生物传感器测试元件以及其制造方法

专利名称：生物传感器测试元件以及其制造方法
生物传感器测试元件以及其制造方法发明领域
本发明涉及生物传感器测试元件领域，例如测试条。其例如在测试人的血糖水平中具有功用。
背景本发明是对在先测试条以及如何制造它们的改进。本测试元件可用于各种适应症，包括但不限于血液测试(如葡萄糖水平)，以及用于甘油三酯测试、酮测试、HbAlC条、凝固测试、连续葡萄糖(或其他分析物)监测、及其他。
目前，在某些条中，通过在整个基材卷上溅射一层非常薄的金层而产生金属轨迹 (track)，而后用激光烧蚀或激光划片来使轨迹图案化，激光烧蚀特别使得能够得到更高的精确度。这是一种减成法，其导致贵金属的损失(其某些后来可以被回收利用)以及显著的能量消耗。
其他方法包含另外的步骤，如喷墨印刷等，和达到Bentley等人的美国专利公开 2005/0130397和2005/0153078中公开的程度，但是未能公开在此所述的其他特征和益处。
一个目标是提供改善的测试元件及其制造方法。
概述该目标以及可能在此陈述或者由本领域内的普通技术人员在看到本公开后另外认识到的其他目标可以通过本发明达到。本发明可以包括生物传感器测试元·件，其可以包括基材和一种或多种金属的导电层，通常呈电极图案。这些金属可以是单独的或组合的，或者在分离的层中、邻接、和/或其组合。它们可以烧结在一起。可以使用一个或多个高能宽谱光脉冲烧结金属。在本发明的某些方面中，为了任何目的而暴露于这样的脉冲可以被称为“脉冲锻造(pulse forging)”。可以通过印刷、高速印刷或其他方式施加金属。其可以在墨水载体并被在基材上固化。
而且，可以在基本上与所述电极图案相符的墨水层上提供导电第一金属层。在其上还可以有另一层导电金属。典型地，第二金属与第一金属不同。通常，在金属层上施加一层试剂，在一个实施方案中，该第二金属基本上不与该试剂反应。
在测试条上可以有具有不同电阻率的电走线(electrical trace),例如用于机器可读校准(calibration)、批鉴定(lot identification)或其他。对于不同走线或其部分， 该电阻率可以通过使用不同的固化量来控制，如通过一个或多个高能宽谱光脉冲。
本发明可以包括制造测试元件的方法。
附图简述

图1A-1是根据本发明的装置的一个实例的顶部平面图。图1A-1显示了位于单个基材上的成组或成套的三个该装置，用于随后的分离。
图1A-2是根据本发明的装置的一个实例的底部平面图。图1A-2显示了位于单个基材上的成组或成套的三个该装置，用于随后的分离。
图1B是图1A的装置的顶部平面细节。
图1C是穿过图1A的装置的电走线的局部侧截面图。
图ID是穿过电走线的另一局部侧截面图。图1E是穿过电走线的另一局部侧截面图。图1F是穿过电走线的另一局部侧截面图。图2是在基材上的导电性喷墨技术(“CIT”)墨水的照片。图3是在基材上的化学镀铜的CIT墨水的照片。图4是在基材上的化学镀铜和化学镀金的CIT墨水的照片。图5是在基材上的化学镀铜和浸镀金的CIT墨水的照片。图6是在基材上的薄膜CIT墨水的照片。图7是在基材上化学镀铜的薄膜CIT墨水的照片。图8是在基材上化学镀铜和化学镀金的薄膜CIT墨水的照片。图9是在基材上化学镀铜和浸镀金的薄膜CIT墨水的照片。优选实施方案简述
为了增进对本发明的原则的理解，现在参考本文解释和/或说明的实例，有时被称为 实施方案。这些仅仅是实例。其从不被理解为对本发明的范围的限制。对描述的方法、系 统或装置的修改或进一步改进，在此描述的本发明的原则的任何进一步应用，都是本发明 所属领域内的技术人员在现在和/或未来根据本文献所可以预期通常将发生的。如在权利要求和说明书中所用的，以下术语具有下列定义
