Датчик, содержащий оксид марганца (iii) в качестве катализатора, и способ изготовления датчика

Датчик, содержащий оксид марганца (iii) в качестве катализатора, и способ изготовления датчика

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу определения аналита в образце, включающему в себя этапы: подготовки датчика, содержащего проводящий материал и первый электродный материал, нанесенный по меньшей мере на часть проводящего материала с образованием рабочего электрода, причем первый электродный материал приспособлен для осуществления по меньшей мере одной реакции определения аналита, если аналит присутствует в образце, и первый электродный материал содержит частицы Mn₂O₃; и приложения к рабочему электроду напряжения, выбираемого из диапазона напряжений, при которых Н₂О₂ в образце будет восстанавливаться на рабочем электроде. Изобретение также относится к датчику для определения аналита в образце, содержащему: подложку, имеющую несущую поверхность; проводящий материал, нанесенный по меньшей мере на часть несущей поверхности; первый электродный материал, нанесенный по меньшей мере на часть проводящего материала с образованием рабочего электрода, причем первый электродный материал приспособлен для осуществления по меньшей мере одной реакции определения аналита, если аналит присутствует в образце, и первый электродный материал содержит частицы Mn₂O₃. Кроме того, изобретение относится к способу изготовления датчика, предназначенного для определения аналита в образце, включающему в себя этапы: подготовки подложки, имеющей несущую поверхность; нанесения проводящего материала по меньшей мере на часть несущей поверхности; нанесения первого электродного материала по меньшей мере на часть проводящего материала с образованием первого электрода, причем первый электродный материал приспособлен для осуществления по меньшей мере одной реакции определения аналита, если аналит присутствует в образце, и первый электродный материал содержит частицы Mn₂O₃. Дополнительно изобретение относится к сенсорной (воспринимающей) системе для определения аналита в образце, включающей в себя по меньшей мере один предлагаемый в изобретении датчик и по меньшей мере одно детектирующее устройство, электрически соединяемое с рабочим электродом и по меньшей мере с одним другим электродом датчика, причем детектирующее устройство приспособлено для измерения по меньшей мере одного параметра, выбранного из группы, состоящей из электрического тока между рабочим электродом и другим электродом, электрического напряжения между рабочим электродом и другим электродом или комбинации этих параметров.

Уровень техники

Датчики, в частности биодатчики, применяются во многих областях техники для анализа образцов (проб) с целью определения концентрации присутствующего в образце аналита и/или определения других параметров образца. Такими областями техники могут быть, в числе прочих, исследование состава воды, особенно питьевой воды, пищевая промышленность, военная техника и медицина.

В данном контексте под биодатчиком вообще понимается датчик, предназначенный для определения в образце по меньшей мере одного аналита за счет использования по меньшей мере одного биологического обнаруживающего материала. Для примера, по меньшей мере один биологический обнаруживающий материал может представлять собой или может содержать по меньшей мере одно из следующего: фермент, рецептор и антитело для определения аналита. Дополнительно, в по меньшей мере одной реакции определения аналита может участвовать один или несколько дополнительных компонентов, например, одно или несколько из следующего: катализатор, кофермент, медиатор и контрастное вещество.

Таким образом, датчик вообще, и биодатчик - в частности, может содержать по меньшей мере один обнаруживающий материал, который может быть приспособлен для взаимодействия с определяемым аналитом в процессе по меньшей мере одной реакции определения аналита и/или который может быть приспособлен для изменения по меньшей мере одного определяемого в присутствии аналита свойства, например электрического свойства и/или физического свойства, такого как цвет и/или отражательная способность. В случае если датчиком является биодатчик, как это было указано выше, по меньшей мере один обнаруживающий материал предпочтительно включает в себя по меньшей мере один фермент, а реакция определения аналита предпочтительно представляет собой или включает в себя ферментативную реакцию. Часто продукт такой ферментативной реакции претерпевает превращение с образованием поддающегося обнаружению вещества. Для обеспечения этого превращения часто применяются катализаторы.

