生化传感系统、测量装置、生化传感试片及其制造方法

专利名称：生化传感系统、测量装置、生化传感试片及其制造方法
生化传感系统、测量装置、生化传感试片及其制造方法技术领域
本发明关于一种生化传感系统、测量装置、生化传感试片及其制造方法，特别 是，关于一种具自动识别功能的生化传感系统、测量装置、及生化传感试片及其制造方 法。
背景技术：
许多自我检验产品，如各种生化传感试片，可用以测量人体体液中生化物质的 含量，如糖、乳酸、胆固醇...等。每一批生化传感试片在生产过程中都具独特的制造工 艺变异，通常这些变异参数需要进行特定的补偿，以获得正确的测量机构。因此，多数 的生化传感试片均需借由一密码卡(code card)来对进行识别或校正。
举例来说，美国专利第5366609号及PCT专利第W000/33072号所公开的生物 诊断器使用了一种可抽取的只读存储器(ROM)，其将电压值、测试时间以及其试片变异 校准等相关参数均输入密码卡中，再借由此密码卡可重新设定一测量装置所需的测试方 法与参数。然而，密码卡的刻录和制备会增加人力与制造成本，而且也常发生使用者忘 记插入或插错密码卡导致校准错误及数据判读上的错误、或是密码卡遗失等问题。
为了改善密码卡使用上所造成的不便，美国专利第6,814,844号公开了一种利用 条形码(barcode)作为识别方式的试片，其利用高能量脉冲激光轰击已涂覆于基板上的金 靶材的表面，使得金靶材表面瞬间蒸发，而形成条形码图形。但是，此种条形码识别的 方式需要搭配光学组件(如CCD或LED)进行检测，因此制造成本较高。再者，此种识 别条形码的再现性与准确度受限于靶材表面材料，不但造成制造工艺上的限制，也增加 了制造成本。
中国台湾第M304662号新型专利揭示了另一种免密码卡的生化传感系统，其在 检测装置设置若干按键，用以输入一预定英文字母或是数字，该预定英文字母或是数字 设置在测试试片的包装(外盒、胶盒、说明书...等)上且对应检测装置内部的一校正单元 中所储存的一组参数。当输入预定英文字母或是数字后，其所对应的该组参数将传送至 微处理器中以进行一校正动作，而达到准确测试的目的。
中国台湾第97208206号专利申请也揭示了一种免密码卡的试片，其在试片上一 端设置多个识别组件，利用打孔形成0或1的电性连接而组合出多种图码。然而，此种检 测系统具有多种限制，如打孔精密度高、测量装置的传感端子与各识别组件间的对位精 准性要求高等。此外，由于该试片的图码如齿状，当置入测量装置时亦有断裂的风险。
上述种种传统技术均存在高成本、制造工艺繁琐、及/或使用不便等等限制， 因此，有必要提供一种可免除密码卡的识别或校准、且具有检测方便性的生化传感试 片。发明内容
鉴于先前技术所存在的问题，本发明提供了一种可免除密码卡的使用、制作容易、减少操作失误、且可提高检测方便性的具自动识别或校准功能的生化传感系统、测 量装置、生化传感试片及其制造方法。
根据本发明的一方面，提供了一种具识别功能的生化传感试片，其包括一绝缘 基板、设置于绝缘基板上的一电极组、以及设置于绝缘基板上的一识别单元。绝缘基板 具有相交的一第一侧及一第二侧，其中识别单元包括多个识别接点，且多个识别接点设 置在相距绝缘基板的第一侧的不同距离处。识别接点的数量随绝缘基板第二侧的长度不 同而不同。
根据本发明的另一方面，提供了一种具识别功能的生化传感试片，其包括一绝 缘基板、一电极组、以及一识别单元。绝缘基板具有相交的一第一侧及一第二侧且具有 沿该第二侧而定义的一连接区及一传感区。电极组设置于绝缘基板之上，其中电极组的 一端位于连接区中。识别单元设置于绝缘基板之上，其中识别单元包括与绝缘基板的第 一侧相距不同距离且位于连接区内的多个识别接点。连接区具有一可变长度，且识别接 点的数量随生化传感试片的长度不同而不同。
根据本发明的又一方面，提供了一种测量装置，用以搭配前述的生化传感试片 使用。此测量装置包括用以与生化传感试片电性相接的一连接器、以及与连接器电连 接的一微处理单元。连接器包括对应生化传感试片上的多个识别接点的多个连接端子。
根据本发明的再一方面，提供了一种用以搭配一生化传感试片使用的测量装 置。此生化传感试片具有一绝缘基板、设置于绝缘基板上的一电极组、以及设置于绝缘 基板上的一识别单元。识别单元包括设置于相距绝缘基板的第一侧的不同距离处的多个 识别接点。绝缘基板具有与第一侧相交的一第二侧，且识别接点的数量随第二侧的长度 不同而不同。测量装置包括一连接器以及一微处理单元。连接器包括相应于电极组及多 个识别接点的多个连接端子，其中多个连接端子电性耦合至电极组及多个识别接点，并 接收对应多个识别接点的一信号。微处理单元耦合至连接器以接收来自连接器的信号。
根据本发明的再一方面，提供了一种生化传感系统，其包括一生化传感试片及 一测量装置。此生化传感试片具有一绝缘基板、设置于绝缘基板上的一电极组、以及设 置于绝缘基板上的一识别单元。识别单元包括多个识别接点，且多个识别接点设置在相 距绝缘基板的第一侧的不同距离处。绝缘基板具有与该第一侧相交的一第二侧，且识别 接点的数量随第二侧的长度不同而不同。测量装置具有一微处理单元与一连接器，其中 连接器包括相应于电极组及多个识别接点的多个连接端子。此多个连接端子电性耦合至 电极组及多个识别接点，并接收对应多个识别接点的一信号。微处理单元耦合至连接器 以接收来自连接器的信号。
根据本发明的再一方面，提供了一种生化传感系统，其包括一生化传感试片及 一测量装置。此生化传感试片具有一绝缘基板、一电极组、以及一识别单元。绝缘基板 具有相交的一第一侧及一第二侧且具有沿该第二侧而定义的一连接区及一传感区。电极 组设置在绝缘基板之上，且电极组的一端位于连接区中。识别单元设置于绝缘基板之上 且包括与绝缘基板的第一侧相距不同距离且位于连接区内的多个识别接点。连接区具有 一可变长度，且识别接点的数量随可变长度不同而不同。测量装置具有一微处理单元与 一连接器，其中连接器用以电性耦合至连结区以接收对应多个识别接点的一信号。微处 理单元耦合至连接器以接收来自连接器的信号。
