアと、（ｃ）第２の作用電極の表面上に配置され、アスパラギン酸オキシダーゼおよびアスパラギナーゼならびに任意選択で第２のポリマーを含む酵素系を含む第２のアスパラギン酸塩応答活性エリアと、（ｄ）第１および／または第２のアスパラギン応答活性エリアをオーバーコートするアスパラギン透過性の物質移動制限膜と、を含む分析物センサをカリウムイオンおよびアスパラギンを含む流体に暴露するステップを含んでもよい。特定の実施形態では、本方法は、（ｉｉ）第１の作用電極および第２の作用電極に電位を印加するステップと、（ｉｉｉ）第１のアスパラギン応答活性エリアの酸化還元電位以上で第１の信号を取得するステップと、（ｉｖ）第２のアスパラギン応答活性エリアの酸化還元電位以上で第２の信号を取得するステップと、（ｖ）第１の信号および第２の信号を、流体中のカリウムイオンの濃度に相関させるステップとをさらに含む。特定の実施形態では、第１および／または第２のアスパラギン応答性活性エリアは、電子移動剤をさらに含む。特定の実施形態では、第１のアスパラギン応答性活性エリアのアスパラギナーゼはカリウム依存性であり、第２のアスパラギン応答性活性エリアのアスパラギナーゼはカリウム非依存性である。あるいは、両方のアスパラギナーゼはカリウム依存性であるが、異なるカリウム依存性を示す。

【0312】

特定の実施形態では、カリウムをモニタリングするための方法は、（ｉ）（ａ）少なくとも第１の作用電極および第２の電極を含むセンサ尾部と、（ｂ）第１の作用電極の表面上に配置され、第１のアスパラギン酸オキシダーゼ（例えば、カリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼ）および任意選択で第１のポリマーを含む第１のアスパラギン酸塩応答活性エリアと、（ｃ）第２の作用電極の表面上に配置され、第２のアスパラギン酸オキシダーゼ（例えば、カリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼ）および任意選択で第２のポリマーを含む第２のアスパラギン酸塩応答活性エリアと、（ｄ）第１および／または第２のアスパラギン酸塩応答活性エリアをオーバーコートするアスパラギン酸透過性の物質移動制限膜と、を含む分析物センサを提供するステップを含む。特定の実施形態では、本方法は、（ｉｉ）第１の作用電極に電位を印加するステップと、（ｉｉｉ）第１のアスパラギン酸塩応答活性エリアの酸化還元電位以上で第１の信号を取得するステップと、（ｉｖ）第２の作用電極に電位を印加するステップと、（ｖ）第２のアスパラギン酸塩応答活性エリアの酸化還元電位以上で第２の信号を取得するステップと、（ｖｉ）第１の信号および第２の信号を、流体中のカリウム、例えばカリウムイオンの濃度に相関させるステップとをさらに含む。特定の実施形態では、第１および／または第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、電子移動剤をさらに含む。特定の実施形態では、第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアのアスパラギン酸オキシダーゼはカリウム依存性であり、第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアのアスパラギン酸オキシダーゼはカリウム非依存性である。あるいは、両方のアスパラギン酸オキシダーゼはカリウム依存性であるが、異なるカリウム依存性を示す。特定の実施形態では、膜ポリマーは、ポリビニルピリジンまたはポリビニルイミダゾールを含む。特定の実施形態では、膜ポリマーは、ビニルピリジンとスチレンとのコポリマーを含む。特定の実施形態では、分析物センサの物質移動制限膜は、３つ以上の架橋性基を含む分岐状架橋剤で架橋された膜ポリマーを含む。特定の実施形態では、分岐状架橋剤は、ポリエチレングリコールテトラグリシジルエーテルを含む。

【0313】

特定の実施形態では、カリウムをモニタリングするための本開示の方法は、（ｉ）（ａ）少なくとも第１の作用電極および第２の作用電極を含むセンサ尾部と、（ｂ）第１の作用電極の表面上に配置され、第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび任意選択で第１のポリマーを含む第１のアスパラギン酸塩応答活性エリアと、（ｃ）第２の作用電極の表面上に配置され、第２のアスパラギン酸オキシダーゼおよび任意選択で第２のポリマーを含む第２のアスパラギン酸塩応答活性エリアと、（ｄ）第１および／または第２のアスパラギン酸塩応答活性エリアをオーバーコートするアスパラギン酸塩およびカリウムイオン透過性の物質移動制限膜と、を含む分析物センサをカリウムイオンおよびアスパラギン酸塩を含む流体に暴露するステップを含んでもよい。特定の実施形態では、本方法は、（ｉｉ）第１の作用電極および第２の作用電極に電位を印加するステップと、（ｉｉｉ）第１のアスパラギン酸塩応答活性エリアの酸化還元電位以上で、例えば、流体中のアスパラギン酸塩の濃度に比例する第１の信号を取得するステップと、（ｉｖ）第２のアスパラギン酸塩応答活性エリアの酸化還元電位以上で、例えば、流体中のアスパラギン酸塩の濃度に比例する第２の信号を取得するステップと、（ｖ）第１の信号および第２の信号を、流体中のカリウムイオンの濃度に相関させるステップとをさらに含む。特定の実施形態では、第１および／または第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアは、電子移動剤をさらに含む。特定の実施形態では、第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアのアスパラギン酸オキシダーゼはカリウム依存性であり、第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアのアスパラギン酸オキシダーゼはカリウム非依存性である。あるいは、両方のアスパラギン酸オキシダーゼはカリウム依存性であるが、異なるカリウム依存性を示す。