Применение оксидов металлов в качестве катализаторов для биодатчиков известно из уровня техники. Катализаторы ускоряют реакцию превращения перекиси водорода Н₂О₂, образуемой специфическим к аналиту ферментом. Например, в публикации ЕР 0603154 А2 описан электродный материал биодатчика, содержащий оксид марганца (IV) (MnO₂). В этой публикации упомянуты и другие примеры катализаторов: FeOOH, Fe₃O₄, Fe₂O₃, Cr₂O₃ и V₂O₃. Датчики используются при напряжении от 350 до 500 мВ. Риск, связанный с использованием рабочего напряжения в этом диапазоне, заключается в возможности нежелательной реакции с участием других содержащихся в образце компонентов, таких как другие метаболиты или медикаменты. Метаболитами, которые могут окисляться в вышеупомянутом диапазоне напряжений от 350 до 500 мВ, являются, в числе прочих, мочевая кислота и аскорбиновая кислота. Типичным примером медикаментов, которые могут окисляться в этом диапазоне напряжений, является ацетаминофен. Окисление этих компонентов на электроде ведет к неопределенному увеличению сигнала, снимаемого с электрода. Сигнал от значимой для определения аналита реакции с участием Н₂О₂ и сигнал от нежелательной реакции с участием другого компонента различить невозможно. Таким образом, датчик выдает сигнал, характеризующий совокупность обеих реакций. Поскольку после регистрации эти сигналы разделить невозможно, на сигнал аналита накладывается сигнал, отражающий концентрацию других компонентов. Такие результаты измерений дают ложное и неточное определение аналита.

Применение катализаторов, вызывающих восстановление аналита в диапазоне отрицательных значений напряжения, также упоминается в уровне техники применительно к использованию гексацианоферрата. Однако этот способ также не обеспечивает уменьшения перекрестных реакций, поскольку в диапазоне отрицательных значений напряжения, составляющих примерно от -0,1 до -0,2 В, восстанавливается кислород.

Существует потребность в датчиках, которые можно было бы использовать в биологических системах, таких как организм пациента, для определения аналитов, таких как глюкоза или другие метаболиты, точным и воспроизводимым образом. В настоящее время известно много датчиков, все из которых проявляют высокую перекрестную реактивность со многими метаболитами или молекулами, часто присутствующими в живом организме.

Постановка задачи

Таким образом, в основу настоящего изобретения была положена задача уменьшения или даже устранения по меньшей мере одного из недостатков, присущих уровню техники.

В частности, в основу настоящего изобретения была положена задача разработки способа и датчика для определения аналита, которые обеспечивали бы получение точных и воспроизводимых результатов.

Дополнительно, в основу настоящего изобретения была положена задача разработки способа и датчика для определения аналита, которые обладали бы высокой специфичностью по отношению к аналиту и малой перекрестной реактивностью с другими, помимо аналита, ингредиентами образца.

Кроме того, в основу настоящего изобретения была положена задача разработки способа и датчика для определения аналита, которые обладали бы высокой чувствительностью в широком диапазоне концентраций аналита.

Далее, в основу настоящего изобретения была положена задача разработки сенсорной системы для определения аналита в образце, которая работала бы точным и воспроизводимым образом.

Также в основу настоящего изобретения была положена задача разработки простого и экономичного способа изготовления датчика, предназначенного для определения аналита.

Раскрытие изобретения

Решение по меньшей мере одной из указанных выше задач обеспечивается объектами изобретения, охарактеризованными в соответствующих независимых пунктах его формулы, а предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах формулы, признаки которых также вносят вклад в решение по меньшей мере одной из указанных выше задач.

В тексте описания и формулы изобретения термины "имеет", "содержит", "включает в себя" или их любые грамматические разновидности употребляются неисключительным образом, оставляя соответствующие формулировки открытыми. Таким образом, эти термины могут использоваться как в ситуации, в которой в соответствующем объекте в данном контексте отсутствуют какие-либо иные признаки, кроме признака, вводимого этими терминами, так и в ситуации, в которой также присутствует один или несколько других признаков. В качестве примера: выражения "А имеет Б", "А содержит Б" и "А включает в себя Б", могут использоваться как в ситуации, в которой в объекте А отсутствуют другие элементы, кроме Б (т.е. в ситуации, в которой А состоит из Б и только из Б), так и в ситуации, в которой в объекте А, помимо Б, присутствует один или несколько других элементов, например элемент В, элементы Г и Д или другие дополнительные элементы.