根据本发明的再一方面，提供了一种制造一生化传感试片的方法，其包括以下 步骤提供一绝缘基板，此绝缘基板可定义出一连接区及一传感区；形成一电极组及一 识别单元于绝缘基板上，其中识别单元至少部分地形成于连接区中；提供一绝缘垫高层 以覆盖部分的电极组，绝缘垫高层暴露连接区及部分的传感区，其中所暴露的部分的传 感区形成一反应区；提供一反应层于反应区中；提供一上盖以覆盖反应区；以及根据生 化传感试片的种类，选择性地切除部分的连接区及部分的识别单元。
本发明的其他方面，部分将在后续说明中陈述，而部分可由说明中轻易得知， 或可由本发明的实施而得知。本发明的各方面将可利用权利要求书中所特别指出的组 件及组合而理解并达成。需要了解的是，前述的一般说明及下列详细说明均仅作举例之 用，并非用以限制本发明。


从上述的本发明各实施例的详细描述，且结合所附图，将能更完全地理解及体 会本发明，其中附图为
图1为根据本发明的一实施例示出的生化传感试片的分解示意图2A至2C为根据本发明不同实施例所示出的生化传感试片；
图3为对应图2A-2C的生化传感试片的一测量装置；
图4A及4B为根据本发明其他实施例所示出的生化传感试片；
图5A为根据本发明另一实施例所示出的生化传感试片；
图5B及图5C示出将图5A的生化传感试片缩减不同长度后的生化传感试片的示 意图5D为对应图5A-5C的生化传感试片的一连接器的示意图6A为根据本发明又一实施例所示出的生化传感试片；
图6B及图6C示出将图6A的生化传感试片缩减不同长度后的生化传感试片的示 意图6D为对应图6A-6C的生化传感试片的一连接器的示意图7A为根据本发明再一实施例所示出的生化传感试片；
图7B及图7C示出将图7A的生化传感试片缩减不同长度后的生化传感试片的示 意图7D为对应图7A-7C的生化传感试片的一连接器的示意图8为根据本发明另一实施例示出的生化传感试片800的分解示意图9为根据本发明又一实施例示出的生化传感试片900的分解示意图IOA至IOC为根据本发明不同实施例所示出的生化传感试片；
图11为对应图10A-10C的生化传感试片的一测量装置；
图12A、12B及12C为根据本发明其他实施例所示出的具有不同识别单元结构的 生化传感试片；以及
图13根据本发明的一实施例所示出的生化传感试片的制造方法的流程图。
主要组件符号说明
100生化传感试片
110绝缘基板
112连接区
114传感区
116第一侧
118第二侧
120电极组
121工作电极
122参考电极
123传感电极
130识别单元
140绝缘垫高层
141开口
150反应层
160上盖
161通气孔
200a、200b、200c生化传感试片
210绝缘基板
212连接区
221作电极
222参考电极
223传感电极
230识别单元
300测量装置
310连接器
320微处理单元
325数字数据
330显不器
340电源供应
400a、400b生化传感试片
410a、410b绝缘基板
412a>412b连接区
421a、421b工作电极
422a>422b参考电极
423a、423b传感电极
430a、430b识别单元
432a>432b、434a、434b、436b 被云,
500a、500b、500c 生化传感
510绝缘基板
518凹槽
521工作电极
522参考电极
523传感电极
530识别单元
532、534被动组件
570连接器
575挡板
600a、600b、600c 生化传
618阶梯状结构
630识别单元
670连接器
675阶梯状挡板
700a、700b、700c 生化传
718阶梯状结构
730识别单元
770连接器
775阶梯状挡板
800生化传感试片
810绝缘基板
812连接区
814传感区
816第一侧
818第二侧
820电极组
821工作电极
822参考电极
830识别单元
831、832被动组件
840绝缘垫高层
850反应层
860上盖
861通气孔
900生化传感试片
910绝缘基板
912连接区
914传感区
916第一侧
918第二侧
920电极组0117]9210118]9220119]9300120]931、 9320121]9400122]9500123]9600124]9610125]1000a、 1000b0126]10100127]10120128]10200129]10210130]10220131]10300132]1031、 10320133]10400134]10410135]11000136]11100137]11200138]11250139]11300140]11400141]1200a、 1200b0142]12120143]12140144]12210145]12220146]1230a、 1230b0147]1231a、 1232a-0148]1231b、 1232b0149]1231c、 1232c-0150]al-a40151]a5-a80152]dl-d80153]el-e70154]fl-fll0155]gl-g7工作电极 参考电极 识别单元被动组件 绝缘垫高层 反应层 上盖 通气孔 IOOOc生化传感试片 绝缘基板 连接区 电极组 工作电极 参考电极 识别单元被动组件 绝缘垫高层 反应区 测量装置 连接器 微处理单元 数字数据 显不器 电源供应 1200c 生化传感试片 连接区 传感区 工作电极 参考电极 1230c 识别单元 1233a、1234a被动组件被动组件 1233c、1234c 被动组件 识别接点 检测接点 连接端子 识别接点 识别接点 识别接点0156]g8-gll0157]hl-hll0158]il-i40159]i5-i80160]jl-j80161]11-140162]kl-k30163]ml-m40164]nl-n60165]n7-n80166]pl-p60167]p7-p80168]ql-q70169]q8-q90170]rl-r9检测接点 连接端子识别接点 检测接点 连接端子 识别接点 位置连接端子 识别接点 检测接点 识别接点 检测接点 识别接点 检测接点 连接端子
χ 、χ2长度
yl、y2长度
zl、τ 、Z3、z4 位置具体实施方式