术语“固化墨水”表示呈固体或半固体形式的墨水，其已经被干燥、熔融和/或凝固(通 过蒸发或其他方式)、加热、暴露于化学反应、和/或暴露于高能脉冲光和/或某种形式的能 量或辐射，如紫外(UV)光或其他，和/或其任何组合。术语“化学镀”表示在不使用施加的电流的情况下沉积、镀覆或以其它方式覆盖接 受表面。这包括，但不限于浸镀，如向铜或镍或两者上浸镀金。请注意，“化学镀”在此与术 语“无电镀”同义。术语“化学镀液沉积物”表示源自化学镀方法的导电金属的固体沉积物、镀层或其他层。术语“高能宽谱光”表示电磁光谱中的(可见、非可见、或两者)光，其具有(a)等 于或大于约180焦耳的能量，任选但是更优选大于约2000焦耳jP(b)具有多于一个波长 的光，频率差为至少约180纳米，任选但更优选频率差相隔至少1100纳米。其可以，但非必 须地，包括脉冲锻造。术语“高速印刷”表示以每分钟约3米或更快的介质线速度印刷，所述介质为正在 其上进行印刷的介质。 术语“喷墨印刷”表示一种印刷方法,其中从喷嘴中喷出的墨水微滴被弓I导到表面 上，如在计算机控制下的基材。其还包含喷射印刷、连续喷射印刷或使用任何类型的液滴分 配技术的其他印刷。术语“激光烧蚀”表示通过用激光束，典型地在边缘处或为确定边缘，辐射材料而 将其去除，在此还包括激光划片。术语“低温光子能”表示通过光子(包括光以及所有其他形式的电磁辐射，包括作 为电磁力或能量的力载体)以保持其作用的物质的温度低于约80°C的量传输的能量，任选 地，但更优选低于约26°C。这可以，但不是必须的，包括高能宽谱光和/或脉冲锻造。
术语“聚合物”表示由较小、较简单分子的链制成的长分子。这可以包括聚合产物。 这可以是天然的、合成的或两者。这可以包括碳水化合物，如纤维素、蛋白质和塑料。聚合物，如在此所用的，还包括是聚合物和非聚合物的组合和/或复合材料的材料。
术语“沉淀的溶质”表示预先溶解或以其它方式分散在溶液或镀液中的物质的固体镀层、层或其他沉积物。
术语“印刷”表示将墨水或类似墨水的材料施加在固体表面上。这可以包括液体墨水、干颗粒墨水、和其组合以及其他。这可以包括胶印、激光或其他。印刷可以在压力或无压下、接触或未接触下发生，和/或可以包括静电和/或非静电施加。
术语“脉冲锻造”表示暴露于一个或多个高能光子能的脉冲。这可以是选通脉冲或其他。在此使用的“脉冲”(如关于脉冲锻造、低温光子能、和/或高能宽谱光，或其他)， 表示通常仅短时间地施加光，典型地在100微秒到I毫秒之间。通常，这样的脉冲的光或其他能量不是连续施加的，而是以这样的短脉冲持续时间。
术语“试剂”是在化学反应中用于探测、测量、检测或产生其他物质的物质。在本装置的上下文中，这些典型地为沉积在装置上的结晶、粉末或其他固体形式。对于生物测试， 其典型地用于测试流体(典型地为血液或其他体液)中的分析物的浓度。典型地，其用于促进该流体中电子在电极之间的传输。通常，其为或者包括葡萄糖酶。不过，其可以是或包括其他酶和/或非酶和/或其他填料和/或化学物质。
术语“参比金属电走线”表示至少部分用于使电流穿过其的走线，并且测量该电流和/或其电信号的大小和/或其他属性，用于与其他值对比。
术语“RFID标签^示射频识别标签。其可以是主动的、被动的或两者。其可以是独立的、预先制造的标签和/或其他印刷电路。
术语“烧结”表示通过无熔融地加热、通过加压、或通过其他非熔融方法和/或通过其组合导致形成连贯物质(coherent mass)，典型地为一种或多种金属的连贯物质。