Первым объектом изобретения является способ определения аналита в образце, включающий в себя этапы:

- подготовки датчика, содержащего проводящий материал и первый электродный материал, нанесенный по меньшей мере на часть проводящего материала с образованием рабочего электрода, причем первый электродный материал приспособлен для осуществления по меньшей мере одной реакции определения аналита, если аналит присутствует в образце, и первый электродный материал содержит частицы Mn₂O₃;

- приложения к рабочему электроду напряжения, выбираемого из диапазона напряжений, при которых Н₂О₂ в образце будет восстанавливаться на рабочем электроде.

Подготовка датчика может выполняться любыми средствами, которые специалист выбрал бы для подготовки датчика, используемого при осуществлении способа определения аналита в образце. На этапе подготовки могут задействоваться любые средства для обеспечения контакта содержащего аналит образца или компонента, такого как организм, в частности ткань организма, по меньшей мере с частью датчика. Примерами подготовки датчика являются укладка датчика на основание, контактирование датчика с образцом, введение или имплантация датчика в тело и фиксация датчика на теле, содержащем образец.

Для укладки датчика на основание датчик может быть помещен на основание, например стол, пленку или любое другое основание, таким образом, чтобы по меньшей мере рабочий электрод можно было ввести в контакт с образцом. Укладка датчика также может выполняться путем фиксации по меньшей мере части датчика на компоненте, таком как машина, с целью контактирования по меньшей мере рабочего электрода с аналитом или образцом.

Контактирование датчика с образцом предпочтительно выполняется путем введения по меньшей мере части датчика, в частности рабочего электрода, в соприкосновение с образцом. Для датчика, используемого in vitro, контактирование может выполняться путем по меньшей мере частичного погружения датчика в текучую (жидкую или газовую) среду образца или пробы. В качестве альтернативы этому методу, образец можно наносить на датчик, в частности на рабочий электрод, с помощью средства нанесения. Средство нанесения может быть выбрано из группы, состоящей из пипетки, принтера, губки или комбинации по меньшей мере двух из перечисленных средств. Для датчика, используемого in vivo, контактирование может выполняться путем обеспечения соприкосновения по меньшей мере рабочего электрода датчика с живым организмом, например, с тканью тела человека.

Введение или имплантацию датчика в организм (тело) предпочтительно выполнять с помощью вводящего устройства. Вводящее устройство может быть выполнено с возможностью проникновения в тело живого организма. Вводящее устройство предпочтительно имеет острие, способное входить в тело живого организма. В качестве альтернативы, датчик сам может иметь на одном конце острие, способное вводить датчик в ткань живого организма.

Фиксация датчика на теле может обеспечиваться за счет прикрепления датчика к ткани живого организма. Ткань может находиться внутри или снаружи живого организма. Ткань может быть выбрана из группы, состоящей из кожи или слизистой оболочки. В случае крепления на коже датчик может располагаться в любом месте на теле пользователя. В случае крепления на слизистой оболочке датчик может располагаться в носу, во рту или внутри уха.

Опциональные размеры, материалы и другие особенности, касающиеся датчика, приводятся ниже в более подробном описании датчика. Все размеры, материалы, геометрические формы и взаимосвязи с другими компонентами, приведенные ниже для датчика и сенсорной системы, также относятся к способу.