【0314】

特定の実施形態では、本開示は、カリウムおよび第２の分析物を検出するための方法をさらに提供する。例えば、限定するものではないが、本開示の方法は、活性エリアを含む分析物センサを提供すること、および／または活性エリアを含む分析物センサを、アスパラギン酸塩、カリウム、および第２の分析物を含む流体、例えば体液に曝露することによって、第２の分析物を検出するステップをさらに含んでもよい。特定の実施形態では、カリウムおよび第２の分析物を検出するための方法において使用するための分析物センサは、第３の作用電極と、第３の作用電極の表面上に配置され、第１の分析物とは異なる第２の分析物に応答する活性エリアとをさらに含んでもよく、第３の活性エリアは、第２の分析物に応答する少なくとも１つの酵素と、任意選択で、第２のポリマーおよび／または電子移動剤とを含み、物質移動制限膜の一部分、例えば第２の部分は、活性エリアをオーバーコートする。あるいは、活性エリアは、アスパラギン酸塩応答性活性エリアの少なくとも１つをオーバーコートする物質移動制限膜とは別個のおよび／または異なる第２の物質移動制限膜によってオーバーコートされてもよい。特定の実施形態では、第２の物質移動制限膜は、アスパラギン酸塩応答性活性エリアの少なくとも１つの一部をオーバーコートしてもよい。

【0315】

ＩＶ．例示的な実施形態
Ａ．特定の非限定的な実施形態では、本開示の主題は、
（ｉ）少なくとも第１の作用電極を含むセンサ尾部と、
（ｉｉ）作用電極の表面上に配置された、第１のアスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の分析物応答性活性エリアと、
を含む、カリウムレベルを検出するための分析物センサを提供する。

【0316】

Ａ１．第１の分析物応答性活性エリアをオーバーコートする、カリウムに対して透過性である第１の物質移動制限膜をさらに備える、Ａに記載の分析物センサ。
Ａ２．第１のアスパラギン酸オキシダーゼがカリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼである、ＡまたはＡ１に記載の分析物センサ。

【0317】

Ａ３．第１のアスパラギン酸オキシダーゼがカリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼである、ＡまたはＡ１に記載の分析物センサ。
Ａ４．第１の分析物応答性活性エリアが、第１のアスパラギナーゼをさらに含む、Ａ～Ａ３のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0318】

Ａ５．第１のアスパラギナーゼが、カリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼである、Ａ４に記載の分析物センサ。
Ａ６．第１のアスパラギナーゼが、カリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼである、Ａ４に記載の分析物センサ。

【0319】

Ａ７．第２の作用電極と、第２の作用電極の表面上に配置された第２の分析物応答性活性エリアとをさらに含み、第２の分析物応答性活性エリアが第２のアスパラギン酸オキシダーゼを含む、Ａ～Ａ６のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0320】

Ａ８．第２のアスパラギン酸オキシダーゼが、カリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼである、Ａ７に記載の分析物センサ。
Ａ９．第２のアスパラギン酸オキシダーゼが、カリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼである、Ａ７に記載の分析物センサ。

【0321】

Ａ１０．第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のアスパラギン酸オキシダーゼが、異なるカリウム依存性を示す、Ａ７～Ａ９のいずれか１つに記載の分析物センサ。
Ａ１１．第２の分析物応答性活性エリアが、第２のアスパラギナーゼをさらに含む、Ａ７～Ａ１０のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0322】

Ａ１２．第１のアスパラギナーゼが、カリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼである、Ａ１１に記載の分析物センサ。
Ａ１３．第２のアスパラギナーゼが、カリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼである、Ａ１１に記載の分析物センサ。

【0323】

Ａ１４．第１のアスパラギナーゼおよび第２のアスパラギナーゼが、異なるカリウム依存性を示す、Ａ１１～Ａ１３のいずれか１つに記載の分析物センサ。
Ａ１５．第１の分析物応答性活性エリアおよび／または第２の分析物応答性活性エリアが、電子移動剤をさらに含む、Ａ１～Ａ１４のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0324】