术语“基材破坏温度”表示在其之上基材熔融、燃烧、翘曲、或以其他形式显著变形的温度。其将随材料不同而不同。该温度还可以是时间和温度的函数。
在权利要求中所用的语言仅具有其一般含义，除非在此明确定义的。该一般含义包括源自最新版的通用韦氏词典和兰登书屋辞典的所有一致的词典定义，并包括根据本领域普通技术人员的常识通常赋予该语言的含义。
参考附图，它们只是本发明的实施例，本发明并不局限于附图中所显示的。对于附图(特别是图1A-1直到图1F)中的实施例，生物传感器测试元件20可以包括基材30，和位于所述基材上的呈印刷电极图案80的固化墨水层40。导电第一金属层50显示为覆盖墨水 40，并与该电极图案80基本上一致。导电第二金属层60显示为覆盖层50，也与电极图案 80基本上一致。典型地，第二金属(例如金或金合金)不同于第一金属(例如铜或铜合金)。 可以在金属层60和/或基材30上提供并覆盖试剂70的层，典型地至少覆盖部分电极图案 80。通常，至少在反应端91，层70远不只是覆盖图案80。然而，任选地，层70可以制成与图案80基本上一致，或者相反地与图案80基本上不一致，如填隙于边缘81和82之间(见图1B)。可以提供各种走线。例如走线93和94提供了边缘81和82位于电路的中部区域的电路。也可以使用其他形状和排布。例如，显示的两个中心走线可用于确认恰当的剂量。
关于图1A-2， 可以举例说明测试元件20的任选背面。基材20如在先所述。同样，如在先所述，其举例说明了在一起的三个元件，它们随后在制造过程中可以被切割或以其它方式分离。可以存在一个、两个、三个或更多的参比金属电走线。例如，参比金属电走线96、97和98仅作为举例显示。它们可以用作校准、鉴定、批次编码、和/或其组合，和/ 或其他。如图所示，例如，金属电走线96通常为“U”形，在一端具有接触垫，且走线的主体长度从一个垫沿原路返回到下一个垫。然而，可以使用任何排布，包括使该走线横向于条的宽度、曲线的、蜿蜒的、或其他。另外，参比金属电走线不是必须在测试条的背面。根据基材 30的正面和背面上的尺寸和空间限制，其可以根据需要在正面、侧面和/或其组合。另外， 该参比金属电走线可以以双或多功能存在。例如，本发明任选地可以改进，以使走线93和 /或94，或图1A-2中例举的其他走线，除了其他功能外，还充当参比金属电走线。
任选地，所述参比走线的属性可以不同。例如，可以分别对电器走线96、97、98实施彼此间不同的固化或脉冲锻造或其它处理，以改变所述走线的电阻率。同样地，例如，使第一参比金属电走线96比第二参比金属电气线路97和/或98暴露于更多的固化，这可以在走线间产生电阻率差异，其足以使机器基于所述差异读出测试条的属性。其可以包括批次编码(lot coding)、校准、或其他。而且，任选地代替固化、脉冲锻造等的时间和/或强度的变化，或者除此之外，可以通过将不同长度的各种走线暴露于所述固化、脉冲锻造等而实现电阻和/或电阻率差异。其同样可以在所有三者(96、97和98)或更多的走线之间变化以实现更多的编码组合。
层70通常包含试剂。在一个实施方案中，金属60包含基本上不与试剂70反应的材料。相反，在其他实施方案中，试剂70与第一金属层50反应(不期望地，例如腐蚀或其他)，因此其通常位于不与第一金属层50接触的位置。在不同的实施方案中，配置试剂70 以测试液体中的分析物的浓度，如葡萄糖酶或其他。可以印刷(如通过喷墨印刷)或以其他方式施加或涂布试剂70。一种方法是通过用压电喷墨头施加试剂，其任选地使得可以彼此覆盖和/或相邻地印刷不同的试剂配方。由此，可以施加双层或多层试剂。也可以在参比电极或靠近参比电极处施加试剂(例如Ag/AgCl化学物质)，以提 高测试条的精确度。
