用于生物传感器的电子图形和其制备方法

专利名称：用于生物传感器的电子图形和其制备方法
技术领域：
本发明整体上涉及检测体液的分析物浓度，更特别地涉及用于这类检测的电化学生物传感器和其制造方法。
背景技术：
测试条(test strip)或生物传感器通常用于测量流体测试样品中选定分析物的 存在和/或浓度。例如，各种测试条用于测量血液中的葡萄糖浓度，以监测糖尿病人的血糖 水平。这些测试条包括其中已经设置有试剂组合物的反应腔。测试条现在的趋势需要更少 的检测样品和更快的分析时间。这为病人提供了显著的益处，允许使用可以从身体的低敏 感区域获得的较少的血样进行使用。此外，对于血糖测量系统，例如，更快的检测时间和更 准确的结果使得病人更好地控制其血糖水平。电化学生物传感器是众所周知的，用于确定生物样品中各种分析物的浓度，特 别是血液。这种电化学传感器的例子如美国专利5，413，690、5，762，770、5，798，031、 6，129,823和公开的申请US2005/0013731中所描述的，以上每个在此一并引用作为参考。 例如，US2005/0013731公开了一种电化学生物传感器，具有叠加(overlying)在基体衬底 上的覆盖层。基体衬底具有电子图形(electrical pattern)，其上具有电极和试剂层。基 体衬底和覆盖层限定了样品接受腔，在此通过毛细作用汲取液体样品，因此流体样品同试 剂在腔内发生反应。通过电极控制或提供电压或电势，且测量一次或更多次产生的电流，然 后与分析物浓度相互关联。已知“电量计(Coulometric)”和“电势计”技术也是已知的，其 中分别用于测量电荷或电势，而不是电流，并且与分析物浓度相关联。已知现有技术中各种技术用以形成电化学生物传感器中的电子图形。例如，丝网 印刷术(screen printing)是一种湿材料技术，通常使得缝隙宽度或形体尺寸(feature size)大约75 μ m或更大的电极结构和模块可靠成形。激光划线(laser scribing)技术通常采用高功率受激准分子(excimer)激光器， 例如氟化氪受激准分子激光器，具有248nm照明波长，用于在传导表面材料上刻蚀或划线 (scribe)各条线，且在形成电极的剩余导体材料和其他所需组分之间提供绝缘间隙。划线 是通过在待烧蚀的表面上移动激光束而实现的，如果要在表面形成复杂电子图形的话，则 此技术会不令人满意地要花费过多的时间。宽域激光烧蚀技术(Broad field laser ablation)是一种最近用于制造电化学 生物传感器的技术，具有惊人的准确性以及高度精确(highlydefined)的电子图形，其具 有迄今为止尚未不能利用的额外功能。这样的电化学生物传感器的例子可见于美国专利 No. 7，073，246，美国专利公开 2005/0103624,2006/0200981 和 2006/0200982，其中所公开 的内容在此一并引用作为参考。公开号2005/0103624公开了高度准确和精确度的技术， 利用它可以用激光烧蚀方法形成电子图形。类似的，其中，美国专利公开号2005/0023137， 也被引用在此作为参考，公开了具有非常小且复杂的电子图形的生物传感器，其在其他部 件例如显示器和供电装置的基体衬底上提供了印记(footprint)。其他有关激光的已知技术，包括激光诱导向前转移，或者LIFT，例如美国专利6，177，151和4，752，455，以及WO 2007/033079所公开的，以上文献在此一并引用以作参考。目前期望提供进一步改进的电化学生物传感器电子图形和其制造方法。

发明内容
本发明提供了一种新的电化学生物传感器和发明的其制备方法。特别地，本发明提供了发明的生物传感器，其包括复数个区域，其中的电子图形是由不同导电材料形成 的。本发明也提供了用于大量生产前述生物传感器的发明的方法。在该方法的一个实施 方式中，第一和第二不同的导电材料被并排沉积在部分电绝缘基体材料上，复数个电子图 形形成于部分基体材料上。每一电子图形包括由第一导电材料形成的第一区域，与第二 导电材料形成的第二区域电连接。所述导电材料可于基体材料上沉积为多层，所述多层 的部分可被移除以形成所述电子图形，或者，电子图形可通过按照电子图形的形状直接转 移导体材料至基体材料上而形成，例如通过激光直接转移技术(laser direct transfer techique)。在一个实施方式中，提供了一种生物传感器，用以确定流体样品中分析物的存在 或浓度。该生物传感器有具有其上形成电子图形的衬底，包括工作电极，反电极，接触垫， 和将所述工作和反电极与其各自的接触垫相连接的迹线(traces)。一个或更多的间隔层 (spacing layer)和覆盖层(covering layer)叠加并与衬底配合限定接收流体样品的腔。 本发明的生物传感器包括其电子图形是由第一导电材料形成的第一区域，和其电子图形是 由第二导电材料形成的第二区域。至少一个迹线包括位于第一区域的第一部分，与位于第 二区域的第二部分电连接，第一和第二部分分别由第一和第二导电材料组成。在特定的实施方式中，有利的是提供重叠设置的第一和第二区域的电子图形，也 就是说在区域间的过渡处，部分电子图形将会与另一个相重叠。在过渡点上，重叠的部分可 以略厚于图形的其他部分。在其他实施方式中，从一区域到另一区域的过渡可通过将电子 图形与另一电子图形在过渡处相邻接(abutting)而实现，或者使得其中一个区域跨越过 渡部分逐渐变薄而另一个逐渐变厚，过渡的净厚度基本保持一致。在再一实施方式中，可以 期望形成种子层(seed layer)，以在重叠的导体材料之间获得好的连接，如以下更详细的 描述。依照这些教导，生物传感器通常包括大体上为薄的、平的、长度大于其宽度的生物 传感器体，并且在通常布置电极处具有加样端(dosingend)，和在通常布置接触垫处具有仪 表插入端(meter insertion end)。生物传感器体具有至少两个区域，其中的电子图形由不 同导电材料形成。加样端位于这些区域其中之一，仪表插入端位于另一区域。迹线因而通 常跨越这些区域以使得每个电极与各自的接触垫电接触。例如，在许多实施方式中，期望用非常高品质的导电材料提供位于样品接受腔内 的电学部件，这些材料不会受到接收腔内样品中存在的生物组分和/或特殊试剂的化学作 用的不良影响。为达到这样的目的，贵金属，例如金、钼和钯是合适的导体，并因此可被提供 在生物传感器的包括样品接受腔的区域中。另一方面，生物传感器的不含有样品接受腔的 其他区域不需要被提供同贵金属一样昂贵的或者易刻蚀和破坏的材料，并且在这些区域中 可以使用显著比贵金属坚固的导体材料。例如，铜是从生物传感器仪表插入端伸向包括样品接受腔区域的电子图形部分的适当材料选择。类似地，在另一实施方式中，生物传感器的包括接触垫的区域可被提供例如掺杂 氧化锡的氧化铟(ITO)材料，这些材料已经显示具有适当的导电性质，同时也具有适当的 硬度以抵抗被刻蚀。应该认识到，如果生物传感器上的接触垫当其被插入到仪表时被刻蚀 和降解，则生物传感器的电阻可能会受到影响，从而危及测试结果的准确性。