Ａ１６．第１の分析物応答性活性エリアおよび／または第２の分析物応答性活性エリアが、安定化剤をさらに含む、Ａ～Ａ１５のいずれか１つに記載の分析物センサ。
Ａ１７．安定化剤がアルブミンである、Ａ１６に記載の分析物センサ。

【0325】

Ａ１８．アルブミンがウシ血清アルブミンである、Ａ１７に記載の分析物センサ。
Ａ１９．第１の分析物応答性活性エリアおよび／または第２の分析物応答性活性エリアが、ポリマーをさらに含む、Ａ～Ａ１７のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0326】

Ａ２０．（ｉ）第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび／または第１のアスパラギナーゼがポリマーに共有結合しており、かつ／または（ｉｉ）第２のアスパラギン酸オキシダーゼおよび／または第２のアスパラギナーゼがポリマーに共有結合している、Ａ１９に記載の分析物センサ。

【0327】

Ａ２１．第１および／または第２の電子移動剤がポリマーに共有結合している、Ａ１９～Ａ２０のいずれか１つに記載の分析物センサ。
Ａ２２．第１および第２の電子移動剤が同じである、Ａ１５～Ａ２１に記載の分析物センサ。

【0328】

Ａ２３．第１の物質移動制限膜が第２の分析物応答性活性エリアをオーバーコートする、Ａ～Ａ２２のいずれか１つに記載の分析物センサ。
Ａ２４．第１の物質移動制限膜が、ポリビニルピリジン系ポリマー、ポリビニルイミダゾール、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリエーテルウレタン、シリコーン、またはこれらの組み合わせを含む、Ａ～Ａ２３のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0329】

Ａ２５．第１の物質移動制限膜がポリビニルピリジン系ポリマーを含む、Ａ２４に記載の分析物センサ。
Ａ２６．第１の物質移動制限膜がポリウレタンを含む、Ａ２４に記載の分析物センサ。

【0330】

Ａ２７．第１の物質移動制限膜がシリコーンを含む、Ａ２４に記載の分析物センサ。
Ａ２８．第１の物質移動制限膜がポリビニルピリジンを含む、Ａ２４に記載の分析物センサ。

【0331】

Ａ２９．第１の物質移動制限膜がビニルピリジンとスチレンとのコポリマーを含む、Ａ２４に記載の分析物センサ。
Ａ３０．第３の作用電極と、第３の作用電極の表面上に配置された、カリウムとは異なる第２の分析物に応答する第３の分析物応答性活性エリアとをさらに含み、第３の分析物応答性活性エリアは、第２の分析物に応答する少なくとも１つの酵素を含む、Ａ～Ａ２９に記載の分析物センサ。

【0332】

Ａ３１．第２の分析物が、グルタミン酸塩、グルコース、ケトン、乳酸塩、酸素、ヘモグロビンＡ１Ｃ、アルブミン、アルコール、アルカリホスファターゼ、アラニントランスアミナーゼ、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ、ビリルビン、血中尿素窒素、カルシウム、二酸化炭素、塩化物、クレアチニン、ヘマトクリット、乳酸塩、マグネシウム、酸素、ｐＨ、リン、カリウム、アスパラギン、アスパラギン酸塩、ナトリウム、総タンパク質、尿酸、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、Ａ３０に記載の分析物センサ。

【0333】

Ｂ．特定の非限定的な実施形態において、本開示の主題は、
（ｉ）少なくとも第１の作用電極および第２の作用電極を含むセンサ尾部と、
（ｉｉ）第１の作用電極の表面上に配置された、第１のアスパラギン酸オキシダーゼを含む第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアと、
（ｉｉｉ）第２の作用電極の表面上に配置された、第２のアスパラギン酸オキシダーゼを含む第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアと、
を含む、分析物センサを提供する。

【0334】

Ｂ１．第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアおよび／または第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアをオーバーコートする、アスパラギン酸塩およびカリウムに対して透過性である第１の物質移動制限膜をさらに含む、Ｂに記載の分析物センサ。

【0335】

Ｂ２．第１のアスパラギン酸オキシダーゼがカリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼである、ＢまたはＢ１に記載の分析物センサ。
Ｂ３．第２のアスパラギン酸オキシダーゼが、カリウム非依存性アスパラギン酸オキシダーゼである、Ｂ～Ｂ２のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0336】

Ｂ４．第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のアスパラギン酸オキシダーゼが、カリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼである、ＢまたはＢ１に記載の分析物センサ。

【0337】

Ｂ５．第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のアスパラギナーゼが、異なるカリウム依存性を示す、Ｂ４に記載の分析物センサ。
Ｂ６．第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアが、電子移動剤をさらに含む、Ｂ～Ｂ５のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0338】

Ｂ７．第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアが、安定化剤をさらに含む、Ｂ～Ｂ６のいずれか１つに記載の分析物センサ。
Ｂ８．安定化剤がアルブミンである、Ｂ７に記載の分析物センサ。