任选地，在部分或全部的反应端91、基材30上或其它有利于流体接触试剂70和/ 或电极的地方(如在边缘81和82处或者靠近边缘81和82)可以有一种或多种亲水化合物。所述亲水试剂可以是与试剂70分离的或者是作为试剂70的一部分包括(在其中)。
金属50和金属60可能保持为分离的物质或可以烧结在一起。如果烧结，其可以基本上作为整体烧结，也可以仅仅主要在其界面处烧结。而且，装置中可以包括第三和/或其他层，如第三金属层(未绘出)，烧结或未烧结。烧结可以用任何数量的已知烧结技术完成。
图1D显示了可选的测试元件120。其类似于图1C的测试元件20，只是墨水40层任选地被省去。提供金属50和金属60。显示了试剂70，但是其任选地也可以省去。
图1E显示了测试元件220，另一种可选方案。在所述举例说明中，图案80包含金属50，实际上可以由或基本上由金属50构成。如图所示，元件220没有试剂，不过任选地可以具有例如图1D中所示的试剂70。金属50可以是单一金属，和/或可以是合金，和/或其可以是两种或更多种金属的共混或其他组合。例如，金属50可以是悬浮在墨水粘合剂或基质中的金属颗粒的组合。所述悬浮颗粒随后可以被烧结在一起。任选地，可以通过脉冲锻造或其他方法烧结。
图1F显示了测试元件320的另一个任选实施例。在所述举例说明中，图案80显示为第一金属50和第二金属60。要注意的是，在该实施例中，所述金属彼此邻接，例如在邻接界面165处。跟前面一样，任选地，可以在图案80上面提供试剂层，例如试剂层70(在图1F中未显示)，或者不提供。也可以在一种金属(如金属50)上但不不在另一种金属上提供试剂层，或者在一种金属或两者上部分提供试剂层。除了在界面165处邻接的两种金属50 和60外,还可以在一个或两个金属部分50和60上叠加一个或更多个其他层(未显不)，包括横跨接界165。跟前面一样，所述金属层实际上可以包含墨水或载体中的颗粒或其他悬浮金属，并可以烧结在一起和/或可以在界面处部分烧结在一起。类似地，再次参考图1D，如在图1D中所示，所述在界面处部分烧结在一起可以发生在金属50和金属60间的界面处。
图1B、1C、1D、1E和/或IF的排布，以及描述的其他排布和特征，可以是彼此独立、 组合或混合以及相配的。它们仅仅是例子。
在使用墨水的实施方案中，期望但通常不必要选择那些能在不破坏基材30的情况下完成固化的墨水，如在热固化墨水时由于过长的时间和/或过高的温度所可能导致的破坏。在添加金属层50和60之前或之后，墨水可以任选通过在基材上施加光子能的高能选通脉冲而固化。一个任选处理的实施例包括通过PulseForge 3100固化，同时保持基材温度低于50°C，或以其它方式低温处理金属，通常在其已经在基材上形成层50和/或60后， 并理想地仅进行短的多个时间段。
导电金属轨迹，在此也被称为电极图案80 (见图1A-1、1C)，可以借助于导电喷墨技术(CIT)用喷墨技术制造，其中典型地印刷催化墨水40 (参见例如图1C (不按比例))，用 UV辐射固化，并用金属50 (典型地为铜或镍)和/或60 (典型地为金)镀覆。在一个实施方案中，使用化学镀方法。通过该方法，可以达到接近块状金属的电导率。任选地，可以用其他技术印刷墨水40，包括激光印刷、接触印刷、圆网印刷、柔版印刷、凹版印刷或其他。对于使用喷墨印刷的实施方案，为了优化利用得到的生物传感器测试元件，高分辨沉积可能是有利的。在一个实施方案中，喷墨印刷机可以印刷小至IOOym的线和空间以及更小的， 如以600-1200 dpi或更好的分辨率喷墨印刷。然而，如果期望，可以使用其他更高或更低的分辨率。