Приложение напряжения к рабочему электроду может выполняться с помощью устройства, способного создавать напряжение между рабочим электродом и другим электродом, таким как противоэлектрод или электрод сравнения либо оба этих электрода. Как правило, используется источник энергии, создающий постоянное напряжение. Вышеупомянутое устройство может быть выбрано из группы, состоящей из потенциостата, батареи питания, аккумулятора, блока питания или комбинации по меньшей мере двух из перечисленных средств. Для подачи напряжения на рабочий электрод предпочтительно использовать потенциостат. Для приложения напряжения к рабочему электроду источник энергии может быть соединен с контактными выводами датчика, подробнее описываемыми ниже при рассмотрении датчика. Напряжение, прикладываемое к рабочему электроду, можно регулировать регулятором напряжения. При контакте рабочего электрода, к которому приложено напряжение, с образцом содержащиеся в образце молекулы Н₂О₂ будут реагировать с рабочим электродом. Реакция молекул Н₂О₂ на рабочем электроде приводит к протеканию в датчике электрического тока, который может измеряться детектирующим устройством. Измеренный ток преимущественно пропорционален количеству Н₂О₂ в образце. По крайней мере, в специфическом диапазоне напряжений скорость реакции молекул Н₂О₂ на рабочем электроде напрямую зависит от скорости диффузии молекул Н₂О₂ в образце. Это приводит к управляемому диффузией измерению количества молекул Н₂О₂ и к тому, что для определенной концентрации Н₂О₂ получают определенный измеренный ток, также называемый пороговым током диффузии. Таким образом, в этом управляемом диффузией диапазоне напряжений сигнал измеряемого тока меняется пропорционально изменению концентрации Н₂О₂. В этом конкретном управляемом диффузией диапазоне напряжений увеличение или уменьшение напряжения, приложенного к рабочему электроду, не будет изменять скорости реакции молекул Н₂О₂.

В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого в изобретении способа напряжение рабочего электрода находится в диапазоне от 50 до 150 мВ относительно электрода сравнения, содержащего Ag/AgCl в растворе КСl с концентрацией 3 моль/л. Противоэлектрод, электрод сравнения или оба этих электрода может/могут содержать графит. Электрод сравнения или противоэлектрод может иметь размер в диапазоне от 0,1 до 10 мм, или в диапазоне от 0,5 до 5 мм, или в диапазоне от 1 до 2 мм. Противоэлектрод может иметь такой размер, при котором дополнительный электрод сравнения не нужен. Например, Противоэлектрод имеет размер, для которого во время работы датчика по измерению токов потенциал не изменяется более чем на 10 мВ. Предпочтительно, чтобы датчик измерял токи в диапазоне от -100 нА до 100 нА, или в диапазоне от -50 нА до 50 нА, или в диапазоне от -20 нА до 20 нА.

Еще одним объектом изобретения является датчик для определения аналита в образце, содержащий:

- подложку, имеющую несущую поверхность;

- проводящий материал, нанесенный по меньшей мере на часть несущей поверхности;

- первый электродный материал, нанесенный по меньшей мере на часть проводящего материала с образованием рабочего электрода;

причем первый электродный материал приспособлен для осуществления по меньшей мере одной реакции определения аналита, если аналит присутствует в образце, и первый электродный материал содержит частицы Mn₂O₃.

Предлагаемый в изобретении датчик также может применяться при осуществлении предлагаемого в изобретении способа. В данном контексте под датчиком понимается устройство, способное определять, или обнаруживать, (в качественном или количественном отношениях) по меньшей мере один содержащийся в образце, или пробе, аналит. С этой целью датчик может быть приспособлен для генерирования регистрируемого сигнала и/или для изменения по меньшей мере одного регистрируемого свойства при входе в контакт с аналитом. В данном контексте под аналитом понимается определенное подлежащее определению соединение или комбинация соединений. Регистрируемый сигнал, как правило, коррелируется с концентрацией аналита воспроизводимым образом. Как было указано выше, датчик может содержать по меньшей мере один обнаруживающий материал, приспособленный для осуществления по меньшей мере одной реакции с участием определяемого аналита, обеспечивающей определение аналита и/или обеспечивающей изменение в присутствии аналита по меньшей мере одного регистрируемого свойства, например оптического свойства и/или электрического свойства. Датчиком предпочтительно может быть любой датчик, способный определять любой аналит, содержащий или способный генерировать Н₂О₂. В качестве примера, определение аналита может быть основано на оптическом или электрохимическом определении. Предпочтительно, чтобы определение аналита было основано на его электрохимическом определении.