在生物传感器 仪表插入端的电子图形提供ITO或铜例如作为导体材料，则能够解决该问题。通常，生物传感器的这些区域被沿着生物传感器的纵长方向并排设置。例如，位于 生物传感器仪表插入端电子图形的部分由一种导电材料形成，位于加样端的电子图形部分 由第二导电材料形成，如果需要的话，两者之间的区域可再由第三导电材料形成。在其另一种形式中，这些教导提供了发明的方法，该方法用以大规模生产电子图 形，其用于如上所述那些的生物传感器。在一个这样的方法中，提供电绝缘基体材料。第一 和第二不同的导电材料基本上相互并排地沉积于基体材料的一部分上。复数个电子图形形 成于基体材料的该部分上，且每个电子图形包括由第一导电材料形成的第一区域，与由第 二导电材料形成的第二区域电连接。电子图形的第一区域包括至少一种电学部件，例如，电 极。在一个示范实施方式中，沉积步骤包括在基体材料的部分上沉积第一导电材 料的层，和在基体材料的该部分上沉积第二导电材料的第二层，所述第二层与第一层 基本上并排，并且与第一层电接触的。在一个示范性的生产方法中，基体材料的层状 部分(layered portion)可在供应卷(supply roll)上被滚卷起来，被用作“生产准 备”(production-ready)材料用于制造过程。这种材料接着被打开，移除第一和第二层的 部分用以形成具有两个相互电接触的区域的电子图形。在特定的实施方式中，宽域激光烧 蚀用于移除导体材料以形成电子图形。宽域激光烧蚀有利地允许完全在单个步骤中形成 一些完整的电子图形，或者如果需要的话，在一些连续的步骤中。该技术也允许在从其所 形成的电子图形中有很大的精确性和细节。但是，很多其他用以移除导体材料的方法可用 于形成电子图形，例如光刻蚀(photo-etching)、等离子体辅助化学刻蚀(plasmaassisted chemical etching)、激光刻蚀以及其他很多。在另一实施方式中，复数层或“条”材料可被沉积于基体材料上，特别地以重复图 形的形式。基体材料然后可被分开或者切成基本上同样的、如上所述的生产准备材料的更 小的部分。这种材料然后可被滚卷成卷，送至后续生产场所，在此这些卷被打开，使其导体 层的一些部分被移出用以形成电子图形，然后进一步处理成为成品生物传感器。由此，根据 特定的需求，基体材料可以被形成少至仅两个并排的不同导体材料的层，至一百或更多并 排的层(典型地在重复的图形中)。在又一个实施方式中，发明的电子图形通过技术直接形成于基体材料上，例如激 光诱导向前转移(laser induced forward transfer，“LIFT”)，或者现有技术中已知的类 似技术。在这种技术中，进一步移除导体材料以形成电子图形是非必须的。而是呈预设电 子图形形状的导体材料，通常从激光透明衬底(laser transparent substrate)被直接转 移到基体材料。在采用这种技术的一个实施方式中，宽域激光束通过具有呈电子图形部分 形状的开口的掩模中射出，由此呈结构形状的导体材料部分从同一薄膜 上被移除并转移到 基体材料。由此，在该实施方式中，电子图形或者其部分在从导体材料转移到衬底完成之前就具有了其形状。类似的技术可用于直接转移电子图形的附加区域至基体材料。一旦电子图形被形成于基体材料部分之上，采用进一步的处理步骤以完成生物传感器的装配。通常试剂被涂覆或者沉积于单个或者更多的电子图形的电极上或覆盖其中至 少一部分，试剂通常覆盖工作电极的至少一部分。覆盖层和/或间隔层然后被层压，覆于基 体材料的部分上，由此形成覆盖物且限定了即将成形的每一个生物传感器的样品接受腔。 最后，以大规模生产的方式，切割工具用以切穿覆盖层、间隔层和基体材料，形成各生物传 感器。如所述，每个生物传感器的电子图形将包括至少两个区域，其中电子图形的材料组成 是不同的，其优点已经在上面指出了，且将在以下、参考附图更明白地阐述。


本发明的上述方面和获得方式将会通过参照以下本发明实施方式的描述，结合附 图变得更明确，且有助于本发明的理解，其中图1为根据本发明教导形成的生物传感器的透视图；图2为图1所示生物传感器的分解透视图；图3为透视图，其示意地显示基体材料上复数个并排的导体材料层或膜的沉积；图3A-3D为片段侧视图，显示在两个并排的不同导电材料的层之间的过渡区域的 各种排布方式；图4为片段透视图，显示图3所示一部分基体材料上的电子图形的形成，以形成基 体衬底卷筒(web)；图5为生物传感器基体衬底卷筒的透视图，其中所述传感器基体衬底卷筒具有在 其上应用的试剂层或条；图6-9为各种基体材料的透视图，其中从所述各种基体材料可形成复数个生物传 感器的电子图形；图IOA为生物传感器衬底的透视图，其中所述生物传感器衬底具有显示其上形成 的3种不同导体材料的电子图形；图IOB为根据备选实施方式的生物传感器衬底透视图；图11为透视图，显示基体衬底材料卷，其上具有两种导体层，且已经采用激光刻 蚀技术形成电子图形；图12为透视图，示意地显示采用这些教导生产备选的生物传感器实施方式；图13为透视图，示意地显示根据这些教导生产可用于生物传感器的电子图形的 备选实施方式；并且图14为透视图，示意地显示根据这些教导生产科用于生物传感器的电子图形的 再一备选实施方式。以下描述的本发明的实施方式并非是排他的或者将本发明限制为以下详细说明 中所公开的精确形式。而是，选择并描述实施方式，以便本领域技术人员能够接受并理解本 发明的原理和实施。现在参见图1和2，显示根据本发明可以使用的生物传感器的一个实施方式。生物 传感器20包括基体衬底22，间隔层24，和包括体覆盖物(cover) 28和腔覆盖物30的覆盖 层。间隔层24包括空隙部分32，用以提供在基体衬底22和覆盖层之间延伸的样品接受腔34。备选覆盖层可包括叠加在间隔层24上的顶覆盖物(未示出)，且包括与样品接受腔34、流体连接(in fluid communication with)的孑L洞(vent hole)(未示出)。基体衬底22具有电子图形36，包括复数个电极38，其包括至少一个工作电极39 和反电极37。电子图形36还包括终止于接触垫42中的电极迹线40。电极38被置于样品 接受腔34内。在一个实施方案中，电极38包括分离的工作电极和反电极50、51，用以在检 测系列可以开始之前检测加样的充分性(dosing sufficiency)。如下更详细描述的，例如， 参考图11和12，各种其他电子图形结构也可根据根据这些教导依赖于生物传感器所需的 特定电学部件来形成。恰当的试剂系统43(图2)叠加于至少一个电极的至少一部分上，特 别是工作电极，如图2所示，叠加于电极37，39，和样品接受腔内的一部分电极50和51上。叠加于间隔层24上的体盖覆盖物28和腔覆盖物30之间具有沟(gap)44，该沟 限定了与样品接受腔34相通的通孔(vent opening)，以使得样品流体从边缘开口(edge opening)或流体接受口(fluid receivingopening) 45 (图1)进入腔内，空气从腔溢出。