而且，如所提及的，导电性金属可以存在于墨水或印刷中，而不仅仅是在其上。
在其它实施方案中，可以使用加成工艺向生物传感器测试元件上施加导电材料 (例如走线80)，如金属和/或含有金属的基质或载体，尔后，例如对材料进行脉冲锻造以将其烧结在一起。相比于减成工艺(如蚀刻、激光烧蚀或其他)，加成工艺可以降低所需材料的量。加成法，单独地或与减成法组合，可以得到与烧蚀技术类似的边缘质量，但是却减少了昂贵原料(例如金)的耗费。其同样可以在测试条上形成其他 组件，如可机读的和/或非明显的编码组件，如条形码或“二维码(data matrix code) ”或“DMC”。在一个特别实施例中，脉冲锻造可以得到不同程度的固化，其又可以产生具有不同电阻率和/或不同电阻的导电性条(例如走线96、97和/或98)，从而可以用作可机读和/或非明显编码目的的识别码。加成属性还任选地使斑马条纹出现，其中(多个)铜端与(多个)金或银端邻接(参见例如图1F)，形成串联的条。任选地，除了 CIT外，可以使用其他加成技术，如直接向基材上喷墨打印金或其他导电性金属墨水。在一个实施方案中，使用施加墨水的干法，尽管可以使用其他非干和/或混合方法。在一个实例中，通过喷墨打印在基材上沉积5纳米厚的金，尽管可以采用更大或更小的厚度。脉冲锻造的特征在于其可以无需加热下层基材而固化。该加成法也可以形成不同的金属化区域。脉冲锻造进一步使得任选地形成可机读和/或非明显编码而不危害试剂中的任何酶或其他化学物质。而且，脉冲锻造技术可以达到30-60米 /分钟的线速度，喷墨打印允许更多的头和更快的干燥，这又缩小了生产线的尺寸。使用该技术的其他实例可以在条上形成RFID标签。
在一个实施方案中，边缘，如至少像81和82的边缘(参见，例如图1B和5)，彼此以预定的间隔而隔开，并且具有适合生物测试(例如人体血糖水平测试)的线锐度。所述锐度可以是实现测量(例如血糖水平)需要的可靠、可测量、和可预测的电流信号所期望的。 在一个实施方案中，所述边缘锐度小于约50Mm。在其他实施方案中，所述边缘锐度小于约 20Mm，可以低至小于约lOMffl。在某些测试实例中，边缘锐度的平均为约4_6Mffl。而且，边缘锐度比的标准偏差典型地低于约30Mm，并已显示为低于约15ΜΠ1和低至低于约lOMffl。以下， 关于边缘的线锐度，进一步讨论所述测试实施例。所述边缘锐度可以通过本公开达到，尤其是不使用激光或其他烧蚀。然而，激光烧蚀可以提供更好的线或边缘锐度(例如平均低于 IMffl)，本发明任选地可以使用激光烧蚀，或者部分与激光烧蚀组合。例如，可以使用激光烧蚀确定金属层50 (如铜)的图案边缘，而使用化学镀代替激光烧蚀来确立某些或全部金属层60 (如金)的边缘。而且，可以仅仅在选定的或关键的位置上这样做或者完全烧蚀层40、 50和60，例如在反应端91的边缘上，如边缘81和82。这些选择可以减少浪费和回收成本 (如金)，同时提高线或边缘锐度，并潜在地降低从端91到端92的电阻。
金属层60的厚度可以从现有技术方法的约50纳米(nm)的金降低到任选地约 15nm或更低，特别是通过化学镀覆层60。在一个实施方案中，该新方法和装置可以提供约 50-300nm的总金属厚度的走线(层50和60 —起)，沿走线约百分之二(2%)厚度控制。
以下列出CIT墨水和薄膜CIT墨水的一些非限制性的实例和测试。