Таким образом, предпочтительно, чтобы предлагаемый в изобретении датчик представлял собой или включал в себя электрохимический датчик для определения по меньшей мере одного аналита. В данном контексте под электрохимическим датчиком вообще понимается датчик, имеющий по меньшей мере два чувствительных электрода и приспособленный для определения концентрации по меньшей мере одного аналита на основе по меньшей мере одного электрического измерения, например измерения тока и/или напряжения. По меньшей мере два чувствительных электрода могут включать в себя по меньшей мере один рабочий электрод, электрический потенциал которого может изменяться в соответствии с концентрацией определяемых аналитов, а также по меньшей мере один другой элемент, такой как по меньшей мере один электрод сравнения и/или по меньшей мере один противоэлектрод. Рабочий электрод может содержать один или несколько обнаруживающих материалов. Обнаруживающий материал может быть частью первого электродного материала, может образовывать первый электродный материал, или первый электродный материал может быть частью обнаруживающего материала. Ток и/или напряжение может/могут измеряться и использоваться в качестве меры концентрации аналита. Примеры измерительной установки, которая также может использоваться в контексте настоящего изобретения, раскрыты в публикации WO 2007/071562 А1. Вместе с тем, в качестве дополнения к этим примерам или альтернативы им могут использоваться и другие измерительные установки.

Определение аналита может быть прямым или непрямым. Прямым может быть определение, позволяющее определять или обнаруживать аналит без какой-либо дополнительной реакции или изменения аналита. В частности, это может быть определение оптического свойства аналита, например показателя преломления. Непрямым определением аналита может быть определение соединения, образующегося в результате реакции определения аналита, и/или изменения аналита. Изменение аналита в результате реакции определения аналита, или изменение, может быть выбрано из группы, состоящей из изменения конформации, цвета, электрического заряда, состава, растворимости, агрегатного состояния или сочетания по меньшей мере двух из перечисленных показателей. Например, изменением может быть реакция аналита с соединением, входящим в состав датчика, с образованием другого соединения, определяемого датчиком.

Датчик может иметь любую форму, которую специалист рассматривал бы как подходящую для использования в контексте настоящего изобретения. В качестве примера, датчик может представлять собой или может содержать одно из следующего: полосковый датчик, диск, ленту, стержень и иглу. Датчик может содержать одно или несколько тестовых полей, каждое из которых может содержать по меньшей мере один обнаруживающий материал.

Предлагаемый в изобретении датчик содержит подложку. Подложка может быть любой подложкой, которую специалист рассматривал бы как подходящую для использования в контексте настоящего изобретения. Подложка является одной из формообразующих частей датчика, так что если не оговорено иного, описание в части, касающейся формы и размеров датчиков, также относится к подложке. Подложка, а предпочтительно и датчик, может иметь форму по меньшей мере в двух измерениях, выбранную из группы, состоящей из круглой, овальной, многоугольной формы или сочетания по меньшей мере двух из перечисленных форм. Кроме того, подложка или датчик может иметь форму, выбранную из группы, состоящей из пластинки, полоски, ленты, куба, кубоида (прямоугольного параллелепипеда), конуса, шара, пирамиды, диска, иглы или сочетания по меньшей мере двух из перечисленных форм. В предпочтительном варианте своего выполнения подложка или датчик имеет форму иглы или стержня.

Датчик может иметь любые размеры, которые специалист рассматривал бы как подходящие для датчика, предназначенного для определения аналита. Например, датчик может иметь длину в диапазоне от 0,1 до 30 см, или в диапазоне от 1 до 20 см, или в диапазоне от 2 до 10 см. Ширина датчика может находиться в диапазоне от 0,1 до 50 мм, или в диапазоне от 0,5 до 20 мм, или в диапазоне от 1 до 10 мм. Высота датчика может находиться в диапазоне от 0,01 до 100 мм, или в диапазоне от 0,05 до 10 мм, или в диапазоне от 0,1 до 5 мм. Поскольку подложка является основной формообразующей частью датчика, упомянутые для датчика размеры также относятся к размерам подложки.