生 物传感器20包括加样端46和仪表插入端48。加样端一般与仪表插入端互相区别以便辅助 用户。例如，图1的生物传感器具有呈斜角的加样端46，且其在加样端和生物传感器的其他 部分提供色差，例如通过为加样端间隔层24的一部分33着色。其中一种或者两者是如何 将加样端和仪表插入端相区分的充分例证。此外，条状图形可用于进一步提高条状设计的 直觉效果；例如箭头41说明条插入仪表内的方向。现在转到图2，特别地生物传感器包括基体衬底22，其包括支撑生物传感器电子 图形36和其他组分的绝缘材料。通常的，塑料例如乙烯聚合物、聚酰亚胺、聚酯和苯乙烯， 提供电绝缘和所需的结构性质。进一步地，对于根据本发明教导可以从材料卷大规模生产 的生物传感器20的实施方式，如以下更详细讨论的，期望材料特性适当地具有充分的柔性 用于卷曲处理，同时也需要有足够的硬度以形成生物传感器。基体衬底22的绝缘材料可 被选择为柔性聚合材料，例如聚酯，特别是高温聚酯材料；聚邻苯二甲酸酯(polyethylene naphthalate,PEN)；以及聚酰亚胺，或这些的两种或更多的混合物。聚酰亚胺可通过商业途 径获得，例如以商标名 Kapton ，从Ε. I. duPont de Nemours 和 Wilmington，Del. (duPont) 公司获得。特别适合的基体衬底绝缘材料是可从duPont获得的MELINEX 329。电极38，例如至少测量电极，包括工作电极39和反电极37，至少部分暴露于样品 接受腔34内。样品接受腔被设置成这样，使得进入腔内的样品溶液被设置成与工作电极39 和反电极37 二者呈电解质接触。这使得由于电极38之间施加或控制的电势或电压导致分 析物电氧化或电解还原后，电流在测量电极38之间流动。这些教导公开了具有两个或更多区域的生物传感器，其中电子图形36由不同导 体材料形成。例如，图2显示两个普通区域70和72。在一个实施方式中，区域70中的 电子图形36，包括电学部件例如电极38 (例如，工作和反电极37、39和加样充分性电极 (dose sufficiency electrodes) 50、51)和一个或更多电极迹线40的至少一部分，其可 由贵金属例如金、银、钯或钼形成，如图2中灰色浅阴影所示。对于包括分析物生物传感器 的典型实施方式，由于区域70包括试剂，该试剂在生物传感器被加样且该处发生电化学反 应时与流体样品发生反应，在某些实施方式中该区域是由灵敏的、高级导体材料(premium conductive material),例如贵金属制成。 另一方面，在某些实施方式中，包括区域72的电子图形36其他部分可不需要高级导体。由此，更坚固的材料，例如铜、铟锡氧化物、或者碳墨，可在如图2所示实施方式中在 区域72中形成电子图形。张茹参考下面提供的制备方法的描述能够更清楚的，本文公开内 容教导了在生物传感器中形成两个或更多区域的众多选项，在电子图形中每个区域具有不 同的导电材料。每一区域中材料的选择通常取决于生物传感器的规格和/或用途，根据本 领域普通技术人员的知识技能，可根据需要或要求进行优化。区域之间的过渡通常出现在 迹线中，使得每一迹线具有由一个区域的导体材料形成的一段(segment)或节(section)， 以及具有由其他区域的导体材料形成的第二段或节。现在参见图3，可了解一种大规模生产电化学生物传感器电子图形36的示例性的 方法。在此示范性实施方式中，提供一种柔性的和基本平坦的基体材料80于供应卷82上。 如现有技术所知的，卷82上的基体材料80根据需要经过预处理，以对表面83进行清洁或 改性，使其准备好接收导体层。如图3示意显示的，当材料80被展开时，其通过连续的处理 站(processing station) 84，86，88和90。在这些处理站中，导体材料薄膜或层被并排沉积 或供应，但可以允许一定程度的叠加。这些层偏移或重叠的程度(如果有的话)，可以根据 特定的应用和/或期望的电学规格或者效应而变化。正如通过下面的描述可以接受的，在 一个实施方式中，重叠或偏移的程度沿着绝缘材料80的全长基本均一，以形成在同一卷内 或者卷与卷之间电学特性上基本一致的生物传感器。在如图3所示实施方式中，例如，在处理站84，显示出薄导体膜或层92被沉积在衬 底83上。在处理站86，不同于层92的导体材料层或膜94被毗邻层92沉积，使得层94与 层92重叠，如虚线96所示。在处理站88和90，层98和100被分别以与层92和层94同样 的方式沉积。进一步地，在此实施方式中，层92和94分别与层98和100具有同样的宽度， 这样的好处是非常明显的。在此实施方式中，层98和层94之间的重叠被设置到尽可能最 小。这是由于一旦它已经通过处理站84，86，88，90，则如所示用到102切割基体材料80，以 形成卷于两个卷带轴(take-up spool)上的两个相同的更小的部分104和106，每一个均包 括生产准备基体材料，其中一个显示于图3，参考数字为108。在层94和98之间不需要导 电性，因为它们最终被切割而分离，因此这些层之间的重叠是不必要的。层92和100可分 别施加于表面83的相对侧边，或如图所示的方式施加，使得边上保留无覆盖的小带。进一 步的修剪是否必要根据特别的生物传感器的设计。应该理解如图3所示的“处理站”可代表任何用以供应导体层的技术上的广泛变 化。适当的技术实例包括但不限于溅射法(sputtering)，物理气相沉积(physical vapor exposition，PVD)，等离子体辅助气相沉积(plasma assisted vapor deposition, PACVD), 化学气相沉积(CVD)，电子束物理气相沉积(EBPVD)，和/或金属-有机化学气相沉积 (MOCVD)。气相沉积通常在真空下操作。这些技术是现有技术公知的，如图3所描写的，可 用于在衬底上选择性提供金属或其他导体材料的均一薄涂层。可检查所得到的绝缘层材料 以确定导体涂层或各层是均一的且不存在材料缺陷。进一步地，在图3中所示，处理站84-90 —个接一个地建立，本领域技术人员将容 易认识到形成导体层的很多变化。例如，导体材料沉积站可被定位为大约相同的位置上，卷 82前后移动(index)。在每一过程，会应用不同导体层。其他变化也是可能的。如上所示，可根据生物传感器的特别应用而将许多导体 材料用于图3所示的各 层。导体层可包括纯金属、合金、或其他导体材料例如碳墨或类似物。适当的导体的例子包括铝、碳(例如石墨)、钴、铜、镓、金、铟、铱、铁、铅、镁、汞(作为汞合金)、镍、铌、锇、钯、 钼、铼、铑、硒、硅(如高掺杂多晶硅)、银、钽、锡、钛、钨、铀、钒、锌、锆，以及它们的混合物， 和这些材料的合金或固态溶液。铟锡氧化物(ITO)是导体材料，可用于生物传感器的仪表 插入端，如以下更详细的描述。在其他实施方式中，材料可选择为与生物系统基本无反应 的；这样的材料包括金、钼、钯、铱或这些金属的合金。导体层可以是任何需要的厚度。进一步地，本领域技术人员能接受用于邻近区域的导体材料的某些选择的组合可能需要所谓“种子层”，以保证区域间过渡处(即层邻接或重叠处)两层之间的良好物理附 着和结构以及化学稳定性。