A.实施例 1-6 实施例1-3用Omnidot 760 GS8打印头将标准CIT墨水印刷在聚酯基材30上，产生用于生物传感器测试元件的电路的催化模板(template)。用作印刷电路的基础的原始图像见图1A，形成在本发明的生物测试元件(例如生物传感器)中的导电金属电路，或电极图案。在印刷法过程中使用低能UV源(Omnicure S2000. Exfo)粘性固化(tack cure)该模板，以控制点增益，然后用Fusion Lighthammer 6 UV固化隧道完全固化。由此形成图2所示的实施例1。
尔后，如图3中所示，添加第一金属层50，在所述情况下即铜层。这是通过在45°C 下将模板浸溃在Enplate 872铜镀液中2min以沉积铜来实现的。由此完成实施例1，在图 3中显示副产物。
实施例2和3，分别见图4和5，将金添加到上述实施例1的装置上。
实施例2 -在化学镀铜上的化学镀金如所述，首先在45°C下将模板浸溃在 Enplate 872铜镀液中2min以沉积铜，随后将它们浸溃在基于硼氢化物的化学镀金镀液中 1-4分钟。成功地将金镀在铜轨迹上。见图4。
实施例3 -在化学镀铜上的浸镀金如 所述，首先在45 °C下将模板浸溃在 Enplate 872铜镀液中2min。成功地将金镀在铜轨迹上。见图5。
实施例4-6 然后如实施例4-6重复制造使用CIT墨水的那些实施例1-3 (图2-5描述的)，但是对于起始点，实施例4，使用薄膜CIT墨水代替实施例1的CIT墨水。从而，实施例5和6在其它方式分别类似并相应于上述实施例2和3。某些这种薄膜墨水的实例显示在图6-7 (实施例4)、图8 (实施例5)和图9 (实施例6)中。
该薄膜墨水(见图6)是溶剂基的，具有树脂粘合剂基质以提供对基材的附着力。这样，固体含量大大低于标准CIT墨水，从而可以制造薄得多的薄膜。与标准CIT墨水研究(实施例1-3)相同，进行镀层试验在化学镀铜上的化学镀金(实施例5)，和在化学镀铜上的浸镀金(实施例6)。该特别薄的薄膜墨水具有高溶剂含量，因而在基材表面上浸润得非常好。 通过在印刷后立即从背面加热基材，可以稍微降低墨水的流动性。然而，仍会发生显著量的延展。
B.附着力测试使用胶带测试来进行上述实施例2-3中形成的轨迹对聚酯基材的附着力测试，显示良好的附着力，非常少(〈10%)的轨迹从基材上脱离。轨迹还是柔性的，具有足够的持久性以经受指甲刮擦测试。
在相同的测试中，在上述实施例5-6中(使用薄膜CIT墨水)形成的轨迹是弹性的和持久的，足以经受指甲刮擦测试；然而，附着力没有使用标准CIT墨水产生的轨迹强，在胶带附着力测试期间，约有50%的金属被提起。
C.线质量线宽和边缘锐度在这些实施例中，喷墨印刷和随后镀覆的线比激光烧蚀金线略宽，这是由于紧接在使用附着在印刷头座上的UV灯粘性固化墨水之前墨水的润湿。化学镀铜步骤似乎不会显著影响平均线宽。对于化学镀金也是如此。但是，浸镀金工艺似乎导致了线的平均宽度显著增大，潜在地预示着通过该法沉积的第二金属60(如金)的密度通常较低。
图6-9含有薄膜催化墨水的实施例图像，其已经用化学镀铜、化学镀金和浸镀金进行镀覆。在每个情形下，在线的边缘可以观察到模糊边界，这是由于在该墨水的干燥过程期间在这些区域中产生的略微增大的厚度。所述线还明显比用标准CIT墨水制造的那些 (图2-5)宽得多，因为配方的溶剂性促进了基材润湿性的提升。
使用ImageXpert 图像质量分析系统分析印刷和镀覆的电路的特定部分的线宽和粗糙度。随着用铜镀覆印刷的催化墨水部分以及随后进一步用金镀覆，在该研究期间对这些值的变化进行跟踪。选择用于该分析的特定部分是处于电路模板中心的两个平行的电极。见图1A的中心。线的边缘显示 良好的边缘锐度，尽管当与用激光烧蚀产生的那些线相比时，其显示更高的粗糙度。
