CN101430326B - 生化感测器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生化感测器，其为基材沿折线对折而分别形成第一基板以及长度较第一基板短的第二基板，第一、第二基板相互粘合，其中第一基板的表面设有生物活性层、二电极膜、辨识电极膜和碳膜电阻，二电极膜相互平行，且各一端与该生物活性层接触，该辨识电极膜设置在二电极膜之间，且平行于二电极膜，该碳膜电阻连接该辨识电极膜以及电极膜，通过依据不同的酵素特性而改变该碳膜电阻的阻抗，而校正不同时期所出产生物活性层的误差，让使用者无须调整感测仪，即可获得正确的数值，所以非常方便使用者使用。

Description

生化感测器及其制作方法

技术领域

本发明提供一种生化感测器，尤其是一种能够在插入感测仪后自动校正感测仪的基准值的生化感测器。

背景技术

一般需要定期抽血检查的患者，以往都必须到医院或检测机构抽血测量，而且抽血前患者还必须禁食数小时，虽然医院或检测机构检查项目较为仔细，例如能够检查出血液中血糖、三酸甘油脂、胆固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白等的含量，但对于需要定期作单一项目检验的患者而言是非常费时的，除了必须往返医院或检测机构外，又必须等候检验报告，对于现在生活忙碌的人们而言是非常不便的事。

为了方便患者能随时掌握自己的健康状况，目前已发展出一种简易的电流式生化感测器以及其配合的感测仪。患者只需将检品(如血液等)滴载于该生化感测器上，让该生化感测器上的生物活性层与检品反应，其会产生不同的电阻值，藉此让电流的大小不同，再将该生化感测器插入感测仪中，让感测仪内的电路测量生化感测器的电流，即会显示检测项目的数值，故人们能够随时藉由此简易的设备来测量自己的血液，以掌握自己身体最即时的健康情形。

目前所用的电流式生化感测器，其包括基板，该基材沿折线折合形成第一基板以及长度较第一基板短的第二基板，该第一基板的表面中段位置设有生物活性层，且分别从该生物活性层近该第一基板的两侧朝端部延伸有二条状电极膜，二电极膜以生物活性层作为媒介而产生电流，且在二电极膜中央设有一未与该生物活性层接触的辨识电极膜，该辨识电极膜依照各生化感测器所能测量的检品(如血糖、三酸甘油脂、胆固醇等)而有所不同，以供感测仪辨识，而第二基板折合后与第一基板具生物活性层的表面相对，由于其长度较第一基板的长度短，故能使得二电极膜以及辨识电极膜近第一基板端部处裸露于外，使与生化感测器配合的感测仪能够感测裸露于外的电极膜，而达到测量的目的。

一般生物活性层是酵素，但由于各批酵素因生产时期不同，而会有不同的电阻值，因此造成相对的误差，目前的做法是将误差数据整理制作成表格，而制造商会将具有不同误差值的生物活性层的生化感测器上对照该表格印上不同的批号，而当使用者使用时，先依照生化感测器上的批号设定感测仪，让该感测仪内的感应区自动修正误差，完成“归零”的动作。然而，若使用者忘记设定感测仪，或输入错误，则所得到的数据将会不准确，因此这种归零的动作非常麻烦，不方便使用者操作。

发明内容

本发明人有鉴于目前各生化感测器的生物活性层因生产时期不同而有误差，使用者必须自行校正感测仪方能获得正确的数值，因此经过不断的研究以及无数次的实验之后，终于发明出本发明的生化感测器。

本发明的目的在于提供一种能够在插入感测仪后自动校正感测仪的基准值的生化感测器。

为达上述目的，本发明提供一种生化感测器，其包括令基材沿折线对折而分别形成的第一基板和长度较第一基板短的第二基板，第一基板和第二基板(第一/第二基板)相互粘合，其中：该第一基板的表面设有生物活性层、两个电极膜、辨识电极膜和碳膜电阻(二电极膜、辨识电极膜和碳膜电阻靠近第一基板的端部)，两个电极膜相互平行(即为两个电极膜的侧边相互平行，也就是说，每个电极膜各有一侧边与另一电极膜的侧边平行)，且各有一端与该生物活性层接触，该辨识电极膜设置在两个电极膜之间，且平行于该两个电极膜(该辨识电极膜的侧边平行于该两个电极膜相互平行的侧边)，该碳膜电阻连接该辨识电极膜和其中一个电极膜，折合后的第二基板与第一基板的具生物活性层的表面相对，折合后的第二基板的长度足可使靠近第一基板端部的两个电极膜以及该辨识电极膜裸露于外而未被第二基板覆盖，而该第二基板相对于该生物活性层的位置穿设有检测口。

本发明的上述生化感测器，其中该碳膜电阻优选呈块状。

在本发明的优选实施例中，该第二基板对应第一基板的生物活性层优选也设有相应生物活性层，而该检测口的位置设置在该相应生物活性层的侧边，或者，该第二基板的检测口设置在该相应生物活性层的中央；该生化感测器的第二基板的端部优选还设有操作区。

本发明还提供一种生化感测器的制作方法，其包括以下步骤：

提供基材，其上设置(优选印刷的方式设置)有生物活性层、相应生物活性层、两个电极膜、辨识电极膜，且于相应生物活性层上设有检测口，并使两个电极膜各有一端与生物活性层接触；