例如如果两区域是分别由铜和金形成，一个方法是首先在基体 材料上沉积铜层，然后在铜上、金层将要邻接或重叠在铜上的位置应用种子层，例如铬、氮 化钛或氮化铝，然后应用金层。种子层的使用为现有技术所已知的，类似的例子公开于美国 专利6，822，176，在此一并引用以作参考。如果采用重叠排布，预想重叠宽度需仅为几个毫米，例如从1到3毫米，通常类似 于大约2毫米。在采用重叠设置的实施方式中，通常希望提供足够重叠以保证尽管由于制 造所限而至层宽度上有差异，各层均是沿着其长度连续地连接。当然，电子图形在任何这样 的重叠区域中可能更厚。例如图3A所示导体层92和94的重叠区域或过渡区97，其中重 叠区域97的层设置较厚。如前所述，图3B所示，各层也可形成一种邻接的关系，其中层92 和94彼此邻接，如图中参考数字99所示。在一些环境下，可能期望包括附加的导体接缝层 101 (图3B中虚线所示)，使得制造缺陷所致的两层之间可能的沟隙形成为一相邻接合点。本领域技术人员也可以接受其他电连接毗邻导体层的方法。例如，沉积技术可以 成为，在重叠区域的横截面上一层变得较薄，而另一层变厚，使得两区域之间的过渡上的整 体厚度保持大致一样，例如图3C中参考数字103所示。以另一种方式表示，用于形成图3C 中过渡部分的沉积技术是其中两层都在其边缘变薄。也可能形成最初在空间上分离的各 层，然后通过在它们中应用第三导电材料而使其电连接，如图3D所示，其中导体接缝层105 连接层92和94。当需要电连接两个直接相互接触时物理或化学上不兼容的导体材料层时， 这种方法被证明特别有用，如上关于种子层的描述。本领域技术人员可从本公开内容认识 到各种其他的形成两导体区域之间的过渡部分的可能方法，所以这些均被认为包括在本发 明的主旨和范围之内。现在转到图4，形成如图3所示生产准备基体材料106，现在于不同生产阶段展开， 通过图4大体示出的激光烧蚀仪110来推进。适合这些教导的激光仪和处理描述于美国 专利7，073，246和美国专利公开号2005/0103624，在此引入作为参考。在示例性实施方式 中，激光仪采用足够大投影去烧蚀导体材料，完成宽域激光烧蚀，以在一个步骤中形成一些 电子图形112。在图4所示的特定实例中，移动基体材料106，以便在一个步骤中形成3个 电子图形，其通过从基体材料移除除了待限定的电子图形之外的导体材料部分。如所示，导 体材料被移除，使每一具有不同导电材料的电子图形112形成两个区域70和72。最终的结 构是一个基体衬底卷筒107 (图5)，其可被进一步处理，制成复数个生物传感器。 在一个实施方式中，基体衬底卷筒107被进一步处理，添加如图5所示的试剂材料 层114。试剂层114的适当组成和应用方法公开于美国专利公开号2005/0016844，在此引 入作为参考，不再赘述。简言之，试剂层可通过使用任何数量的适当的沉积技术而应用，例 如帘式涂布，热熔涂布，回转筛涂布，刮刀(doctor knife)或空气刀涂布，Meyer棒涂布，和回滚涂布技术。试剂层114通常作为湿组合物、以介于大约50 μ m到100 μ m的厚度，沉积 在基体衬底卷筒107上。在图5所示的实施方式中，为保证试剂层114只在区域70中接触 导体材料(可能为贵金属)，且允许层114应用中的制造差异，区域70的部分120可延伸到 试剂层114之上，或者从试剂层114之下伸出。应用试剂层后，可组合各种其他的层，例如 间隔层24和覆盖层，通常利用滚卷处理技术如美国专利公开号2005/0016844所述，以形成 如图1和2所示的完整生物传感器。应该容易理解，如果需要，有许多用于形成和切割基体材料为更小，生产准备基体 材料，以及生物传感器本身上的电子图形数量、位置和不同区域的材料组成的变化是可能 的。例如，图6描绘了这样的实施方式，其中基体材料600可仅用被形成两个基本上并 排沉积且相互电连接的导电层602和604。参考图3，可以形成基体材料600为如上所述， 其仅利用两个处理站或两轮(pass)，然后直接供应到生产过程，更像以上参考图4所讨论 的没有预先切割的形成基体衬底卷筒107。也就是说，与图3所示，与图3的基体材料80不 同，基体材料600 —开始作为生产准备基体材料提供，其被切割为基体材料104，106的生产 准备组(production-ready lots)。作为选择地，图7显示其上具有3个导体层702，704和706的基体材料700，通过， 例如，类似参考图3的描述所描述和显示的方法形成。层702和706包括同样的导电材料， 层704是由不同的导体材料形成的，可沿着虚线708被切割，形成两个同样的生产准备衬底 材料组。如此设置基本允许两层在同一步骤中形成(例如，层704被分成两半，最终在不同 的生产线上变成两层)，由此提供一定的效率。图8显示具有重复层或“条”的复数层衬底材料800。层802，806和810是由同 样的导体材料形成的，具有基本相同的宽度。层804，808和812也全部由同样的导体材料 (不同于层802，806和810)形成，并具有基本相同的宽度。3组生产准备基体材料因而可 分别沿着线814和816的两次切割来形成。图9显示其上具有5层导体层902，904，906,910和912的基体材料900，通过，例 如，类似参考图3的描述所示的方法形成。层902和912由同样的导电材料构成，层904和 910是由同样的、但不同于层902和912的导电材料构成。层906是由第三导电材料形成 的。基体材料900可被沿着虚线914切开，形成两个同样的生产准备衬底材料组，每个均具 有基本并排延伸的3层或条。从这些教导中容易认识到，重复的层或条的数量和基底材料上它们的结构(如果 需要，在被切割为生产准备组之前)，可以作为生产效率和所需数量和将要形成的生物传感 器的电子图形区域的类型的函数而有所变化。例如，设想在制造中广泛应用的基体材料，利 用这些教导，可以宽至1. 5m或者更多，包括100或更多的并排层或条。明显地，可以对这些 条形基底材料进行多次切割以使其成为可进行进一步处理的若干生产准备衬底材料组。参照图10A，显示生物传感器基体衬底100是由基体衬底卷筒形成的，所述基体衬 底卷筒从是根据图9所述形成的基体材料部分之一形成的。基体材料1000具有其中电子 图形包含不同导体材料的3个区域 1002，1004和1006。但是，应该认识到，提供了 3个或更 多电子图形区域的实施方式，可能希望一些区域具有相同导体材料。例如，在包括成形为类 似基体材料1000的基体材料的生物传感器中，可能需要使得在两末端的区域1002，1006由相同材料形成，且中间区域1004由不同材料形成。尽管实际上存在无穷种材料组成可以用 于基体衬底1000(具有包含三个区域的电子图形)，但一个示范性实施方式包括由贵金属 例如金或钼形成的区域1002，由良导体例如铜形成的区域1004，和由可抵御刮擦(例如当 成品生物传感器被插入到检测仪时)的坚固材料例如ITO形成的区域1006。