本发明公开一种不需利用密码卡即可进行识别或校准的生化传感系统、测量装 置、生化传感试片及其制造及使用的方法，其可免除密码卡制造工艺、操作方便、防止 忘记插入密码卡或插错密码卡等失误的发生。为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可 参照下列描述并配合图1至图13的附图，其中类似的组件符号代表类似的组件。然以下 实施例中所述的装置、组件及程序步骤，仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范 围。
图1为根据本发明的一实施例示出的生化传感试片100的分解示意图，其中虚线 用以方便理解各组件间的相对位置。本发明的生化传感试片100包括一绝缘基板110、一 电极组120、一识别单元130、一绝缘垫高层140、及一上盖160。绝缘基板110具有一 第一侧116及一第二侧118，其中沿第二侧118可定义出局有不同功能的一连接区112及 一传感区114，其中连接区112用以连接至一测量装置(如图3的测量装置300)，而传感 区114为规划以容纳一待测样品。电极组120包括多个相互绝缘的电性组件，在此实施 例中，电极组120包括相互绝缘的一工作电极121、一参考电极122、及一传感电极123。 各电极的至少一端位于连接区112中，用以电性连接至一测量装置。识别单元130设置在 连接区112中，且包括与绝缘基板110的第一侧116相距不同距离的多个识别接点。在图 1所示的实施例中，识别单元130为包括4个识别接点al-a4的直条状电性组件，且与电 极组120共同设置在绝缘基板110的同一表面上。一般来说，识别单元130所包括的电性 组件的数量、形状、以及形成于其上的识别接点的数量与一测量装置中的连接器(如图3 的连接器310)对应，然可依实际应用所需做出各种调整，本发明并不对此做出限制。此外，识别单元130可设置于绝缘基板110的任一表面上，并不局限与电极组122在同一表
绝缘基板110具有电绝缘性，其材料可包括但不限于聚氯乙烯(PVC)、玻璃 纤维(FR-4)、聚酯(polyester)、电木板(bakelite)、聚对苯二甲酸二乙醇酯(PET)、聚碳 酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、或陶瓷等。
电极组120的材料可为任何导电物质，例如碳胶、银胶、铜胶、金银混合胶、 碳银混合胶、或其类似物及组合等。在一实施例中，电极组120由一导电银胶层及位于 其上的一导电碳粉层所组成，其中导电碳粉层的阻抗一般远大于导电银胶层或其他金属 胶层。工作电极121及参考电极122的两端分别位于绝缘基板110的连接区112及传感 区114中，以分别与一测量装置(如图3的300)及一待测样品电性连接。在图1所示的 实施例中，传感电极123为与工作电极121及参考电极122电性绝缘的一门框型电极，其 两端均位于绝缘基板110的连接区112。当生化传感试片100置入测量装置后，传感电极 123将与测量装置间形成一回路，进而启动测量装置。需注意的是，本发明并不限制传 感电极123的构型，只要能与测量装置间形成一电性回路即可。一般来说，只要电极组 120中各电极的配置作用如上述，且各电极之间彼此绝缘即已足够，本发明并不限制各电 极之间的安排方式，亦不限制电极的数量，可根据实际应用所需而增加其他电极。
识别单元130可为各种具有导电性的电性组件，例如为具有被动组件的电性特 征的电性组件。在一实施例中，识别单元130可为一电阻，其材料与电极组120相同。 在另一实施例中，识别单元130可包括一或多个电阻、电容、电感、及/或其结合。识 别单元130上各识别接点的数量及配置方式不限，但一般来说识别单元130至少包括2个 以上与绝缘基板110的第一侧116相距不同距离的识别接点。连接区112可随应用所需 而进行移除，而位于连接区112中的识别接点的数量也将随连接区112的长度不同而有不 同。当生化传感试片100置入一测量装置时，测量装置可检测出识别单元130上的识别 接点的数量(或其所对应的电性特征)，借此而辨别生化传感试片100的种类，进而实行 相对应校正参数或模式进行测量。换句话说，本发明可借由对连接区112的不同位置进 行裁切，而使识别单元130具有不同数量的识别接点，使测量装置可据此而辨别生化传 感试片100。
绝缘垫高层140置于电极组120之上，且绝缘垫高层140包括一开口 141，以暴 露电极组120的一部分。一般来说，开口 141只要能够暴露出部分的工作电极121及部 分的参考电极122即已足够，本发明并不限制开口 141的形状。此外，绝缘垫高层140暴 露出绝缘基板110的连接区112，以使位于连接区112中的识别单元130以及电极组120 的一端可与一测量装置(如图3的测量装置300)电性相接。绝缘垫高层140的材料可包 括但不限于PVC绝缘胶带、PET绝缘胶带、热干燥型绝缘漆或紫外光固化型绝缘漆。此 外，在制造过程中，可将已裁切出开口 141的绝缘垫高层140放置于绝缘基板110与电极 组120上，亦可避开开口 141及绝缘基板110的连接区112的位置，而直接以印刷的方式 形成绝缘垫高层140于部分的绝缘基板110与导电层120之上。
上盖160置于绝缘垫高层140之上，且覆盖开口 141。介于绝缘基板110与上盖 160之间的部分形成一具毛细吸引力的取样空间(即反应区)，其中待测样品可由图1中 箭头方向导入反应区中。当取样空间的面积固定时，其体积可取决于绝缘垫高层140的厚度。一般而言，绝缘垫高层140的厚度介于约0.005毫米至约0.3毫米，然不在此限。
本发明的生化传感试片100还包括置于开口 141中的一反应层150，其具有专一 性识别生物材料或信号的能力。反应层150的材料随待测样品不同而有所不同，例如可 为一氧化还原酶或一电子媒介物(如亚铁类材料)，用以与待测样品产生化学反应。一般 而言，反应层150至少覆盖部分的工作电极121及参考电极122。
