生化试片及其制造方法_2

文档序号:9842705阅读:来源:国知局
片100,包括绝缘基板 110、电极单元120、第一绝缘隔片130、反应层140以及第二绝缘隔片150。在本实施例中, 生化试片100为用以接收使用者的血液样品的电化学试片,用以测量血液中血糖、胆固醇、 尿酸、乳酸、血红素等的数值。但本发明并不限于此,在其他实施例中,生化试片100也可用 于任何液态样品中,只要能与反应层140产生电化学反应或是具有专一性辨别生物材料或 信号的能力即可。
[0068] 绝缘基板110为具有平整的表面、具有电绝缘性以及可耐40°C~120°C的耐热能 力的基材。在一实施例中,绝缘基板110的材料可包含聚氯乙烯(PVC)、玻璃纤维(FR-4)、聚 酯(polyester suphone)、电木板(bakelite)、聚对苯二甲酸二乙酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、 聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、玻璃板、陶瓷或上述材料的任意组合。当然,绝缘 基板110的材料并不仅限于此。
[0069] 如图2所示,电极单元120位于绝缘基板110上。电极单元120包含互相绝缘的 工作电极122、参考电极124以及辨识电极126、128。在本实施例中,辨识电极126、128配 置于工作电极122、参考电极124的外侧。但电极单元120的配置可因应各种需求而异,并 不限制这些电极之间的安排方式,也不限制电极的数量,设计者可根据实际应用所需而增 减电极,本发明并不限于此。
[0070] 在本实施例中,辨识电极126、128可通过后续过程中从采样口 138进入的液态样 品L而导通,因此启动测量步骤。而工作电极122与参考电极124则是用以判断后续过程 中进入的液态样品L是否与反应层140进行电化学反应或是产生专一性辨别生物信号。但 本发明并不限于此,在另一实施例中,也可利用辨识电极126、128进行干扰物的测量。举例 来说,当工作电极122、参考电极124在进行血糖测量时,其可通过干扰物的测量值来校正 血糖值。另一方面,在其他实施例中,也可通过辨识电极126、128进行第一样品浓度检测, 而工作电极122、参考电极124进行第二样品浓度检测。电极单元120的材料可为任何导电 物质,例如钯胶、铂胶、金胶、钛胶、碳胶、银胶、铜胶、金银混合胶、碳银混合胶、或上述导电 材料的任意组合。在一实施例中,电极单元120是由一导电碳粉层所构成。在另一实施例 中,电极单元120是由一金属层所构成。又一实施例中,电极单元120是由一导电银胶层及 位于其上的导电碳粉层所组成,上述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。
[0071] 第一绝缘隔片130位于电极单元120上。第一绝缘隔片130具有开口 132,开口 132至少暴露部分工作电极122与参考电极124。具体来说,开口 132包括第一区134、第二 区136以及采样口 138。第一区134位于开口 132的第一侧S1 ;采样口 138位于开口 132 的第二侧S2 ;而第二区136位于第一区134与采样口 138之间。在本实施例中,开口 132只 要能暴露测量所需的部分工作电极122与参考电极124即可,本发明并不限制开口 132的 面积与形状。在一实施例中,第一绝缘隔片130的材料可包含但不限于聚氯乙烯绝缘胶带、 乙烯对苯二甲酸酯绝缘胶带、热干燥型绝缘漆或紫外光固化型绝缘漆。
[0072] 反应层140位于开口 132中。反应层140至少覆盖对应于开口 132的工作电极122 与参考电极124,以进行电化学反应或是产生专一性辨别生物信号。而反应层140包括至少 一活性物质及导电介质,用以与液态样品L (可例如是血液)产生化学反应。一般而言,反应 层140的面积小于或等于开口 132的面积,而且反应层140只要能与液态样品L进行化学 反应即可,其形状并不设限。在一实施例中,活性物质是指包括经固定化或未固定化的酶, 如葡萄糖氧化酶、抗原、抗体、微生物细胞、动植物细胞、动植物组织具有生物性辨识能力的 成分。导电介质是用以接收活化物质与血液样品反应后所产生的电子,并将所述电子经由 电极单元传导到生物测量仪。其组成可以但不限于酶(如葡萄糖糖化酶)、导电介质(如赤 血盐)、磷酸盐缓冲液、保护剂(如蛋白、糊精、葡萄聚糖、氨基酸等)。