应该理解，尽管如上所述的电子图形和其制备方法是非常复杂的，但这些教导可 被有利地用于多种用于生物传感器的电子图形。例如，图IOB显示一种生物传感器基体衬 底1020，具有两个区域1022和1024，其中电子图形的导体迹线1026和1028包括不同的导 体材料。这个实施方式显示应用这些教导的电子图形，可以是非常简单的，在这种情况下仅 包括两个导体轨迹。基体衬底1020构成部分“侧面填充(side fill)”生物传感器，具有虚 线1030所示区域的毛细腔。毛细腔的排气孔(venthole) 1032和凹口(notch) 1034用于帮 助样品液体填满整个腔。除了由不同导体材料形成的电子图形区域，现有技术中已知这样 的生物传感器和同样的例子可见于美国专利6，270，637，在此一并引用以作参考。图11表示另一种可利用这些教导的更简单的设计。在此实施方式中，显示出在 卷1108上的基体材料1106为被解开的，以形成包括通过激光刻蚀形成的复数个初步电子 图形的基体材料卷筒。在此实施方式中，随着激光设备1110沿着虚线1114所示的路径移 动，激光设备1110发出束1112。通过这样做，形成多个电子图形，每个包括，例如，反电极 1116，工作电极1118，和迹线1120，1122，迹线包括在相对电极末端的电接触。分开的基体 衬底被组合为各个生物传感器，例如，如上所述，可通过沿着虚线1124切割而形成。除了激 光设备1110，本领域技术人员可以容易认识到其他适当的去除导体材料以形成电子图形的 手段，例如蚀刻法、机械移除导体材料和其他。本领域技术人员也可以容易运用这些教导形成生物传感器的多层电子图形，例如 生物传感器上具有称为“面向电极”(facing electrodes)的生物传感器。例如，图12表示 基体衬底卷筒1202的第一卷1201，具有一系列由一种导电材料形成的工作电极1204和一 系列不同导电材料形成的迹线1206，以一定空间间隔(spaced interval)形成其上，这可 通过此处描述的方法形成。迹线的末端包括为仪表插入而设的电接触，如本文其他地方所 描述的那样。类似的，第二基体衬底卷筒1208供给于卷1209之上，包括一系列由一种导电 材料制成的反电极1210和由不同导电材料制成的迹线1212，以一定空间间隔形成于其上。 如迹线1206和1212—样，电极1204和1210可由同样或不同材料形成。在如图12所示的实施方式中，两个电绝缘材料的中间层1218和1219被分别供应 于卷1220和1221之上。在加工(解开)中，卷1220和1221被处理为维持边缘1234和 1236之间所限定的沟1226。这些中间层形成所产生生物传感器的间隔层，并限定了生物传 感器的毛细样品接受腔。中间层1218包括复数个形成于其中的矩形凹口 1228，最终在所产 生的生物传感器中限定开口1230，使得仪表的电子得以进入电迹线1206和1212。在生产中，顶和底卷筒1208和1202分别被层压在一起和夹于其间的中间层1218 和1219形成前体或层压制件结构1222。前体1222包括由材料1208形成的顶层，具有形成 于其底面的反电极1210，两并排间隔设置的由材料1218和1219形成的中间绝缘层，以及由 材料1202形成的底层，具有形成于其顶侧的工作电极1204。用于形成这样的层压制件的卷 加工技术的例子可见于美国专利公开号2005/0016844，其公开的内容在此一并引入以作参 考。
前体1222包括一系列由层1218的凹口 1228所限定的开口 1230。迹线1206的末 端或接触部分可在层压制件结构1222的开口 1230中看到。边1234和1236在前体1222 中用阴影示出，沟1226形成具有一系列沿着其长度、彼此面对间隔排布的工作电极1204和 反电极1210的矩形通道1232。沿着虚线1224进行切割，形成具有“面向电极”的成品生物 传感器。如现有技术中已知的，每个生物传感器将包括形成于其两侧的样品接收开口和入 Π 1230.当然，在一些环境中，可能需要形成仅一个由复数种导电材料形成的面向电极(或者其他电学部件)。例如，在图12所示实施方案中，可能需要形成同样材料的反电极 1210和迹线1212。一般的，当这些教导用于面向电极的设置时，至少一个基体衬底卷筒具 有至少两个不同导电材料的区域的电子图形，两个卷筒结合为一个具有彼此面对的电子图 形和/或电学部件的层压制品，如层压制品1222。由上述教导，本领域技术人员可理解上述电子图形和其形成可被用于各种生物传 感器设计，其中，从具有最基本电子图形的生物传感器，到那些提供复数种电学功能的高度 复杂的结构，到那些在复数层基底上具有电子图形或电学部件的生物传感器。此外，这些教 导不局限于在基体材料上沉积导体层，然后移除部分导体层以形成电子图形。此外，具有复数个区域的电子图形可被直接在基体材料上沉积，形成基体衬底卷 筒，不需要进一步从基体材料上去除导体材料，形成电子图形。例如，在如“激光诱导向前 转移”(LIFT)技术中，脉冲的激光束通过激光透明靶衬底对准，穿透目标靶衬底相对面上覆 盖的材料膜。激光使膜蒸发，由于动量的转化，材料被从靶衬底移除，沉积于临近靶衬底的 接收面上。这种LIFT处理明显地蒸发很快，但是可以理解将导体材料形成电子图形或其 部分的形状至少开始于导体材料完成到面的转化之前。各种进行LIFT的方法和类似技术 公开于美国专利 6，177，151 ；4，752，455 ；5，725，706 ；5，292，559 ；5，492，861 ；5，725，914 ； 5，736，464 ；4, 970, 196和5，173，441，所有这些在此一并引用以作参考。转到图13，提供分别为两种不同导电材料1306和1308的卷1302和1304。每个 卷分别具有顶柔性层1310和1312，其上附着或一起他方式涂覆或沉积导体材料1306和 1308的激光透明材料，如在前所引入的参考文献中所述的。适于滚卷处理的柔性激光透明 层1310和1312可由，例如，聚乙烯、聚丙烯、聚乙酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二 酯、聚对苯二甲酸丁二酯、和聚四氟乙烯等制成。如图13所示，具有电子图形的区域1328包括工作电极1320和反电极1322，由激 光设备1325通过掩模1326投射出的宽域激光束1324制成，导致如图所示电子图形的第一 区域1328沉积于基体材料1330上。同时，同样的技术用于沿着基体材料1330下游形成电 子图形的第二区域1332。也就是说，宽域激光束1338从激光设备1340通过掩模1341投 射出来，导致如图所示具有迹线1350和接触垫1352的电子图形的第二区域1332沉积于基 体材料1330上。复数个电子图形采用此方法，通过配合展开和标记分别具有卷带轴1344， 1346和1348的卷1302，1304和1342而形成。其上具有电子图形的基体材料1330的卷带 轴1348包括基体衬底卷筒，其可通过进一步滚卷处理和如前所述的层压技术，用于进一步 加工制造生物传感器。