以下，表I和2描述了用于产生下表3、5和6中进一步显示的数据的ImageXpert 序列，与CIT墨水实施例1-3相关。
表I装置报告Line Intercolour Bleed SQ 28/8/56 1:2权利要求
1.一种制造生物传感器测试元件的方法，该方法包括下列步骤 在基材上施加呈电极图案的导电第一金属第一层； 在所述第一层上施加导电第二金属第二层，其中所述第一金属与所述第二金属不同；通过将所述第一金属和所述第二金属暴露于一个或多个高能宽谱光脉冲而将它们至少部分地烧结在一起，其中所述高能宽谱光保持所述基材的温度低于基材破坏温度。
2.权利要求1的方法，其中将所述第一金属和所述第二金属暴露于一个或多个高能宽谱光脉冲的步骤包括脉冲锻造所述第一金属和所述第二金属。
3.权利要求1的方法，其中所述施加所述第一金属层和所述第二金属层的步骤各自包括接连高速印刷所述金属。
4.权利要求1的方法，其中所述电极图案包括至少一对彼此隔开的边缘，其中所述边缘不是通过激光烧蚀形成的。
5.权利要求1的方法，其中所述第一金属主要包括铜，且其中所述第二金属主要包括金。
6.权利要求1的方法，进一步包括在所述第二金属层上施加试剂第三层，其中所述试剂用于测试液体中的分析物的浓度。
7.权利要求1的方法，进一步包括如下步骤 在施加第一层之前，向所述基材上喷墨印刷与所述电极图案基本上一致的墨水；和 在施加第二层之后，在至少一部分第二层上形成试剂层； 其中施加第一层的步骤包括使墨水与包括第一金属的镀液反应形成与电极图案基本上一致的第一层；其中施加第二层的步骤包括在至少一部分第一层上形成第二层；且其中第二金属基本上与试剂兼容，而第一金属基本上与试剂不兼容。
8.权利要求7的方法，进一步包括对基材和墨水施加一个或多个高能宽谱光脉冲的步骤。
9.权利要求1的方法，进一步包括下列步骤 在所述基材上至少施加第一参比金属电走线和第二参比金属电走线；和使所述第一参比金属电走线比所述第二参比金属电走线暴露于更多的固化，导致所述走线间产生电阻率差异，其足以使机器基于所述差异读出测试条的属性。
10.权利要求9的方法，其中具有不同电阻的所述参比走线提供了所述测试条的校准。
11.权利要求9的方法，其中具有不同电阻的所述参比走线提供了所述测试条的批次编码。
12.权利要求1的方法，其中所述基材包括聚合物，且其中所述烧结在足够低的温度下发生以不破坏聚合物基材。
13.权利要求1的方法，进一步包括在所述测试元件上施加RFID标签的步骤。
14.一种制造生物传感器测试元件的方法，该方法包括下列步骤 向基材上印刷导电层，该导电层构成测试条的电极图案的至少一部分； 通过施加一个或多个高能宽谱光脉冲来干燥或固化所述层。
15.权利要求14的方法，其中所述导电层包括至少两种彼此接触的不同金属，且其中所述施加一个或多个高能宽谱光脉冲包括至少部分烧结所述两种金属的脉冲锻造。
16.权利要求14的方法，其中所述导电层包括 包括第一金属的第一层，所述第一层与电极图案基本上一致；和 包括第二金属并印刷在第一层的至少一部分上的第二层；和 与所述第二层接触的试剂；其中第一金属基本上与所述试剂不兼容，而其中第二金属基本上与所述金属兼容。
17.权利要求16的方法，其中所述第一金属主要包括铜，和其中所述第二金属主要包括金。
18.权利要求16的方法，其中所述第一金属和所述第二金属沿走线彼此邻接，并通过所述脉冲锻造烧结在一起。