【0339】

Ｂ９．アルブミンがウシ血清アルブミンである、Ｂ８に記載の分析物センサ。
Ｂ１０．第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアが、電子移動剤をさらに含む、Ｂ～Ｂ９のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0340】

Ｂ１１．第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアが、安定化剤をさらに含む、Ｂ～Ｂ１０のいずれか１つに記載の分析物センサ。
Ｂ１２．安定化剤がアルブミンである、Ｂ１１に記載の分析物センサ。

【0341】

Ｂ１３．アルブミンがウシ血清アルブミンである、Ｂ１２に記載の分析物センサ。
Ｂ１４．第１および／または第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアが、ポリマーをさらに含む、Ｂ～Ｂ１３のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0342】

Ｂ１５．第１のアスパラギン酸オキシダーゼがポリマーに共有結合しており、かつ／または第２のアスパラギン酸オキシダーゼがポリマーに共有結合している、Ｂ１４に記載の分析物センサ。

【0343】

Ｂ１６．第１および／または第２の電子移動剤がポリマーに共有結合している、Ｂ１４またはＢ１５に記載の分析物センサ。
Ｂ１７．第１および第２の電子移動剤が同じである、Ｂ１０～Ｂ１６のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0344】

Ｂ１８．第１の物質移動制限膜が、ポリビニルピリジン系ポリマー、ポリビニルイミダゾール、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリエーテルウレタン、シリコーン、またはこれらの組み合わせを含む、Ｂ１～Ｂ１７のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0345】

Ｂ１９．第１の物質移動制限膜がポリビニルピリジン系ポリマーを含む、Ｂ１８に記載の分析物センサ。
Ｂ２０．第１の物質移動制限膜がポリウレタンを含む、Ｂ１８に記載の分析物センサ。

【0346】

Ｂ２１．第１の物質移動制限膜がシリコーンを含む、Ｂ１８に記載の分析物センサ。
Ｂ２２．第１の物質移動制限膜がポリビニルピリジンを含む、Ｂ１８に記載の分析物センサ。

【0347】

Ｂ２３．第１の物質移動制限膜がビニルピリジンとスチレンとのコポリマーを含む、Ｂ１８に記載の分析物センサ。
Ｂ２４．（ｉｖ）第３の作用電極と
（ｖ）第３の作用電極の表面上に配置された、カリウムとは異なる第２の分析物に応答する第３の活性エリアであって、第２の分析物に応答する少なくとも１つの酵素を含む、第３の活性エリアと、
をさらに含む、Ｂ～Ｂ２３に記載の分析物センサ
Ｂ２５．第３の活性エリアをオーバーコートする物質移動制限膜の第２の部分をさらに備える、Ｂ２４に記載の分析物センサ。

【0348】

Ｂ２６．第３の活性エリアをオーバーコートする第２の物質移動制限膜さらに備える、Ｂ２４に記載の分析物センサ。
Ｂ２７．第２の物質移動制限膜が、第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリアおよび／または第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリアをさらにオーバーコートする、Ｂ２６に記載の分析物センサ。

【0349】

Ｂ２８．第２の物質移動制限膜が、第１の物質移動制限膜中に存在しないポリマーを含む、Ｂ２６またはＢ２７に記載の分析物センサ。
Ｃ．特定の非限定的な実施形態では、本開示の主題は、
（ｉ）少なくとも第１の作用電極および第２の作用電極を含むセンサ尾部と、
（ｉｉ）第１の作用電極の表面上に配置された、第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび第１のアスパラギナーゼを含む第１のアスパラギン応答性活性エリアと、
（ｉｉｉ）第２の作用電極の表面上に配置された、第２のアスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のアスパラギナーゼを含む第２のアスパラギン応答性活性エリアと、
を含む分析物センサを提供する。

【0350】

Ｃ１．第１のアスパラギン応答性活性エリアおよび／または第２のアスパラギン応答性活性エリアをオーバーコートする、アスパラギン酸塩およびカリウムに対して透過性である第１の物質移動制限膜をさらに含む、Ｃに記載の分析物センサ。

【0351】

Ｃ２．第１のアスパラギナーゼが、カリウム依存性アスパラギナーゼである、ＣまたはＣ１に記載の分析物センサ。
Ｃ３．第２のアスパラギナーゼがカリウム非依存性アスパラギナーゼである、Ｃ～Ｃ２のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0352】

Ｃ４．第１のアスパラギナーゼおよび第２のアスパラギナーゼが、カリウム依存性アスパラギナーゼである、ＣまたはＣ１に記載の分析物センサ。
Ｃ５．第１のアスパラギナーゼおよび第２のアスパラギナーゼが、異なるカリウム依存性を示す、Ｃ４に記載の分析物センサ。

【0353】

Ｃ６．第１のアスパラギン応答性活性エリアが、電子移動剤をさらに含む、Ｃ～Ｃ５のいずれか１つに記載の分析物センサ。
Ｃ７．第１のアスパラギン応答性活性エリアが、安定化剤をさらに含む、Ｃ～Ｃ６のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0354】