如上所述，根据区域1328和1332中选定的特别导体材料，可能有必要在区域1328 上在电子图形区域1332沉积之前，沉积种子层。这样的具有部分电学结构形式的种子层可用同样的、用于沉积区域1328和1332的LIFT技术来沉积。类似的层方法的描述参照 图3-9，区域1328和1332可空间上相互间隔，具有特殊电子图形形式的连接层可沉积于其 间。例如，可能需要形成在结构最不复杂的电子图形区域之间的位置形成过渡，这可能使得 在该位置上的标定(indexing)和弹性上允许更大的容许偏差，在此位置部分结构必须沉 积以充分地排成直线。尽管一些激光直接写入转移技术从激光透明面转移材料，但这并非必须的。例如 Cook的美国专利4，895，735 (简称“735专利”)公开了一种技术，其中导体材料保持在基 体衬底上，激光用以将导体材料沉积为结构。不同于上述讨论的，导体材料不用激光透明面 而直接沉积到导体层所附着的面上。这些教导可用于配合这样的处理，如参考图14所示内容。如图14，不同导电材料1406和1408的两层或者膜被直接置于基体材料1430上， 供应到卷1442中。为了将层1406和1408的位移最小化，如“735专利”所述，它们可被固 定于适当位置或者展开于基体材料1430顶部。如所示，电子图形的区域1428包括工作电 极1420和反电极1422，由激光设备1425通过掩模1426投射出的宽域激光束1424而形成， 结果如图所示，形成沉积于基体材料1430上的电子图形的第一区域1428。同时，同样的直接在基体材料上沉积部分电子图形的技术用于形成沿材料1430 下游的电子图形第二区域1432。也就是说，宽域激光束1438通过掩模1441从激光设备 1440投射出，结果形成如图所示沉积于基体材料1430上的、具有迹线1450和接触垫1452 的电子图形第二区域1432。根据需要，多层电子图形通过结合展开和移动基体材料、膜、和 /或激光设备的方法形成。其上具有电子图形的基体材料1430的卷带轴1448包括基体衬 底卷筒，可如前所述通过进一步滚压处理和片层技术进一步处理用于制造生物传感器。除了参照图13和14所述的在基体材料上直接沉积电子图形之外，宽域激光脉冲 可用于整个材料片段或层，由此生产出具有类似例如图3和6中所描写的各层的基体材料。 其后，激光烧蚀或其它前述技术可被用于移除部分导体材料，以形成具有多个电子图形的 基体衬底卷筒，每一个具有多个区域。本领域技术人员能够认识到应用这些教导的其他变 化。无论每个导体材料层最终沉积于基体材料上的方式如何，例如宽导体层或充分定 义的电学部件，可以从本公开认识到在本发明的示例性实施方式中，第一区域通常包括具 有一个或多个电绝缘电极的区域，和通常包括具有一个或多个电绝缘接触区的接触区域， 例如接触垫，其中电极区域和接触区域成电连接，并分别包括第一和第二不同导电材料。如 上所述，电极区域可直接通过LIFT技术形成，或在基体材料上沉积第一导电材料且移除至 少一部分以确定电极区域的所需电学部件。类似的，接触区域可直接通过LIFT形成，或通 过在基体材料上沉积第二导电材料并移除至少一部分以确定接触区域的所需电学部件。又 如上所讨论的，在电极和接触区域之间的过渡通常位于连接这些区域的迹线。在这些例子 中，每个迹线具有由连接电极区域的第一导电材料和连接接触区域的第二导电材料形成的 部分。符合本发明原则的示例性实施方式在上文已经公开，本发明并不限于这些公开的 实施方式。相反地，本申请旨在覆盖使用其一般原则的所有本发明的变化、用法或适应性 变化。进一步的，本申请旨在覆盖那 些违背本公开，同且落入附加权利要求的保护范围内。此外，鉴于属于本发明相关的以及落入所附权利要求限定内的现有技术中已知或习惯的做 法，本申请希望覆盖这些与本文的公开内容有些偏差的技术方案。以下是本发明优选实施方式
1.制备在其上具有电子图形的用于电化学生物传感器的基体衬底的方法，所述方 法包括提供基体材料，所述基体材料具有第一导电材料的第一层，所述第一层与第二导 电材料的第二层基本并排设置，且与所述第二导电材料的第二层电接触；以及去除所述第一层和所述第二层的至少一部分以在所述基体材料上形成电子图形， 所述电子图形包括由所述第一导电材料形成的第一区域，所述第一区域与由所述第二导电 材料形成的第二区域电连接，所述电子图形的所述第一区域包括至少一个电极。2.优选实施方式1的所述方法，其中所述去除步骤包括采用激光设备，通过向所 述基体材料上投射电子图形的影像，烧蚀所述第一层和所述第二层的所述部分，以从所述 第一和第二层两者形成电子图形。3.优选实施方式1的所述方法，其进一步包括沿着基体材料以一定空间间隔重复 所述去除步骤复数次，以形成其上具有复数个电子图形的基体衬底卷筒。4.优选实施方式3的所述方法，其进一步包括在所述基体衬底卷筒上沉积试剂层，其中所述基体衬底卷筒在复数个电子图形的 每个电子图形中至少一个电极的至少一部分之上；在所述基体衬底卷筒上层压至少一个覆盖层或间隔层，由此形成即将成形的每个 生物传感器的覆盖物和样品接受腔；以及切穿所述至少一个覆盖层或间隔层和基体衬底卷筒，以形成复数个生物传感器。5.优选实施方式1的所述方法，其中所述去除步骤包括从所述第一导电材料形成 工作和反电极，并从所述第二导电材料形成接触垫。6.优选实施方式1的所述方法，其中所述提供步骤包括提供所述基体材料，所述 基体材料具有由贵金属形成的所述第一层和由显著比贵金属坚固的导电材料形成的所述
弟·~ 层。7.优选实施方式6的所述方法，其中所述贵金属选自金、银、钯和钼。8.优选实施方式6的所述方法，其中用于所述第二层的所述导电材料选自铝、 碳、钴、铜、镓、铟、铱、铁、铅、镁、汞、镍、铌、锇、铼、铑、硒、硅、钽、锡、钛、钨、铀、钒、锌、锆、铟 锡氧化物以及它们的混合物。9.优选实施方式1的所述方法，其中所述提供步骤包括提供具有部分重叠设置的 所述第一层和第二层的所述基体材料。10.优选实施方式1的所述方法，其进一步包括，在所述提供步骤之前，沿着所述 基体材料的一部分基本并排地沉积导电材料的所述第一层和第二层。11.优选实施方式10的所述方法，其进一步包括在所述提供步骤之前，沿着所述基体材料的第二部分基本上并排沉积导电材料的 第三和第四层，所述第三层毗邻所述第二导电层；和切割所述第二和第三层之间的所述基体材料。12.优选实施方式10的所述方法，其中所述沉积步骤包括以下的一个或更多个溅射法，物理气相沉积，等离子体辅助化学气相沉积，化学气相沉积，电子束物理气相沉积， 金属-有机化学气相沉积，和激光诱导向前转移。13.优选实施方式1的所述方法，其进一步包括提供其上形成第二电子图形的第 二基体材料并且将所述第一基体材料和所述第二基体材料组合成层压制件，其中所述第一 电子图形面向所述第二电子图形。14.制备用于电化学生物传感器的基体衬底卷筒的方法，所述基体衬底卷筒具有 复数个电子图形，所述方法包括提供电绝缘基体材料； 在所述基体材料的一部分上基本彼此并排地沉积第一和第二不同的导电材料；以 及在基体材料的所述部分上形成复数个电子图形，每个电子图形包括由所述第一导 电材料形成的第一区域，所述第一区域与由所述第二导电材料形成的第二区域电连接，所 述电子图形的第一区域包括至少一个电学部件。