Подложка может содержать по меньшей мере один материал, который позволяет наносить на подложку по меньшей мере один другой материал. Подложка может быть выполнена из твердого материала. Подложка может быть гибкой или жесткой. Предпочтительно, чтобы подложка была гибкой: это означает то, что подложку можно деформировать по меньшей мере в одном направлении вручную, например, путем приложения усилий менее 10 H. Материал подложки может быть выбран из группы, состоящей из стекла, полимера, керамики, бумаги, оксида металла и металла или комбинации по меньшей мере двух из перечисленных материалов. Примером многокомпонентной подложки является подложка, представляющая собой или содержащая многослойную структуру, имеющую два или более слоев, например, слоистый материал. В одном варианте выполнения датчика материал подложки содержит полимер. Полимер преимущественно выбирается из группы, состоящей из полиэтилена, полипропилена, полистирола, сложного полиэфира и полиимида или комбинации по меньшей мере двух из перечисленных материалов. Полимер может иметь молекулярную массу в диапазоне от 1000 до 1000000 г/моль, или в диапазоне от 5000 до 500000 г/моль, или в диапазоне от 10000 до 100000 г/моль. Предпочтительно выбирать полимер из группы полиимида, например полибисмалеимида (PBMI), полибензимидазола (PBI), полиоксадиазобензимидазола (РВО), полиимидсульфона (PISO) и полиметакрилимида (PMI) или смеси по меньшей мере двух из перечисленных материалов. Содержание полимера в подложке может находиться в диапазоне от 10 до 100 мас.%, или в диапазоне от 20 до 95 мас.%, или в диапазоне от 30 до 90 мас.%. Вышеупомянутые компоненты подложки в совокупности могут составлять 100 мас.%.

Подложка может иметь любую форму или геометрию, подходящую для использования в датчике. В предпочтительном исполнении подложка имеет форму или геометрию, описанную для датчика выше. Толщина или поперечник подложки может находиться в диапазоне от 0,1 до 10 мм, или в диапазоне от 0,5 до 5 мм, или предпочтительно в диапазоне от 1 до 3 мм. В случае кубической или кубоидной формы подложки последняя может иметь протяженность по горизонтали, определяемую произведением ширины и длины и находящуюся в диапазоне от 1 мм до 100 см, или в диапазоне от 10 мм до 50 см, или в диапазоне от 50 мм до 10 см. Помимо симметричной формы, датчик или подложка может иметь асимметричную форму. Например, подложка может быть выполнена L-образной формы. Значения протяженности более длинной части "L" могут находиться в диапазонах, приведенных выше для прямоугольной подложки.

В соответствии с изобретением подложка имеет несущую поверхность. Несущая поверхность может быть определена как часть поверхности подложки, которая будет покрыта, или снабжена, проводящим материалом или электродным материалом. Как было указано выше, электродный материал может представлять собой обнаруживающий материал и/или может быть частью обнаруживающего материала. В пределах несущей поверхности проводящий материал и/или электродный материал может находиться в прямом контакте с подложкой. В качестве альтернативы этому исполнению, между проводящим материалом и/или электродным материалом может быть расположен по меньшей мере один промежуточный слой, например изоляционный слой и/или диффузионный барьер.

Площадь несущей поверхности может находиться в диапазоне от 5 до 90%, или в диапазоне от 10 до 80%, или в диапазоне от 20 до 70%, всей площади поверхности подложки. Несущая поверхность может быть предусмотрена с любой стороны или поверхности подложки. Несущая поверхность, в соответствии с изобретением, может занимать любую протяженность подложки, являющуюся доступной или пригодной для контактирования, по крайней мере в процессе изготовления датчика, снаружи датчика или подложки. Любую доступную или пригодную для контактирования поверхность подложки также может назвать наружной поверхностью. Протяженность по меньшей мере одной несущей поверхности может быть однородной или постоянной по своей форме. Протяженность поверхности может быть ровной, наклонной или искривленной. Сторона или поверхность, на которой предусмотрена несущая поверхность на подложке, может быть расположена снаружи подложки датчика. Несущей поверхностью может быть вся наружная поверхность подложки или по меньшей мере часть этой наружной поверхности. Несущая поверхность может иметь любую форму, имеющуюся у по меньшей мере одной поверхности подложки. Форма несущей поверхности может быть выбрана из группы, состоящей из ровной, наклонной, угловатой и искривленной форм или сочетания по меньшей мере двух из перечисленных форм.