Ｃ８．安定化剤がアルブミンである、Ｃ７に記載の分析物センサ。
Ｃ９．アルブミンがウシ血清アルブミンである、Ｃ８に記載の分析物センサ。
Ｃ１０．第２のアスパラギン応答性活性エリアが、電子移動剤をさらに含む、Ｃ～Ｃ９のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0355】

Ｃ１１．第２のアスパラギン応答性活性エリアが、安定化剤をさらに含む、Ｃ～Ｃ１０のいずれか１つに記載の分析物センサ。
Ｃ１２．安定化剤がアルブミンである、Ｃ１１に記載の分析物センサ。

【0356】

Ｃ１３．アルブミンがウシ血清アルブミンである、Ｃ１２に記載の分析物センサ。
Ｃ１４．第１および／または第２のアスパラギン応答性活性エリアが、ポリマーをさらに含む、Ｃ～Ｃ１３のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0357】

Ｃ１５．第１のアスパラギナーゼがポリマーに共有結合しており、かつ／または第２のアスパラギナーゼがポリマーに共有結合している、Ｃ１４に記載の分析物センサ。
Ｃ１６．第１および／または第２の電子移動剤がポリマーに共有結合している、Ｃ１４またはＣ１５に記載の分析物センサ。

【0358】

Ｃ１７．第１および／または第２の電子移動剤が同じである、Ｃ１０～Ｃ１６のいずれか１つに記載の分析物センサ。
Ｃ１８．第１の物質移動制限膜が、ポリビニルピリジン系ポリマー、ポリビニルイミダゾール、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリエーテルウレタン、シリコーン、またはこれらの組み合わせを含む、Ｃ１～Ｃ１７のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0359】

Ｃ１９．第１の物質移動制限膜がポリビニルピリジン系ポリマーを含む、Ｃ１８に記載の分析物センサ。
Ｃ２０．第１の物質移動制限膜がポリウレタンを含む、Ｃ１８に記載の分析物センサ。

【0360】

Ｃ２１．第１の物質移動制限膜がシリコーンを含む、Ｃ１８に記載の分析物センサ。
Ｃ２２．第１の物質移動制限膜がポリビニルピリジンを含む、Ｃ１８に記載の分析物センサ。

【0361】

Ｃ２３．第１の物質移動制限膜がビニルピリジンとスチレンとのコポリマーを含む、Ｃ１８に記載の分析物センサ。
Ｃ２４．（ｉｖ）第３の作用電極と、
（ｖ）第３の作用電極の表面上に配置された、カリウムとは異なる第２の分析物に応答する第３の活性エリアであって、第２の分析物に応答する少なくとも１つの酵素を含む、第３の活性エリアと、
をさらに含む、Ｃ２３に記載の分析物センサ。

【0362】

Ｃ２５．第３の活性エリアをオーバーコートする物質移動制限膜の第２の部分をさらに備える、Ｃ２４に記載の分析物センサ。
Ｃ２６．第３の活性エリアをオーバーコートする第２の物質移動制限膜さらに備える、Ｃ２４に記載の分析物センサ。

【0363】

Ｃ２７．第２の物質移動制限膜が、第１のアスパラギン応答性活性エリアおよび／または第２のアスパラギン応答性活性エリアをさらにオーバーコートする、Ｃ２６に記載の分析物センサ。

【0364】

Ｃ２８．第２の物質移動制限膜が、第１の物質移動制限膜中にないポリマーを含む、Ｃ２６またはＣ２７に記載の分析物センサ。
Ｃ２９．第１のアスパラギン応答性活性エリアが、アスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の酵素層と、第１の酵素層上に配置された第１のアスパラギナーゼを含む第２の酵素層とを含む、Ｃ～Ｃ２８のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0365】

Ｃ３０．第２のアスパラギン応答性活性エリアが、アスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の酵素層と、第１の酵素層上に配置された第２のアスパラギナーゼを含む第２の酵素層とを含む、Ｃ～Ｃ２９のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0366】

Ｃ３１．第１のアスパラギン応答性活性エリアが、第１のアスパラギン酸オキシダーゼおよび第１のアスパラギナーゼを含む酵素層を含む、Ｃ～Ｃ２８のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0367】

Ｃ３２．第２のアスパラギン応答性活性エリアが、第２のアスパラギン酸オキシダーゼおよび第２のアスパラギナーゼを含む酵素層を含む、Ｃ～Ｃ２９およびＣ３１のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0368】