本发明的上盖160可为透明或半透明材质，以方便观察开口 141(即反应区)是 否已填入样品，避免样品未填入前即进行检测，而导致错误的测量结果。上盖160的接 近反应区的下表面可涂布一亲水材料，以加强反应区内部壁面的毛细作用，用以更迅速 有效地将样品导入反应区中。上盖160还包括相应于开口 141的一通气孔161，用以排出 反应区内的气体，以加强毛细作用，一般而言，通气孔161靠近开口 141内侧末端。本 发明并不限制通气孔161的形状，举例来说，通气孔161可为圆形、椭圆形、长方形、菱 形等。
同时参考图2A、2B、2C以及图3，图2A至2C为根据本发明不同实施例所示 出的生化传感试片200a、200b、及200c，而图3为对应图2A-2C的生化传感试片200a、 200b、及200c的一测量装置300。图2B、2C所示出的生化传感试片200b、200c分别为 图2A的生化传感试片200a改变试片长度后的态样，其中虚线表示已切除的部分，而实线 表示试片实际存在的部分。为方便说明，图2A、2B、2C并未示出绝缘垫高层及上盖。 参考图2A，生化传感试片200a包括一绝缘基板210、以及相互绝缘的一工作电极221、 一参考电极222、一传感电极223、及一直条状的识别单元230。在本实施例中，识别单 元230设置在绝缘基板210的连接区212中，且包括4个用以与图3的测量装置300电性 连接的识别接点al、a2、a3、及a4。此外，各电极位于连接区212中的一端分别具有用 以与测量装置300电性连接的检测接点a5-a8，如图2A所示。图2B及2C中的生化传感 试片200b及200c是借由移除图2B及2C中的虚线部分而形成。举例来说，图2B及2C 中的虚线部分可利用冲压制造工艺或机械加工制造工艺等技术进行裁切而移除。
接着参考图3，测量装置300用以搭配图2A-2C中的生化传感试片200a_200C 使用，其包括一连接器310及耦合至连接器310的一微处理单元320。微处理单元320 内建一数字数据325，其可例如为校正参数、检测模式、或其他信息等。生化传感试片 200a-200c通过与连接器310之间的耦合而与测量装置300电性相连。在此实施例中， 连接器310至少包括8个连接端子dl-d8，其分别对应生化传感试片200a中的识别接点 al-a4及检测接点a5-a8。
以图2A的生化传感试片200a为例，当生化传感试片200a以图3箭头所示方向 置入测量装置300时，工作电极221、参考电极222、传感电极223、及识别单元230上 的各接点al-a8将分别与连接器310中的各连接端子dl_d8相接，其中连接端子dl可提 供一接地功能。连接器310的连接端子d7及d8与传感电极223的检测接点a7及a8连 接后可形成一回路，此回路可用以启动测量装置300。相较于生化传感试片200a，图2B 的生化传感试片200b中连接区212的长度减少了 xl，因此当生化传感试片200b置入图 3的测量装置300时，各电极用与连接器310的连接端子d5-d8连接的检测接点a5_a8的 位置将因应连接区212长度的降低而下移xl，且连接器310中的连接端子dl_d3将分别 与生化传感试片200b的识别接点a2-a4连接，而连接端子d4则将与试片200b的识别单元230下方的不导电区域接触而无法形成电性通路。同样地，由于生化传感试片200c中 连接区212的长度减少了 x2，因此当图2C的生化传感试片200c置入图3的测量装置300 时，其各电极上的检测接点a5-a8的位置将因应连接区212长度的降低而下移x2，且连接 器310中的连接端子dl_d2将分别与生化传感试片200c的识别接点a3-a4连接，而连接 端子d3及d4则将与试片200c的识别单元230下方的不导电区域接触而无法形成电性通 路。因此，不同的生化传感试片将与连接器310形成不同的电性连接，而产生出不同的 识别信号至微处理单元320。微处理单元320可根据此识别信号进行识别，并自数据325 中选择相应此信号的校正参数或模式进行测量。换句话说，本实施例可通过改变试片的 长短，而改变识别单元的整体电性特征，进而改变试片与测量装置300间的电性连接关 系，使得测量装置可据此而辨别各生化传感试片的种类。此外，由于试片的长短将影响 到试片置入测量装置300中的深度，因此为确保生化传感试片中长度较短的各电极能与 测量装置300的各连接端子成功地电性连接，各电极位于连接区中的部分将预留足够的 长度。另一方面，识别单元230下方也将预留一空间，以避免测量装置300中的连接器 310在试片长度缩短时错误地接触到试片上的其他组件。在图2A-2C所示的实施例中， 当对连接区212进行裁切以改变识别接点的数量时，生化传感试片200a-200c的各电极的 长度并不随之改变。然而，在其他实施例中，生化传感试片上各电极的长度可随连接区 长度不同而不同。需注意，本发明并不限制电极的长度、形状、以及配置的方位，只要 能成功与测量装置电性连接即可。
再参考图3，测量装置300还包括用以显示各种测量结果的显示器330，以及用 以提供所需电源的一电源供应340。在另一实施例中，显示器330及电源供应340可为外 接装置，而不包括在测量装置300中。
图4A及4B为根据本发明其他实施例所示出的生化传感试片400a及400b，其中 为方便说明并未示出出各电极上的检测接点，而仅示出出识别单元上的识别接点。参考 图4A，生化传感试片400a包括一绝缘基板410a、以及相互绝缘的一工作电极421a、一 参考电极42&、一传感电极423a、及一识别单元430a，其中识别单元430a包括两个互相 绝缘的直条状被动组件43 及434a，其分别设置于绝缘基板410a的连接区41 中的二 侧。被动组件43 包括3个识别接点el、e2、及e3，而另一被动组件434a包括4个识 别接点e4、e5、e6及e7。配合测量装置中连接器的各连接端子的位置，试片上各个识别 接点可位于同一水平位置，也可以相互交错的方式设置于不同的水平位置。借由在试片 400a的不同位置进行裁切，各识别接点的位置将相应的向下移动，使得识别单元430a中 可电性连接至一测量装置的识别接点的数量也相应的减少。一般来说，识别单元可包括 的最小数量的识别接点为用以提供接地功能的识别接点、以及一个用以形成通路的识 别接点。此外，工作电极421a、参考电极42&、及传感电极423a在连接区41 中预留 足够的长度，其需确保当生化传感试片400a具有最小长度时时，仍能保持各电极与测量 装置间的电性连接。另一方面，被动组件43 及434a下方也需预留空间，用以在试片 长度缩短时与测量装置的连接器进行绝缘接触。