15.优选实施方式14的所述方法，其中所述沉积步骤包括在所述基体材料的所述 部分上沉积所述第一导电材料的第一层，和在所述基体材料的所述部分上沉积并且基本并 排与所述第一层电接触所述第二导体材料的第二层，进一步地其中形成电子图形的步骤包 括在所述沉积步骤之后去除所述第一层和所述第二层的一部分。16.优选实施方式15的所述方法，其中所述去除步骤包括用所述第一导电材料形 成工作和反电极并且用所述第二导电材料形成接触垫。17.优选实施方式14的所述方法，其中所述沉积步骤包括沉积贵金属作为第一导 电材料和沉积显著比贵金属坚固的材料作为第二导电材料。18.优选实施方式17的所述方法，其中所述贵金属选自金、银、钯和钼。19.优选实施方式17的所述方法，其中所述第二导电材料选自铝、碳、钴、铜、镓、 铟、铱、铁、铅、镁、汞、镍、铌、锇、铼、铑、硒、硅、钽、锡、钛、钨、铀、钒、锌、锆、铟锡氧化物以及 它们的混合物。20.优选实施方式14的所述方法，其中至少一个所述第一和第二导电材料在所述 沉积步骤完成之前基本上包括所述电子图形的一部分的形状。21.优选实施方式20的所述方法，其中所述沉积步骤包括激光诱导向前转移。22.优选实施方式14的所述方法，其进一步包括沿着所述基体材料的第二部分基 本上并排沉积不同导电材料的第三和第四层并且切割基体材料以从所述第二部分上分离 所述部分。23.优选实施方式22的所述方法，进一步包括在所述基体材料的第二部分上形成复数个第二电子图形；将具有所述第一和第二导电材料的基体材料的所述部分合并成第一组生物传感 器；并且将具有所述第三和第四导电材料的所述基体材料的所述第二部分合并成第二组 生物传感器。24.优选实施方式23的所述方法，其中所述第一和第二导电材料与所述第三和第 四导电材料分别相同，由此生物传感器的所述第一和第二组相同。
25.优选实施方式14的所述方法，其进一步包括在基体衬底卷筒上沉积试剂层，所述试剂层在复数个电子图形的每个电子图形的 至少一个电学部件的至少一部分之上；将至少一个覆盖层或者间隔层层压在所述基体材料之上，由此形成即将形成的每 个生物传感 器的覆盖物和样品接受腔；以及切穿至少一个覆盖层或间隔层以及所述基体衬底卷筒以形成复数个生物传感器。26.优选实施方式14的所述方法，其进一步包括提供其上具有复数个第二电子图形的第二基体材料；并且组合所述第一基体材料和第二基体材料成为层压制件，其中所述复数个电子图形 的每个电子图形面对所述复数个第二电子图形的各自的第二电子图形。27.用于确定流体样品中分析物的存在或浓度的生物传感器，其包括其上形成有电子图形的衬底，所述电子图形包括工作电极、反电极和接触垫，和将 所述工作和反电极与其各自的接触垫相连接的迹线；一个或更多个间隔层和覆盖层，其叠加在所述衬底上且与所述衬底配合以限定样 品接受腔；所述生物传感器具有其中所述电子图形由第一导电材料形成的第一区域，和其中 所述电子图形由第二导电材料形成的第二区域，其中至少一个迹线包括位于所述第一区域 的第一部分，所述第一部分与位于所述第二区域的第二部分电连接，所述第一和第二部分 分别由所述第一和第二导电材料组成。28.优选实施方式27所述的生物传感器，其中所述第一部分和所述第二部分部分
地重叠。29.优选实施方式27所述的生物传感器，其中所述第一导电材料包括贵金属。30.优选实施方式29所述的生物传感器，其中所述贵金属为金。31.优选实施方式29所述的生物传感器，其中所述第二导电材料包括显著比贵金 属坚固的材料。32.优选实施方式31所述的生物传感器，其中所述第二导电材料是铜或铟-锡氧 化物。33.优选实施方式31所述的生物传感器，其中所述电极位于所述第一区域且所述 接触垫位于所述第二区域。34.优选实施方式27所述的生物传感器，其中所述电极位于所述第一区域且试剂 层叠加在至少一个所述电极上。35.优选实施方式34所述的生物传感器，其中所述试剂层基本在所述第一和第二 区域之间的界面处终止。36.优选实施方式34所述的生物传感器，其中所述电子图形的所述第一区域的一 部分以向着所述第一和第二区域之间的过渡方向在所述试剂层上延伸。37.优选实施方式34所述的生物传感器，其中所述电子图形的所述第一区域由贵 金属形成。38.优选实施方式27所述的生物传感器，其中至少一个所述迹线包括至少四个迹线。
39.优选实施方式27所述的生物传感器，其进一步包括通常为薄且平的、长度比 宽度大的生物传感器体部，加样端，以及仪表插入端，其中所述加样端位于所述第一区域且 所述仪表插入端位于所述第二区域。40.优选实施方式27所述的生物传感器，其进一步包括第三区域，其中所述电子 图形是由第三导电材料形成的。41.优选实施方式40所述的生物传感器，其中所述第一、第二和第三区域被沿着 所述生物传感器的纵向方向并排设置。42.优选实施方式27所述的生物传感器，其进一步包括其上形成至少一个电学部 件的第二衬底，所述电学部件面向所述电子图形。43.制备其上具有电子图形用于电化学生物传感器的基体衬底的方法，其包括步 骤提供电绝缘基体材料；
在所述基体材料上形成电极区域，所述电极区域包括至少一对电学上分离的、由 第一导电材料形成的电极；在邻接所述电极区域的所述基体材料上形成接触区域，所述接触区域包括至少第 一和第二电学上分离的、由第二导电材料形成的接触区；以及在所述基体材料上形成至少第一和第二电学上分离的迹线，每个迹线具有第一部 分和第二部分，所述第一部分由第一导电材料形成且同所述电极区域电连接，所述第二部 分由第二导电材料形成且同所述接触区域电连接；其中所述第一和第二接触区均通过各自相应的一个迹线与所述一对电极中的相 应的一个电连接，进一步地其中所述电极区域，所述迹线和所述接触区域配合限定生物传感器的电 子图形。44.优选实施方式43所述的方法，其进一步包括提供具有第一层的所述基体材料，所述第一层由基本上并排设置的所述第一导电 材料形成，并且与由所述第二导电材料形成的第二层呈电接触；并且去除至少一部分所述第一层和所述第二层以在所述基体材料上形成所述电子图 形。45.优选实施方式44所述的方法，其中所述去除步骤包括采用激光设备，通过向 所述基体材料上投射电子图形的影像，烧蚀所述第一层和所述第二层的所述部分，以从所 述第一和第二层两者形成电子图形。46.优选实施方式45所述的方法，其进一步包括沿着基体材料以一定空间间隔重 复所述去除步骤复数次，以形成其上具有复数个电子图形的基体衬底卷筒。47.优选实施方式46所述的方法，其进一步包括在所述基体衬底卷筒上沉积试剂层，其中所述基体衬底卷筒在复数个电子图形的 每个电子图形中至少一个电极的至少一部分之上；在所述基体衬底卷筒上层压至少一个覆盖层或间隔层，由此形成即将成形的每个 生物传感器的覆盖和样品接受腔；以及切穿所述至少一个覆盖层或间隔层和基体衬底卷筒，以形成复数个生物传感器。