Ｄ．特定の非限定的な実施形態では、本開示の主題は、
（ｉ）少なくとも第１の作用電極および第２の作用電極を含むセンサ尾部と、
（ｉｉ）第１の作用電極の表面上に配置された、第１のアスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の酵素層および第１のアスパラギナーゼを含む第２の酵素層を含む第１の分析物応答性活性エリアと、
（ｉｉｉ）第２の作用電極の表面上に配置された、第２のアスパラギン酸オキシダーゼを含む第１の酵素層および第２のアスパラギナーゼを含む第２の酵素層を含む第２の分析物応答性活性エリアと、
を含む、カリウムレベルを測定するための分析物センサを提供する。

【0369】

Ｄ１．第１の分析物応答性活性エリアの第２の酵素層が、第１の分析物応答性活性エリアの第１の酵素層上に配置され、かつ／または第２の分析物応答性活性エリアの第２の酵素層が、第２の分析物応答性活性エリアの第１の酵素層上に配置される、Ｄに記載の分析物センサ。

【0370】

Ｄ２．第１のアスパラギナーゼが、カリウム依存性アスパラギナーゼである、ＤまたはＤ１に記載の分析物センサ。
Ｄ３．第２のアスパラギナーゼがカリウム非依存性アスパラギナーゼである、Ｄ～Ｄ２のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0371】

Ｄ４．第１のアスパラギナーゼおよび第２のアスパラギナーゼが、カリウム依存性アスパラギナーゼである、ＤまたはＤ１に記載の分析物センサ。
Ｄ５．第１のアスパラギナーゼおよび第２のアスパラギナーゼが、異なるカリウム依存性を示す、Ｄ４に記載の分析物センサ。

【0372】

Ｄ６．第１のアスパラギン応答性活性エリアが、電子移動剤をさらに含む、Ｄ～Ｄ５のいずれか１つに記載の分析物センサ。
Ｄ７．第１のアスパラギン応答性活性エリアが、安定化剤をさらに含む、Ｄ～Ｄ６のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0373】

Ｄ８．安定化剤がアルブミンである、Ｄ７に記載の分析物センサ。
Ｄ９．アルブミンがウシ血清アルブミンである、Ｄ８に記載の分析物センサ。
Ｄ１０．第２のアスパラギン応答性活性エリアが、電子移動剤をさらに含む、Ｄ～Ｄ９のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0374】

Ｄ１１．第２のアスパラギン応答性活性エリアが、安定化剤をさらに含む、Ｄ～Ｄ１０のいずれか１つに記載の分析物センサ。
Ｄ１２．安定化剤がアルブミンである、Ｄ１１に記載の分析物センサ。

【0375】

Ｄ１３．アルブミンがウシ血清アルブミンである、Ｄ１２に記載の分析物センサ。
Ｄ１４．第１および／または第２のアスパラギン応答性活性エリアが、ポリマーをさらに含む、Ｄ～Ｄ１３のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0376】

Ｄ１５．第１のアスパラギナーゼがポリマーに共有結合しており、かつ／または第２のアスパラギナーゼがポリマーに共有結合している、Ｄ１４に記載の分析物センサ。
Ｄ１６．第１および／または第２の電子移動剤がポリマーに共有結合している、Ｄ１４またはＤ１５に記載の分析物センサ。

【0377】

Ｄ１７．第１および第２の電子移動剤が同じである、Ｄ１０～Ｄ１６のいずれか１つに記載の分析物センサ。
Ｄ１８．第１の分析物応答性活性エリアおよび／または第２の分析物応答性活性エリアをオーバーコートする、カリウムに対して透過性の第１の物質移動制限膜をさらに含む、Ｄ１～Ｄ１７のいずれか１つに記載の分析物センサ。

【0378】

Ｄ１９．第１の物質移動制限膜が、ポリビニルピリジン系ポリマー、ポリビニルイミダゾール、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリエーテルウレタン、シリコーン、またはこれらの組み合わせを含む、Ｄ１８に記載の分析物センサ。

【0379】

Ｄ２０．第１の物質移動制限膜がポリビニルピリジン系ポリマーを含む、Ｄ１９に記載の分析物センサ。
Ｄ２１．第１の物質移動制限膜がポリウレタンを含む、Ｄ１９に記載の分析物センサ。

【0380】

Ｄ２２．第１の物質移動制限膜がシリコーンを含む、Ｄ１９に記載の分析物センサ。
Ｄ２３．第１の物質移動制限膜がポリビニルピリジンを含む、Ｄ１９に記載の分析物センサ。

【0381】

Ｄ２４．第１の物質移動制限膜がビニルピリジンとスチレンとのコポリマーを含む、Ｄ１９に記載の分析物センサ。
Ｄ２５．（ｉｖ）第３の作用電極と、
（ｖ）第３の作用電極の表面上に配置された、カリウムとは異なる第２の分析物に応答する第３の活性エリアであって、第２の分析物に応答する少なくとも１つの酵素を含む、第３の活性エリアと、
を含む、Ｄ～Ｄ２４に記載の分析物センサ。