图4B中的生化传感试片400b包括一绝缘基板410b、以及相互绝缘的一工作电 极421b、一参考电极422b、一传感电极423b、及一识别单元430b，其中识别单元430b 包括互相绝缘且平行的三个直条状被动组件432b、434b、436b。被动组件432b包括4个识别接点fl、β、β及f4，被动组件434b包括3个识别接点f5、f6及f7，且被动组件 436b包括4个识别接点β、β, flO及fll。在此实施例中，识别接点f4、f7、及fll设 置在同一水平位置，识别接点fl及β设置在同一水平位置、识别接点f2及β设置在同一 水平位置、以及识别接点β及flO设置在同一水平位置，因此借由在试片的不同位置进行 裁切，可使识别单元430b产生出至少5种不同的电性特征，供测量装置进行生化传感试 片种类的识别。此外，被动组件432b、434b及436b下方需预留具有足够长度的空间， 且工作电极421b、参考电极42沈、及传感电极423b也需预留足够的长度，以确保在试片 长度缩短时，试片及测量装置间仍能正常运作。
请同时参考图5A、5B、5C以及5D，图5A为根据本发明另一实施例所示出的生 化传感试片500a，图5B及图5C示出将图5A的生化传感试片500a缩减不同长度后所形 成的生化传感试片500b及500c，而图5D为对应图5A-5C的生化传感试片500a_500C的 一测量装置中的一连接器570的示意图。参考图5A，生化传感试片500a包括一绝缘基板 510、以及相互绝缘的一工作电极521、一参考电极522、一传感电极523、及包括两个直 条状被动组件532及534的一识别单元530。生化传感试片500a还包括一凹槽518在两 被动组件532及534之间。如图5A所示，被动组件532包括识别接点gl、g2、及g3， 被动组件534包括识别接点g4、g5、g6、及g7，而各电极的一端分别包括检测接点g8、 g9、glO、及gll，上述接点均用以与一测量装置电性连接。在此实施例中，可选择性地 沿位置ζ 、τ2、z3、或z4对生化传感试片500a进行裁切，其可使识别单元530产生出5 种不同的电性特征，其中沿位置zl裁切生化传感试片500a将形成图5B中的生化传感试 片500b，而沿位置τ2裁切生化传感试片500a将形成图5C中的生化传感试片500c。
接着参考图5D，连接器570用以搭配图5A-5C中的生化传感试片500a_500C使 用，其包括对应生化传感试片500a中各接点gl-gll的连接端子hl-hll以及对应凹槽518 的一挡板575。当生化传感试片500a、500b、或500c沿图5D的箭头所示方向与连接器 570接合时，凹槽518可与挡板575卡合，以固定生化传感试片500a、500b、或500c进 入测量装置的位置。换句话说，生化传感试片500a、500b、或500c置入测量装置中的深 度由凹槽结构518与其所对应的测量装置中的文件板结构575所决定，而不受试片本身长 度的影响。因此，不同于图2A-2D所示的实施例，生化传感试片500a、500b、及500c 上各电极的检测接点g8-gll的位置并不会随试片的长度改变而改变。当图5A的生化传 感试片500a与连接器570连接时，其识别接点gl_g7分别与连接器570的连接端子hl_h7 连接。当图5B的生化传感试片500b与连接器570连接时，其识别接点gl_g3及g5_g7 分别与连接器570的连接端子hl_h3及h5-h7连接，而连接器570中的连接端子h4则形 成开路结构。当图5C的生化传感试片500c与连接器570连接时，其识别接点g2-g3及 g5_g7分别与连接器570的连接端子h2-h3及h5-h7连接，而连接器570的连接端子hi及 h4则形成开路结构。需注意的是，本发明并不限制凹槽518及挡板575的形状及位置， 举例来说，凹槽518可为锯齿状或阶梯状的接合结构，而文件板575可为各种在结构上可 与此接合结构互相对应而可固定试片位置的结构即可。
请同时参考图6A、6B、6C以及6D，图6A为根据本发明又一实施例所示出的生 化传感试片600a，图6B及图6C示出将图6A的生化传感试片600a缩减不同长度后所形 成的生化传感试片600b及600c，而图6D为对应图6A-6C的生化传感试片600a_600C的一测量装置的一连接器670的示意图。参考图6A，生化传感试片600a包括一绝缘基板 610、以及相互绝缘的一工作电极621、一参考电极622、一传感电极623、一直条状的识 别单元630、及一阶梯状结构618。在此实施例中，识别单元630包括识别接点il、i2、 i3、及i4，其位置分别对应至阶梯状结构618的不同阶梯位置。图6B中的生化传感试片 600b是借由裁切生化传感试片600a中阶梯状结构618的一阶梯而形成，而图6C中的生 化传感试片600c是借由裁切生化传感试片600a中阶梯状结构618的二阶梯而形成。 接着参考图6D，连接器670用以搭配图6A_6C中的生化传感试片600a_600C使 用，其包括对应生化传感试片600a中各接点il-i8的连接端子jl-j8，以及对应阶梯状结构 618的一阶梯状挡板675。当生化传感试片600a、600b、或600c沿图6D的箭头所示方向 与连接器670接合时，阶梯状结构618将与文件板675接触或卡合，借此而固定试片置入 测量装置中的深度。因此，生化传感试片600a、600b、及600c的检测接点i5_i8的位置 并不会随着试片的长度改变而改变。