В одном варианте выполнения датчика подложка может иметь протяженность кубоида (прямоугольного параллелепипеда), причем несущая поверхность может быть предусмотрена по меньшей мере на одной из более широких сторон подложки. Несущая поверхность также может быть предусмотрена на одной из меньших сторон кубоида. Кроме того, несущая поверхность может быть предусмотрена более чем на одной поверхности подложки. Несущая поверхность может проходить по двум или более поверхностям подложки. Несущая поверхность может иметь протяженность по площади в диапазоне от 0,05 до 50 см, или в диапазоне от 0,1 до 20 см, или в диапазоне от 0,2 до 10 см.

Проводящий материал нанесен по меньшей мере на часть несущей поверхности. Проводящим материалом может быть любой материал, подходящий для реализации назначения изобретения. Проводящий материал может содержать любой материал, способный проводить электрический ток. Проводящий материал может включать в себя по меньшей мере один электропроводящий материал, выбранный из группы, состоящей из металла, полуметалла, проводящего полимера и проводящего неорганического материала или сочетания либо смеси по меньшей мере двух из перечисленных материалов.

Металл преимущественно выбирается из группы, состоящей из золота, серебра, платины, вольфрама и палладия или смеси по меньшей мере двух из перечисленных элементов. Предпочтительно, чтобы проводящий материал содержал золото.

Полуметалл преимущественно выбирается из группы, состоящей из кремния, бора, альфа-олова или смеси по меньшей мере двух из перечисленных элементов.

Проводящий полимер предпочтительно может включать в себя полимер, выбранный из группы, состоящей из политиофена, полипиррола, полианилина, полиацетилена, полиизотионафталена и поли-п-фенилена, их производных, а также смесей или сополимеров по меньшей мере двух из перечисленных веществ. Примерами проводящих полимеров являются поли(п-фениленвинилен), поли(п-фениленсульфид), поли(3,4-этилендиокситиофен) или смеси по меньшей мере двух из перечисленных веществ.

Неорганический материал преимущественно выбирается из группы, состоящей из электропроводящего керамического материала, графена, графита или их смеси.

Проводящим неорганическим материалом предпочтительно может быть электропроводящий керамический материал, также называемый керметом, который содержит керамику и металлический материал. Керамический материал предпочтительно может включать в себя один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из кислорода, углерода, бора, азота, кремния или смеси по меньшей мере двух из перечисленных элементов. Керамический материал может быть выбран из группы, состоящей из оксида алюминия, в частности Al₂O₃; оксида циркония, в частности ZrO₂; оксида марганца, в частности MgO; оксида алюминия, легированного оксидом циркония (ZTA); нитрида алюминия; титаната алюминия; пьезокерамики, выбранной из группы, состоящей из Ва(Zr, Ti)O₃, Ва(Се, Ti)O₃, ниобата калия и натрия (PSN), PSN-LiSbO₃ и PSN-LiTaO₃, или смеси по меньшей мере двух из перечисленных веществ. Металлический материал в составе проводящего неорганического материала предпочтительно может включать в себя металл, выбранный из группы, состоящей из никеля, молибдена, молибденового сплава, иридия, тантала, танталового сплава, кобальта, кобальтохромового сплава, титана, титанового сплава, ниобия, ниобиевого сплава, платины, платинового сплава, вольфрама, вольфрамового сплава, стали или смеси по меньшей мере двух из перечисленных веществ. Электропроводящая керамика может быть выбрана из группы, состоящей из силицида вольфрама (WSi₂), карбида вольфрама (WC), нитрида титана (TiN), карбонитрида титана (TiCN), карбида титана (TiC).

Содержание электропроводящего материала в проводящем материале может находиться в диапазоне от 10 до 100 мас.%, или в диапазоне от 20 до 100 мас.%, или в диапазоне от 30 до 95 мас.% от общей массы проводящего материала. Предпочтительно, чтобы проводящий материал содержал золото, содержание которого находится в диапазоне от 50 до 100 мас.%, или в диапазоне от 70 до 100 мас.%, или в диапазоне от 80 до 100 мас.%.