19.权利要求14的方法，其中所述基材包括聚合物，且其中所述固化在足够低的温度下发生以不破坏聚合物基材。
20.生物传感器测试元件，包括 在基材上的呈电极图案的导电第一层，其包括第一金属； 位于所述第一层上的导电第二层，其包括第二金属，其中所述第二金属与所述第一金属不同； 所述第一金属和所述第二金属至少部分烧结在一起。
21.权利要求20的测试元件，其中所述两种金属通过暴露于低温光子能而至少部分烧结。
22.权利要求20的测试元件，其中所述低温光子能保持所述基材的温度低于基材破坏温度，其中所述基材不受温度破坏。
23.权利要求20的测试元件，其中所述第一金属和所述第二金属各自分别负载在第一层和第二层的固化墨水载体中。
24.权利要求20的测试元件，还包括 在所述基材上的第一参比金属电走线和第二参比金属电走线；且其中对所述第一参比金属电走线实施比所述第二参比金属电走线更多的固化，其中在所述走线间存在电阻率差异，其足以使机器基于所述差异读出测试条的属性。
25.权利要求23的测试元件，其中所述电极图案包括至少一对在所述基材上彼此隔开的边缘，所述边缘各自的平均边缘锐度比小于约20/Mm，所述比的标准偏差小于约15/Wn0
26.生物传感器测试元件，包括 基材； 在所述基材上的呈电极图案的固化墨水第一层； 在所述墨水上或所述墨水中的导电第一金属第二层，其与所述电极图案基本上一致；在所述第二层上的导电第二金属第三层，其与所述电极图案基本上一致，其中所述第二金属不同于所述第一金属； 在所述第三层上的试剂第四层； 其中所述第二金属基本上不与所述试剂反应。
27.权利要求26的测试元件，其中所述第二金属包括在所述第一金属上的沉积溶质。
28.权利要求27的测试元件，其中所述第二金属溶质包括化学镀液沉积物。
29.权利要求28的测试元件，其中所述电极图案包括至少一对彼此隔开的边缘，其中所述电极边缘对各自的平均边缘锐度比小于约20/Mm，且所述比的标准偏差小于约15/Mm。
30.权利要求26的测试元件，其中沿所述电极图案的电阻小于约30欧姆。
31.权利要求26的测试元件，其中所述第一金属和所述第二金属是烧结的。
32.制造生物传感器测试元件的方法，该方法包括下列步骤 将薄膜沉积物烧蚀到基材上，形成限定测试元件的至少一部分电极图案的导电层； 通过施加一个或多个高能宽谱光脉冲来干燥或固化所述导电层。
33.权利要求32的方法，其中所述导电层包括至少两种不同的相邻金属，它们彼此交叠或彼此邻接地设置，其中所述一个或多个高能宽谱光脉冲至少部分烧结所述两种金属。
34.权利要求32的方法,其中第一金属包括金、IE和钼之一。
35.权利要求32的方法，其中第一金属主要包括铜或主要包括钯，且其中第二金属主要包括金。
36.权利要求33的方法，其中第一金属和第二金属通常沿走线彼此邻接。
37.权利要求32的方法，其中基材包括聚合物，且其中干燥或固化步骤保持基材在低于其基材破坏温度的温度下。
38.权利要求32的方法，其中电极图案包括条形码和二维码之一。
全文摘要
本发明公开了生物测试元件，其制造方法，以及包括基材的元件。测试元件例如可用于测试人体血糖水平。将第一层和第二层导电金属印刷或施加在电极图案中的基材上。将一个金属或多个金属在低的非破坏性温度下固化或烧结，例如通过施加一个或多个高能宽谱光脉冲。可以在所述第二金属层上提供试剂层。
文档编号C23C18/31GK103052735SQ201180040779
公开日2013年4月17日 申请日期2011年8月18日 优先权日2010年8月24日
发明者A.约瑟夫 申请人:霍夫曼-拉罗奇有限公司