48.优选实施方式44所述的方法，其中所述提供步骤包括提供具有部分重叠设置 的所述第一层和第二层的所述基体材料。49.优选实施方式44所述的方法，进一步包括，在提供所述基体材料之前，沿着所 述基体材料的一部分基本并排地沉积导电材料的所述第一和第二层。50.优选实施方式49所述的方法，其中所述沉积步骤包括以下的一个或多个溅 射法，物理气相沉积，等离子体辅助化学气相沉积，化学气相沉积，电子束物理气相沉积，金 属-有机化学气相沉积，和激光诱导向前转移。 51.优选实施方式43所述的方法，其中所述第一导电材料包括贵金属且所述第二 导电材料包括显著比贵金属坚固的材料。52.优选实施方式51所述的方法，其中所述贵金属选自金、银、钯和钼。53.优选实施方式51所述的方法，其中所述第二导电材料选自铝、碳、钴、铜、镓、 铟、铱、铁、铅、镁、汞、镍、铌、锇、铼、铑、硒、硅、钽、锡、钛、钨、铀、钒、锌、锆、铟锡氧化物以及 它们的混合物。54.优选实施方式43所述的方法，其进一步包括提供其上形成第二电子图形的第 二基体材料并且将所述第一基体材料和所述第二基体材料组合成层压制件，其中所述第一 电子图形面向所述第二电子图形。55.优选实施方式43所述的方法，其中至少所述电极区域、接触区域或迹线的一 部分通过激光诱导向前转移形成。
权利要求
制备在其上具有电子图形的用于电化学生物传感器的基体衬底的方法，所述方法包括提供基体材料，所述基体材料具有第一导电材料的第一层，所述第一层与第二导电材料的第二层基本并排设置，且与所述第二导电材料的第二层电接触；以及去除所述第一层和所述第二层的至少一部分以在所述基体材料上形成电子图形，所述电子图形包括由所述第一导电材料形成的第一区域，所述第一区域与由所述第二导电材料形成的第二区域电连接，所述电子图形的所述第一区域包括至少一个电学部件。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述去除步骤包括采用激光设备，通过向所述基体 材料上投射电子图形的影像，烧蚀所述第一层和所述第二层的所述部分，以从所述第一和 第二层两者形成电子图形。
3.如权利要求1所述的方法，其进一步包括沿着基体材料以一定空间间隔重复所述去 除步骤复数次，以形成其上具有复数个电子图形的基体衬底卷筒。
4.如权利要求3所述的方法，其进一步包括在所述基体衬底卷筒上沉积试剂层，其中所述基体衬底卷筒在复数个电子图形的每个 电子图形中至少一个电极的至少一部分之上；在所述基体衬底卷筒上层压至少一个覆盖层或间隔层，由此形成即将成形的每个生物 传感器的覆盖物和样品接受腔；以及切穿所述至少一个覆盖层或间隔层和基体衬底卷筒，以形成复数个生物传感器。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中所述去除步骤包括从所述第一导电材 料形成工作和反电极，并从所述第二导电材料形成接触垫。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中所述提供步骤包括提供所述基体材 料，所述基体材料具有由贵金属形成的所述第一层和由显著比贵金属坚固的导电材料形成 的所述第二层。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中所述提供步骤包括提供具有部分重叠 设置的所述第一层和第二层的所述基体材料。
8.如权利要求1-6中任意一项所述的方法，其进一步包括，在所述提供步骤之前，沿着 所述基体材料的一部分基本并排地沉积导电材料的所述第一层和第二层。
9.如权利要求7所述的方法，其进一步包括在所述提供步骤之前，沿着所述基体材料的第二部分基本上并排沉积导电材料的第三 和第四层，所述第三层毗邻所述第二导电层；和切割所述第二和第三层之间的所述基体材料。
10.如权利要求1-9中任意一项所述的方法，其进一步包括提供其上形成第二电子图 形的第二基体材料并且将所述第一基体材料和所述第二基体材料组合成层压制件，其中所 述第一电子图形面向所述第二电子图形。
11.如权利要求9所述的方法，其进一步包括在所述基体材料的所述第二部分上形成复数个第二电子图形；将具有所述第一和第二导电材料的部分基体材料合并成第一组生物传感器；并且将具有所述第三和第四导电材料的第二部分基体材料合并成第二组生物传感器。
12.制备用于电化学生物传感器的基体衬底卷筒的方法，所述基体衬底卷筒具有复数个电子图形，所述方法包括提供电绝缘基体材料；在所述基体材料的一部分上基本彼此并排地沉积第一和第二不同的导电材料；以及在基体材料的所述部分上形成复数个电子图形，每个电子图形包括由所述第一导电材料形成的第一区域，所述第一区域与由所述第二导电材料形成的第二区域电连接，所述电 子图形的第一区域包括至少一个电学部件。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述沉积步骤包括在所述基体材料的所述部分上 沉积所述第一导电材料的第一层，和在所述基体材料的所述部分上沉积与所述第一层基本 并排并且电接触的所述第二导体材料的第二层，进一步地其中形成电子图形的步骤包括在 所述沉积步骤之后去除所述第一层和所述第二层的一部分。
14.如权利要求12所述的方法，其中至少一个所述第一和第二导电材料在所述沉积步 骤完成之前基本上包括所述电子图形的一部分的形状。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述沉积步骤包括激光诱导向前转移。
16.用于确定流体样品中分析物的存在或浓度并且根据权利要求1-13中任意一项所 述方法制备的生物传感器，所述生物传感器包括其上形成有电子图形的衬底，所述电子图形包括工作电极、反电极和接触垫，和将所述 工作和反电极与其各自的接触垫相连接的迹线；一个或更多个间隔层和覆盖层，其叠加在所述衬底上且与所述衬底配合以限定样品接 受腔；所述生物传感器具有其中所述电子图形由第一导电材料形成的第一区域，和其中所述 电子图形由第二导电材料形成的第二区域，其中至少一个迹线包括位于所述第一区域的第 一部分，所述第一部分与位于所述第二区域的第二部分电连接，所述第一和第二部分分别 由所述第一和第二导电材料组成。
全文摘要
本发明提供了发明的生物传感器，包括复数个区域，其中的电子图形由不同的导电材料形成。本发明还提供了发明的方法用于上述生物传感器的大规模生产。在该方法的一个实施方式中，第一和第二不同的导电材料被并排沉积于电绝缘基体材料的一部分上，并且复数个电子图形形成于基体材料的此部分上。每个电子图形包括由第一导电材料形成的第一区域，与第二导电材料形成的第二区域呈电连接。导电材料可被沉积为基体材料上的多层，且这些多层的部分可被移除，以形成电子图形，或者，电子图形可通过按照电子图形的形状直接转移导体材料至基体材料上而形成，例如通过激光直接转移技术。
文档编号G01N27/30GK101842493SQ200880114107
公开日2010年9月22日 申请日期2008年10月29日 优先权日2007年10月31日
发明者M·塞伦塔诺, R·S·布拉尔, S·K·埃尔-拉海比 申请人:霍夫曼-拉罗奇有限公司