同样地，与图5A-5D所示的实施例类似，当图6B 的生化传感试片600b与连接器670连接时，连接器670的连接端子jl则形成开路结构， 而当图6C的生化传感试片600c与连接器670连接时，连接器670的连接端子jl及j2则 形成开路结构。接着，同时参考图7A、7B、7C以及7D，图7A为根据本发明再一实施例所示出 的生化传感试片700a，图7B及图7C示出将图7A的生化传感试片700a缩减不同长度后 所形成的生化传感试片700b及700c，而图7D为对应图7A-7C的生化传感试片700a_700C 的一测量装置的一连接器710的示意图。图7A-7C中的生化传感试片700a-700c的结构 分别与图6A-6C中的生化传感试片600a-600c类似，除了识别单元730为一锯齿状的被动 组件，且邻接阶梯状结构718而设置。在此实施例中，识别单元730所包括的识别接点 11、12、13、及14分别对应阶梯状结构718的每一阶梯而设置。参考图7D，连接器770 用以搭配图7A-7C中的生化传感试片700a-700c使用，其结构与图6D中的连接器670类 似，除了连接端子ml_m4邻接一阶梯状挡板775而设置，以对应生化传感试片700a中的 识别接点11-14。图7A-7D的其他组件的功能与图6A-6D中各对应组件类似，故不赘述。 由上述各实施例可知，本发明的识别单元可包括各种形状的被动组件，例如直条状、阶 梯状、波浪状、弧形、或直角形等等。图8为根据本发明另一实施例示出的生化传感试片800的分解示意图，其包括一 绝缘基板810、一电极组820、一识别单元830、一绝缘垫高层840、一反应层850、以及 具有一通气孔861的一上盖860。绝缘基板810具有相交的第一侧816及第二侧818，其 中沿第二侧818可定义出具有不同功能的一连接区812及一传感区814。比较图1及图8 所示的两实施例，图8中生化传感试片800的第一侧816的长度大于第二侧818的长度， 而图1中生化传感试片100的第一侧116的长度则小于第二侧118的长度。在此实施例中，电极组820包括多个相互绝缘的工作电极821及参考电极822， 其中工作电极821及参考电极822的两端分别位于连接区812及传感区814中，以分别与 一测量装置(如图11的1100)及一待测样品电性连接。识别单元830设置在绝缘基板 810的连接区812中，且包括设置于电极组820的二侧的直条状被动组件831及832。一 般来说，被动组件831及832可各自包括多个与绝缘基板810的第一侧816相距不同距离 的识别接点，用以与一测量装置电性连接。在此实施例中，被动组件831包括3个识别接点nl、n2、及n3，而被动组件832也包括3个识别接点n4、n5、及n6。此外，各电 极位在连接区812中的一端也分别具有用以与一测量装置电性连接的检测接点n7及nS。 图8的其他组件的功能与图1中各对应组件类似，故不赘述。参考 图8，根据试片种类或批次的不同，可选择性地移除部分的连接区812，借 以改变识别单元830所包括的识别接点的数量，使识别单元830可产生出各种不同的电性 特征。一般来说，可沿着平行第一侧816的方向，对连接区812的不同位置进行裁切， 以调整连接区812的长度，进而调整识别接点的数量。在此实施例中，电极组820上的 检测接点n7及n8的位置将随连接区812的长度不同而不同。此外，参考图8，由于并无 任何其他组件形成于绝缘基板810右半部之上，因此试片的右半部可做为供使用者握持 的一手持部，增加操作上的便利性。图9为根据本发明又一实施例示出的生化传感试片900的分解示意图，其包括一 绝缘基板910、一电极组920、一识别单元930、一绝缘垫高层940、一反应层950、以及 具有一通气孔961的一上盖960。绝缘基板910具有相交的第一侧916及第二侧918，其 中沿第二侧918可定义出具有不同功能的一连接区912及一传感区914。识别单元930 包括两个直条状被动组件931及932，且不同于图8中所示的实施例，被动组件931及 932可同时位于连接区912及传感区914中。在此实施例中，被动组件931包括识别接 点pl_p3、被动组件932包括识别接点p4-p6、而工作电极921及参考电极922分别包括 检测接点p7及p8，其分别用以与一测量装置电性连接。一般来说，各识别接点及检测 接点均位于连接区912中，且识别接点的数量随连接区912长度不同而不同。值得一提 的是，绝缘垫高层940只需要能够在传感区914中定义出一个可容纳待测样品的反应区即 可，本发明并不限制其形状及大小。同时参考图10A、10B、IOC以及图11，图IOA至IOC为根据本发明不同实施例 所示出的生化传感试片1000a、1000b、及1000c，而图11为对应图10A-10C的生化传感 试片1000a、1000b、及1000c的一测量装置1100。参考图10A，生化传感试片IOOOa包括 绝缘基板1010、电极组1020、识别单元1030、及绝缘垫高层1040。电极组1020包括相 互绝缘的工作电极1021及参考电极1022，且识别单元1030包括被动组件1031及1032。 绝缘垫高层1040覆盖绝缘基板1010的一部分，其中绝缘基板1010未被绝缘垫高层1040 的部分形成一连接区1012及一反应区1041。被动组件1031及1032上的识别接点ql_q7 以及各电极上的检测接点q8_q9均位于连接区1012中，用以与图11中的测量装置1100电 性连接。在此实施例中，除了识别接点ql及q4设置在同一水平位置外，其他识别接点 q2_q3及q5_q7则以相互交错的方式设置于不同的水平位置。图10B、IOC所示出的生化 传感试片IOOOb及1000c分别为图IOA的生化传感试片1000a改变试片长度后的态样，其 中虚线表示已切除的部分，而实线表示试片实际存在的部分。图IOB及IOC中的虚线部 分可利用冲压制造工艺或机械加工制造工艺等技术进行裁切而移除。接着参考图11，测量装置1100用以搭配图10A-10C中的生化传感试片 lOOOa-lOOOc使用，其包括一连接器1110、耦合至连接器1110的一微处理单元1120、用 以显示各种测量结果的显示器1130，以及用以提供所需电源的一电源供应1140，其中微 处理单元1120内建一数字数据1125。