Проводящий материал нанесен по меньшей мере на часть несущей поверхности подложки. Проводящий материал может покрывать от 5 до 100%, или от 10 до 95%, или от 20 до 90% площади несущей поверхности. Проводящий материал может покрывать поверхность подложки, площадь которой находится в диапазоне от 0,01 мм² до 50 см², или в диапазоне от 0,1 мм² до 40 см², или в диапазоне от 0,5 мм² до 10 см².

Нанесение проводящего материала на несущую поверхность может выполняться любыми методами, которые специалист выбрал бы для этого. Нанесение может быть выполняться, например, одним или несколькими методами нанесения (осаждения), выбранными из группы, состоящей из печати, нанесения методом центрифугирования, разливания, ракельного нанесения, распыления, капельного нанесения, переноса, нанесения покрытия, импрегнирования, погружения (окунания) или комбинации по меньшей мере двух из перечисленных методов. Метод печати преимущественно выбирается из группы, состоящей из офсетной печати, глубокой печати, чернильной (струйной) печати, трафаретной печати, ротаторной печати, тампонной печати, флексографской печати или комбинации этих методов. Нанесение преимущественно выбирается из группы, состоящей из химического осаждения из паровой фазы, физического осаждения из паровой фазы, химического и электрохимического нанесения покрытия, распыления, оптического покрытия или комбинации по меньшей мере двух из перечисленных методов. Физическое осаждение из паровой фазы может быть выбрано из группы, состоящей из катодно-дугового осаждения, физического осаждения из паровой фазы при испарении электронным лучом (EBPVD), ионного осаждения, ионно-лучевого осаждения (IBAD), магнетронного распыления, нанесения покрытий импульсным лазерным напылением, осаждения методом распыления, нанесения осаждением, например вакуумным осаждением, или комбинации по меньшей мере двух из перечисленных методов. Нанесение проводящего материала предпочтительно осуществлять путем металлизации напылением золота на подложку. Нанесением проводящего материала по меньшей мере на часть несущей поверхности можно получить один или несколько проводящих контактных выводов. Предпочтительно, чтобы на несущей поверхности было предусмотрено более одного проводящего контактного вывода. На несущую поверхность предпочтительно наносить три проводящих контактных вывода. Проводящие контактные выводы могут быть отделены друг от друга промежутком, ширина которого находится в диапазоне от 0,1 до 10 мм, или в диапазоне от 0,3 до 5 мм, или в диапазоне от 0,5 до 2 мм. Каждый контактный вывод может образовывать основу для электрода. Как было указано выше, датчик предпочтительно может содержать по меньшей мере два электрода, в том числе по меньшей мере один рабочий электрод, имеющий проводящий материал и первый электродный материал. Дополнительно, как было указано выше, может быть предусмотрено один или несколько других электродов, например один или несколько электродов сравнения и/или один или несколько противоэлектродов. Каждый из одного или нескольких других электродов может содержать по меньшей мере один проводящий материал и/или по меньшей мере один контактный вывод и, дополнительно или факультативно, по меньшей мере один другой электродный материал, например по меньшей мере один эталонный материал (материал электрода сравнения). Кроме того, по меньшей мере один рабочий электрод и, факультативно, по меньшей мере один другой электрод, может/могут быть полностью или частично покрыт(-ы) по меньшей мере одним защитным слоем, таким как мембрана, проницаемая для определяемого аналита и/или для по меньшей мере одного электролита образца, при этом защитный слой может удерживать первый электродный материал и может препятствовать его контакту с образцом и/или с окружающей тканью тела. Таким образом может быть обеспечена биологическая совместимость датчика. Примеры таких решений описаны в публикации WO 2007/071562 А1.

Первый электродный материал, нанесенный по меньшей мере на часть проводящего материала, может содержать любой материал, подходящий для реализации назначения изобретения. Таким образом, как было указано выше, первый электродный материал может представлять собой или может содержать по меньшей мере один вышеупомянутый обнаруживающий материал или может образовывать часть обнаруживающего материала. Первый электродный материал образует рабочий электрод или по меньшей мере часть рабочего электрода.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения первый электродный материал может содержать любой обнаруживающий материал и, более предпочтительно, любое сое