【0382】

Ｄ２６．第３の活性エリアをオーバーコートする物質移動制限膜の第２の部分をさらに備える、Ｄ２５に記載の分析物センサ。
Ｄ２７．第３の活性エリアをオーバーコートする第２の物質移動制限膜さらに備える、Ｄ２５に記載の分析物センサ。

【0383】

Ｄ２８．第２の物質移動制限膜が、第１のアスパラギン応答性活性エリアおよび／または第２のアスパラギン応答性活性エリアをさらにオーバーコートする、Ｄ２７に記載の分析物センサ。

【0384】

Ｄ２９．第２の物質移動制限膜が、第１の物質移動制限膜中にないポリマーを含む、Ｄ２７またはＤ２８に記載の分析物センサ。
Ｅ．特定の非限定的な実施形態において、本開示の主題は、Ａ～Ｄ２９のいずれか１つに記載の分析物センサを使用して、流体中のカリウムイオンを検出するための方法を提供する。

【0385】

Ｆ．特定の非限定的な実施形態において、本開示の主題は、
（ｉ）Ａ～Ｄ２９のいずれか１つに記載の分析物センサを提供するステップと、
（ｉｉ）第１の作用電極および第２の作用電極に電位を印加するステップと、
（ｉｉｉ）第１の分析物応答性活性エリア、第１のアスパラギン酸塩応答性活性エリア、または第１のアスパラギン応答性活性エリアの酸化還元電位以上で第１の信号を取得するステップと、
（ｉｖ）第２の分析物応答性活性エリア、第２のアスパラギン酸塩応答性活性エリア、または第２のアスパラギン応答性活性エリアの酸化還元電位以上で第２の信号を取得するステップと、
（ｖ）第１の信号および第２の信号を流体中のカリウムイオンの濃度に相関させるステップと、
を含む、流体中のカリウムイオンを検出するための方法を提供する。

【0386】

Ｆ１．流体が間質液である、Ｆに記載の方法。
Ｆ２．分析物センサが、神経学的状態または糖尿病のリスクがあるか、または神経学的状態または糖尿病を有する対象に埋め込まれる、ＦまたはＦ１に記載の方法。

【0387】

Ｆ３．センサ尾部は、対象に埋め込まれるように構成される、Ｆ～Ｆ２のいずれか１つに記載の方法。
Ｆ４．分析物センサは、少なくとも約１５日間、対象に埋め込まれる、Ｆ～Ｆ３のいずれか１つに記載の方法。

【実施例】

【0388】

本開示の主題は、以下の実施例を参照することによってよりよく理解され、これらの実施例は、本開示の主題の例示として提供され、限定として提供されるものではない。
実施例１ アスパラギン酸オキシダーゼおよびアスパラギナーゼを含む酵素系を有するカリウムセンサ
本実施例は、試料中のアスパラギンレベルの分析によってカリウムイオン濃度を間接的に検出するためのセンサを提供する。図２２の酵素系を使用して、カリウムイオンを間接的に検出した。各センサは、作用電極上に配置されたアスパラギン酸塩感知層と、アスパラギン酸塩感知層上に配置されたアスパラギナーゼ層とを含む。各センサは、異なるアスパラギナーゼを含み、各アスパラギナーゼはカリウムに対するそれらの依存性において異なる。

【0389】

アスパラギン酸塩感知層の化学組成を表１に示し、これは、Ｌ－アスパラギン酸オキシダーゼ、レドックスメディエータ、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、および架橋剤であるポリエチレングリコールジグリシジルエーテル４００（ＰＥＧＤＧＥ４００）を含む。４つの異なるタイプのアスパラギナーゼ層の化学組成を表２～５に示し、その各々はアスパラギナーゼ、ＢＳＡ、およびＰＥＧＤＧＥ４００を含む。表２および表４のアスパラギナーゼは、Ａｊｅｗｏｌｅ ｅｔ ａｌ．，ＦＥＢＳ Ｊｏｕｒｎａｌ ２８５（８）：１５２８－１５３９ （２０１８）およびＢｅｊｇｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ａｃｔａ Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒ．Ｄ．Ｂｉｏｌ．Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒ．７０（Ｐｔ ７）：１８５４－７２（２０１４）における手順に従って調整された。野生型はＰｖＡｓｐＧ１であり、突然変異アスパラギナーゼは１１８位のＰｖＡｓｐＧ１の突然変異バージョンであった。表３および５中のアスパラギナーゼは、Ｓｉｇｍａ（カタログ番号Ａ３８０９）およびＰｒｏＳｐｅｃ（カタログ番号ＥＮＺ－２８７）から購入した。

【0390】

【表1】

【0391】

【表2】

【0392】

【表3】

【0393】

【表4】

【0394】

【表5】

【0395】

センサを作製するために、アスパラギン酸塩感知層の成分を最初に混合し、１０ｍＭ ＰＢＳ緩衝液中で室温で３０分間インキュベートし、作用電極上に２回堆積させた。得られた感知層を硬化させた。アスパラギン酸塩感知層上に表２～５からのアスパラギン感知化学製剤を堆積させることによってアスパラギナーゼ層を形成し、硬化させた。