在此实施例中，连接器1110至少包括9个连接端 子rl-r9，其分别对应生化传感试片1000a中的识别接点ql-q7及检测接点q8-q9，其中连接端子r4可提供一接地功能。 当图10A-10C的生化传感试片lOOOa-lOOOc沿图11中箭头所示方向与连接器 1110接合时，试片的长度将会影响试片置入测量装置1100中的深度，进而影响与连接器 1110间的连接形式。举例来说，当生化传感试片1000a置入测量装置1100时，识别接点 ql-q7将分别与连接器1110中的连接端子rl_r7相接，且各电极上的检测接点q8_q9将分 别与连接器1110中的连接端子r8-r9相接。另一方面，当图10B的生化传感试片1000b 置入图11的测量装置1100时，因应连接区1012长度的降低，用以与连接器1110相接的 试片1000b上的识别接点ql_q7及检测接点q8_q9的位置也将下移。在此实施例中，识 别接点q7的位置将下移至绝缘垫高层1040上而无法形成与连接器1110的连接端子r7形 成通路。同样地，当图10C的生化传感试片1000c置入图11的测量装置1100时，识别 接点ql_q7及检测接点q8_q9的位置将进一步向下移，使得识别接点q3及q7的位置下移 至绝缘垫高层1040上而无法形成通路。换句话说，对应识别接点q3及q7的连接器1110 中的连接端子r3及r7将形成开路结构。因此，本实施例可通过改变试片的长短，进而改 变试片与测量装置1100间的电性连接关系，以产生出不同的通路及开路信号供微处理单 元1120识别试片种类。图12A、12B及12C为根据本发明其他实施例所示出的具有不同识别单元结构的 生化传感试片1200a、1200b、及1200c。在图12A所示的实施例中，生化传感试片1200a 包括工作电极1221、参考电极1222、及识别单元1230a，其中识别单元1230a包括四个互 相绝缘的直条状被动组件1231a、1232a、1233a、及1234a，其分别设置于绝缘基板410a 的连接区1212中。在图12B所示的实施例中，生化传感试片1200b的识别单元1230b包 括二个互相绝缘的直条状被动组件1231b及1232b，其中被动组件1231b及1232b同时位 于连接区1212及传感区1214中。在图12C所示的实施例中，生化传感试片1200c的识 别单元1230c包括四个互相绝缘的直条状被动组件1231c、1232c、1233c、及1234c，其同 时位于连接区1212及传感区1214中。由图12A-12C可看出，本发明的识别单元可包括 各种数量的被动组件，且各个被动组件的分布方式及其所包括的识别接点的数量及位置 均可依实际应用所需而进行各种调整。图13根据本发明的一实施例所示出的生化传感试片的制造方法的流程图。首 先，在步骤S1300中，提供一绝缘基板，其可定义出一连接区及一传感区。接着，在步 骤S1310形成一识别单元以及包括至少两个互相绝缘的电极的电极组于绝缘基板上。识 别单元可完全地分布在连接区内，也可同时位于连接区及传感区内。识别单元可包括一 或多个被动组件，且每个被动组件可包括一个以上识别接点。一般来说，识别单元所包 括的识别接点分布于连接区内。识别单元及电极组可例如使用网印(screen printing)、压 印(imprinting) > 热转印法(thermal transfer printing) > 方 转涂布法(spin coating) > 或喷墨 印刷(ink-jetprinting)等技术形成于绝缘基板上。在本发明的一实施例中，电极组包括相 互绝缘的一参考电极及一工作电极。在本发明的另一实施例中，电极组包括相互绝缘的 一参考电极、一工作电极、及一传感电极。接着，在步骤S1320中，提供一绝缘垫高层 以覆盖部分的电极组，其中绝缘垫高层在对应绝缘基板的传感区的部分具有一开口，此 开口暴露电极组的一部分而形成一反应区。此外，绝缘垫高层不会覆盖绝缘基板的连接 区，因此位于连接区中的识别单元及部分的电极组将不会被绝缘垫高层所覆盖，而可与一测量仪器电性连接。绝缘垫高层的制造方法可为将已裁切出开口的绝缘垫高层放置于 绝缘基板与电极组之上，亦可以印刷的方式避开开口及绝缘基板的连接区的位置，而直 接在绝缘基板上形成绝缘垫高层。接着，在步骤S1330中，提供一反应层于反应区中， 用以与样品产生化学反应，其中反应层的材料可随所欲检测的样品不同而有所不同。在 步骤S1340中，提供一上盖在绝缘垫高层之上，其至少覆盖住反应区，使得介于绝缘基 板与上盖之间的反应区形成一具毛细吸引力的取样空间。另外，上盖的表面亦可涂布一 亲水材料，并将涂有亲水材料的表面朝下以接触绝缘垫高层。接着，在步骤S1350中， 使用例如冲压制造工艺或机械加工制造工艺等技术，形成单一生化传感试片的外型，并 可根据试片的批次、型号或功能等的不同而选择性地移除部分的连接区及位于其上的识 别单元的部分，其改变了试片的长度，同时也改变识别单元所含识别接点的数量。由 前述各实施例可知，试片的长度可能是指试片较长边的长度，也可能指试片较短边的长 度，需视试片上各组件的位置及相对关系而定。在另一实施例中，可搭配识别单元的形 状及位置而在基板的连接区中切割出一凹槽、一阶梯状结构、或其他特定形状的结构。本发明的识别单元可借由改变试片 长度而改变其电性特征，使测量装置可检测 其电性特征而识别出试片的种类，进而可用以指定在测量装置中所内建的数据以进行一 校正动作，其中测量装置内建有多组相应于试片上识别单元的不同电性特征的校正参 数、检测模式、或其他信息。本发明所揭示的生化传感试片不但达到无须密码卡的目的 并减少密码卡制造成本、提高了检测方便性、且可避免人为操作的疏失。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用以限定本发明的范围；凡其它 未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包括在本发明的范围内。