[0073] 第二绝缘隔片150位于第一绝缘隔片130以及反应层140上。由于第二绝缘隔片 150完全覆盖在反应层140上,其使得反应层140的上、下以及三侧壁(除了采样口 138以 外)被第二绝缘隔片150、绝缘基板110以及第一绝缘隔片130包围而形成的管状空间。当 液态样品L进入上述管状空间时,液态样品L在管状空间内的附着力会大于液态样品L的 内聚力,而使得液态样品L持续前进。此时,液态样品L会与管状空间中的反应层140接触, 使得液态样品L与反应层140中的活性物质及导电介质混合,以在管状空间中形成反应区 142 (如图3A所示)。在本实施例中,第一区134的宽度%可小于第二区136的宽度W2,使 得液态样品L可更快速地填入第一区134与第二区136中,以便于进行后续的电化学反应。 但本发明并不限于此,在其他实施例中,第一区134的宽度1也可等于第二区136的宽度 W2〇
[0074] 此外,为了让使用者可以看到液态样品L注入反应区142的状况,在本实施例中, 第二绝缘隔片150具有透明观测区152。透明观测区152暴露至少一部分的反应区142,以 便于观测反应区142中液态样品L注入的情况。举例来说,若使用者从透明观测区152观 测到液态样品L已填满,代表液态样品L的容量已足够,则不需要再注入液态样品L。反之, 若从透明观测区152观测到液态样品L尚未填满而存在空白处,则使用者便能够继续提供 液态样品L。当然,第二绝缘隔片150的透明观测区152的形状并不仅限于上述设计,设计 者可根据实际应用所需而定。
[0075] 在本实施例中,第二绝缘隔片150还包括辨识单元154,辨识单元154位在第二绝 缘隔片150上远离透明观测区152的一端。辨识单元154包含多个电性元件,这些电性元 件的配置位置、数量、形状可用来辨别生化试片100的种类,进而采行相对应校正参数或模 式进行量测。换言之,上述电性元件的数量及位置决定生化试片100的辨识码,使例如是生 物测量仪等装置可据此而辨别生化试片100的种类。
[0076] 电性元件可为各种具有导电性的电性元件,例如为具有被动元件的电性特征的电 性元件。在一实施例中,电性元件可为电阻,其材料与电极单元相同,其形成方法可例如为 网印(screen printing)、压印(imprinting)、热车专印法(thermal transfer printing)、方定 转涂布法(spin coating)、喷墨印刷(ink-jet printing)、雷射剥镀(laser ablation)、沉 积(deposition)、电镀(electroplating)、等技术。在另一实施例中,辨识单元154所包含 的电性元件也可为电阻、电容、电感、和/或其结合。
[0077] 值得注意的是,如图2所示,绝缘基板110具有第一排气孔115。第一排气孔115 配置于开口 132的第一侧S1的绝缘基板110中,也就是位于第一绝缘隔片130中的反应区 142的末端,且与开口 132重叠(如图3A所示)。第二绝缘隔片150具有第二排气孔155, 其配置于开口 132的第一侧S1的第二绝缘隔片150中,也是位于第一绝缘隔片130中的反 应区142的末端,且与开口 132重叠。第一排气孔115与第二排气孔155用以排出反应区 142内的气体,以避免液态样品L被气泡堵住而无法在反应区142内顺利前进。
[0078] 在以下的实施例与附图中,相同或相似的标号代表相同或相似的元件,以简化说 明。举例来说,第一排气孔115与第一排气孔215a、215b以及215c皆为相同或相似的元件, 在此便不再逐一赘述。
[0079] 本发明并不限制第一排气孔115与第二排气孔155的形状,在本实施例中,第一 排气孔115与第二排气孔155的形状为多边形,其可例如是:方形、矩形、圆形、椭圆形或三 角形等,下面举出其中一实施例以供参考。图4A至图4C分别是本发明其他实施例的生化 试片的俯视示意图。如图4A所示,第一排气孔215a与第二排气孔255a的形状皆为方形, 两者皆位于开口 232a的末端且至少部分重叠。如图4B所示,第一排气孔215b与第二排气 孔255b的形状皆为矩形,其宽度恰等于开口 232b的宽度。第一排气孔215b与第二排气孔 255b位于开口 232a的末端且至少部分重叠。如图4C所示,第一排气孔215c的形状为三角 形,而第二排气孔255c的形状为方形,第一排气孔215c的三角形的其中一角与第二排气孔 255c的方形的其中一边至少部分重叠。
[0080] 此外,本实施例的第二绝缘隔片150在位于反应区142的下表面可涂布亲水性材 料(未示出),以加强反应区142的内部壁面的毛细作用,使得液态样品L能够更迅速且有 效地被导入反应区142中。
[0081] 请重新参照图3A,在本实施例中,第一排气孔115与第二排气孔155至少部分重 叠以形成断崖,且第一排气孔115与开口 132的第一侧S1的距离小于第二排气孔155与开 口 132的第一侧S1的距离。换言之,第二排气孔155较第一排气孔115接近采样口 138,所 以,当液态样品L通过采样口 138
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