【0396】

次いで、センサを、３３℃でｐＨ７．５の１００ｍＭ ＴＲＩＳ－ＨＣｌ緩衝液中で試験した。図２６に示すように、アスパラギンを最初に１００μＭの濃度で添加し、次に４００μＭの濃度で添加した。全てのセンサがアスパラギンの添加に応答した。続いて、１ｍＭ、３ｍＭ、および７ｍＭの硝酸カリウムを溶液に添加した。図２６に示すように、センサ応答は、新たな濃度の硝酸カリウム（ＫＮＯ_３）を添加した直後に急上昇し、続いて数分間にわたって増加し、その後安定した。表６は、カリウムが存在しない４００μＭアスパラギンでのセンサ電流に対する、異なるカリウム濃度でのセンサ信号増加（パーセント）を要約する。図２６および表６に示されるデータは、アスパラギナーゼの各タイプについて６つのセンサの平均である。全ての４つのタイプのセンサがカリウムに対して異なって応答したことが分かり、このようなアスパラギナーゼが、試料中のカリウムレベルを検出するための図２３または図２４に示されるような２チャネルセンサに含まれ得ることを示す。

【0397】

【表6】

【0398】

実施例２ アスパラギン酸オキシダーゼを含むカリウムセンサ
本実施例は、カリウム依存性酵素を使用する試料中のアスパラギン酸塩レベルの分析によってカリウムイオン濃度を間接的に検出するためのセンサを提供する。各センサは、カリウムイオンを間接的に検出するために、図２７の酵素系を含む炭素作用電極上に配置されたアスパラギン酸塩感知層を含む。図２７に示すように、アスパラギン酸塩感知層は、カリウム依存性アスパラギン酸オキシダーゼおよびレドックスメディエータを含む。

【0399】

センサを作製するために、アスパラギン酸塩感知層の成分を混合し、室温で１０ｍＭ ＰＢＳ緩衝液中で３０分間インキュベートした。次いで、３０ｎＬの混合物を作用電極上に２回堆積させ、相対湿度６０％未満、２５℃で一晩硬化させた。アスパラギン酸塩感知層の成分を表７に示し、これは、Ｌ－アスパラギン酸オキシダーゼ、レドックスメディエータ、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、および架橋剤、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル４００（ＰＥＧＤＧＥ４００）を含む。

【0400】

【表7】

【0401】

次いで、センサを、３３℃でｐＨ７．５の２０ｍＭ ＴＲＩＳ緩衝液中で試験した。図２８に示すように、１００μＭのアスパラギン酸塩および１２０ｍＭのＮａＣｌの存在下でセンサを試験した。続いて、１ｍＭ、３ｍＭ、５ｍＭ、７ｍＭ、および１０ｍＭの塩化カリウム（ＫＣｌ）を溶液に添加した。図２８に示すように、センサ応答は、新たなＫＣｌ濃度の添加直後に急上昇し、数分間にわたって増加し、その後安定した。

【0402】

安定濃度のＮａＣｌ（１３０ｍＭ）で、異なる濃度のカリウムおよびアスパラギン酸塩の存在下で、センサを試験した。図２９は、様々な濃度のアスパラギン酸塩およびカリウムの存在下でのセンサの電流応答を示し、図３０は、様々な濃度のアスパラギン酸塩およびカリウムの存在下でのセンサの電流応答の増加率を提供する。図２９および３０に示されるように、センサは、異なる濃度のアスパラギン酸塩の存在下で異なるカリウムレベルを検出することができ、より高い相対応答がより低いレベルのアスパラギン酸塩で観察される。

【0403】

本開示の主題およびその利点を詳細に説明してきたが、開示の主題の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書において様々な変更、置換、および改変を行うことができることを理解されたい。さらに、本出願の範囲は、本明細書に説明されたプロセス、機械、製造、および組成物、方法、およびプロセスの特定の実施形態に限定されることを意図していない。当業者が本開示の主題の開示された主題から容易に理解するように、本明細書に説明される対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行するか、または実質的に同じ結果を達成する、既存のまたは後に開発されるプロセス、機械、製造、組成物、方法、またはステップは、本開示の主題に従って利用することができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのようなプロセス、機械、製造、組成物、方法、またはステップをその範囲内に含むことが意図される。

【0404】

様々な特許、特許出願、刊行物、製品説明、プロトコル、および配列受託番号が、本出願を通して引用されており、それらの発明は、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に援用される。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図3F】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図4F】

【図4G】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図13D】

【図13E】

【図13F】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18A】

【図18B】

【図18C】

【図19A】

【図19B】

【図19C】

【図20】

【図21A】

【図21B】

【図21C】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25A】

【図25B】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】