权利要求
1.一种具识别功能的生化传感试片，包括 一绝缘基板，具有相交的一第一侧及一第二侧； 一电极组，设置于该绝缘基板之上；以及一识别单元，设置于该绝缘基板上，其中该识别单元包括多个识别接点，且该多个 识别接点设置在相距该绝缘基板的该第一侧的不同距离处； 其中该识别接点的数量随该第二侧的一长度不同而不同。
2.根据权利要求1所述的生化传感试片，其中该识别单元为一或多个被动组件。
3.根据权利要求2所述的生化传感试片，其中每一该一或多个被动组件呈一直条状、 一阶梯状、一波浪状、一弧形、或一直角形。
4.根据权利要求1所述的生化传感试片，其中该第二侧的该长度是借由一冲压制造工 艺或一机械加工制造工艺对该生化传感试片进行裁切而调整。
5.根据权利要求1所述的生化传感试片，其中该绝缘基板的该第一侧呈一锯齿状、一 阶梯状、或一凹槽状。
6.根据权利要求1所述的生化传感试片，其中该第二侧的该长度大于该第一侧的一长度。
7.根据权利要求1所述的生化传感试片，其中该第二侧的该长度小于该第一侧的一长度。
8.—种具识别功能的生化传感试片，包括一绝缘基板，具有相交的一第一侧及一第二侧，且具有沿该第二侧而定义的一连接 区及一传感区；一电极组，设置于该绝缘基板之上，其中该电极组的一端位于该连接区中；以及 一识别单元，设置于该绝缘基板之上，其中该识别单元包括与该绝缘基板的该第一 侧相距不同距离且位在该连接区内的多个识别接点；其中该连接区具有一可变长度，且该识别接点的数量随该可变长度不同而不同。
9.根据权利要求8所述的生化传感试片，其中该识别单元为一或多个被动组件。
10.根据权利要求9所述的生化传感试片，其中该一或多个被动组件完全地设置于该 连接区中。
11.根据权利要求9所述的生化传感试片，其中部分的该一或多个被动组件位于该连 接区中，且部分的该一或多个被动组件位于该传感区中。
12.—种测量装置，用以搭配一生化传感试片使用，其中该生化传感试片具有一绝缘 基板、设置于该绝缘基板上的一电极组、以及设置于该绝缘基板上的一识别单元，该识 别单元包括多个识别接点，且该多个识别接点设置在相距该绝缘基板的该第一侧的不同 距离处，其中该绝缘基板具有与该第一侧相交的一第二侧，且该识别接点的数量随该第 二侧的一长度不同而不同，该测量装置包括一连接器，包括相应于该电极组及该多个识别接点的多个连接端子，其中该多个连 接端子电性耦合至该电极组及该多个识别接点，并接收对应该多个识别接点的一信号； 以及一微处理单元，耦合至该连接器以接收来自该连接器的该信号。
13.根据权利要求12所述的测量装置，其中该电极组与该连接端子间电性耦合的位置随该绝缘基板的该第二侧的该长度不同而不同。
14.根据权利要求12所述的测量装置，其中该连接器还包括一挡板，用以固定该电极 组与该连接端子间电性耦合的位置。
15.—种生化传感系统，包括一生化传感试片，具有一绝缘基板、设置于该绝缘基板上的一电极组、以及设置于 该绝缘基板上的一识别单元，该识别单元包括多个识别接点，且该多个识别接点设置在 相距该绝缘基板的该第一侧的不同距离处，其中该绝缘基板具有与该第一侧相交的一第 二侧，且该识别接点的数量随该第二侧的一长度不同而不同；以及一测量装置，具有一微处理单元与一连接器，其中该连接器包括相应于该电极组及 该多个识别接点的多个连接端子，其中该多个连接端子电性耦合至该电极组及该多个识 别接点，并接收对应该多个识别接点的一信号，该微处理单元耦合至该连接器以接收来 自该连接器的该信号。
16.根据权利要求15所述的生化传感系统，其中该识别单元为一或多个被动组件。
17.根据权利要求15所述的生化传感系统，其中该绝缘基板的该第一侧包括一接合结 构，且该连接器包括对应该接合结构的一文件板，其中当该多个连接端子电性耦合至该 电极组及该多个识别接点，该接合结构与该文件板接触，以固定该电极组与该连接端子 间电性耦合的位置。
18.—种生化传感系统，包括一生化传感试片，具有一绝缘基板、一电极组、以及一识别单元，该绝缘基板具 有相交的一第一侧及一第二侧且具有沿该第二侧而定义的一连接区及一传感区，该电极 组设置于该绝缘基板之上且该电极组的一端位于该连接区中，该识别单元设置于该绝缘 基板之上且包括与该绝缘基板的该第一侧相距不同距离且位于该连接区内的多个识别接 点，其中该连接区具有一可变长度，且该识别接点的数量随该可变长度不同而不同；以 及一测量装置，具有一微处理单元与一连接器，其中该连接器用以电性耦合至该连结 区以接收对应该多个识别接点的一信号，且该微处理单元耦合至该连接器以接收来自该 连接器的该信号。
19.一种制造一生化传感试片的方法，包括以下步骤提供一绝缘基板，该绝缘基板包括一连接区及一传感区；形成一电极组及一识别单元于该绝缘基板上，其中至少部分的该识别单元形成于该 连接区中；提供一绝缘垫高层以覆盖部分的该电极组，该绝缘垫高层暴露该连接区及部分的该 传感区，其中所暴露的该部分的传感区形成一反应区；提供一反应层在该反应区中；提供一上盖以覆盖该反应区；以及根据该生化传感试片的种类，选择性地切除部分的该连接区及部分的该识别单元。
20.根据权利要求19所述的方法，其中该电极组及该识别单元使用网印、压印、热转 印法、旋转涂布法、或喷墨印刷而形成于该绝缘基板上，且其中该切除步骤使用冲压制 造工艺或机械加工制造工艺而执行。
全文摘要
本发明公开一种具识别功能的生化传感试片、测量装置、生化传感系统、及生化传感试片的制造方法。本发明的生化传感试片包括一绝缘基板、设置于绝缘基板上的一电极组、以及设置于绝缘基板上的一识别单元。绝缘基板具有相交的第一侧及第二侧。识别单元包括多个识别接点，且此多个识别接点设置在相距绝缘基板的第一侧的不同距离处。识别接点的数量随绝缘基板第二侧的长度不同而不同。
文档编号G01N27/26GK102023180SQ20091017590
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月18日 优先权日2009年9月18日
发明者朱清渊, 杨孟文, 林岳晖, 沈燕士, 罗孟伦, 黄英哲 申请人:五鼎生物技术股份有限公司