于其中一个电极膜以及该辨识电极膜之间印刷有碳膜电阻，以连接该电极膜与该辨识电极膜；

将该基材沿折线对合，使相应生物活性层与该生物活性层相互对合，并且令两个电极膜以及该辨识电极膜于基材端部的部分裸露于外而未被第二基板及其上的相应生物活性层覆盖。

上述的生化感测器中的碳膜电阻优选呈块状。

本发明所述的生化感测器的制作方法中，在其中一个电极膜以及该辨识电极膜之间印刷有碳膜电阻后，优选还包括利用激光切割加工技术依照预先决定的电阻值切割该碳膜电阻的步骤。

该生化感测器在制造时，即可依据不同的酵素(酶)特性而改变该碳膜电阻的电阻值，藉此校正不同时期所出产生物活性层的误差，所以使用者将该生化感测器插入感测仪后，无须再调整感测仪，而该感测仪所测量到的数值即为正确的数值，因此本发明对于使用者来说非常方便。

在本发明的另一优选实施例中，还提供一种生化感测器，其至少包括：

阴极电极膜，阳极电极膜，及辨识电极膜；

其中该阴极或该阳极电极膜与该辨识电极膜之间跨接有碳膜电阻；

其中该碳膜电阻经加工后形成有至少一个切割区域，以提供该碳膜电阻具有不同的电阻值。

附图说明

图1：本发明具碳膜电阻第一实施例的立体透视图；

图2：本发明展开时的俯视图；

图3：本发明对合时的俯视图；

图4：本发明碳膜电阻的第二实施例的平面图；

图5：本发明碳膜电阻的第三实施例的平面图；

图6：本发明碳膜电阻的第四实施例的平面图。

附图标号：

10——第一基板    11——生物活性层

12——阳极电极膜  13——阴极电极膜

14——辨识电极膜

15、15a、15b、15c——碳膜电阻

20——第二基板     21——相应生物活性层

22——检测口       23——粘合层

24——操作区       30——折线

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明，但不限定本发明的实施范围。

请参看图1-3所示，图1是本发明的具碳膜电阻第一实施例的立体透视图，图2是本发明展开时的俯视图，图3是本发明对合时的俯视图，本发明的生化感测器，其为令基材沿折线30对折，而形成第一基板10以及长度较第一基板10短的第二基板20；

该第一基板10的表面设有生物活性层11、阳极电极膜12、阴极电极膜13、辨识电极膜14以及碳膜电阻15，而阳极电极膜12呈条状，其一端设置在该生物活性层11中，而另端延伸至该第一基板10的端部，而阴极电极膜13呈条状，其一端设置在该生物活性层11中，另端延伸至该第一基板10的端部，且该阴极电极膜13的长度短于阳极电极膜12的长度，该辨识电极膜14设置在阳极电极膜12与阴极电极膜13之间，且平行于二电极膜12和13，该碳膜电阻15连接该辨识电极膜14以及该阴极电极膜13；

该第二基板20折合后与第一基板10的生物活性层11的表面相对，且令近第一基板10端部的阳极电极膜12、阴极电极膜13以及辨识电极膜14裸露于外，使得该生化感测器配合的感测仪可以读取阳、阴极电极膜12、13以及辨识电极膜14的电流，该第二基板20相对第一基板10的内侧表面，在对应第一基板10的生物活性层11所在位置设有相应生物活性层21，该第二基板20设有检测口22，该检测口22的位置可设置在该相应生物活性层21的一侧边，或是设置在该相应生物活性层21的中央，而该第二基板20表面还设有粘合层23，其覆盖相应生物活性层21的两端，使对折后的第二基板20与第一基板10能够相互粘合，且于该第二基板20的端部设有操作区24。

当该生化感测器是侦测血糖浓度，则生物活性层11的组成用以下物质以适当比例组合而成：(A)酵素，如葡萄糖氧化酵素(glucose oxidase)等；(B)酵素保护剂，如白蛋白(albumin)、糊精(dextrin)、葡萄聚糖(dextran)、氨基酸等；(C)导电介质，如赤血盐(potassium)等；(D)表面活性剂，如triton X-100、triton X-405、triton X-114、十二烷硫酸钠溶液(sodium lauryl sulfate)、tween 20(polyoxyethylenesorbitan monolaurate)、tween 40(polyoxyethylenesorbitanmonopalmitate)、tween 60(polyoxyethylenesorbitan monostearate)、tween 80(polyoxyethylenesorbitan monooleate)或其他水溶性活性剂或清洁剂等；(E)缓冲溶液，即盐类，如磷酸盐缓冲液等；以及，(F)水，如蒸馏过的纯水。

又，前述生化感测器的制作方法，包括以下流程步骤：

提供基材，其上印刷有生物活性层11、相应生物活性层21、二电极膜12和13、辨识电极膜14，且于相应生物活性层21上设有检测口22；

于其中一个电极膜12、13以及该辨识电极膜14之间印刷有碳膜电阻15，以连接该电极膜15与该辨识电极膜14；

将该基材沿折线30对合，令相应生物活性层21与该生物活性层11相互对合，并且使二电极膜12、13以及该辨识电极膜14于基材端部的部分裸露于外。

上述在其中一个电极膜12、13以及该辨识电极膜14之间印刷的碳膜电阻15呈块状。

上述在其中电极膜12、13以及该辨识电极膜14之间印刷跨接有碳膜电阻15后，还可利用激光切割技术依照预先决定的电阻值以切割该碳膜电阻15，以形成U字型、M字型或弯曲状等，以使得连接该电极膜12、13与该辨识电极膜14的碳膜电阻15呈现不同的形状，而具有不同的电阻值。

所述的“激光切割技术”目前的运用已相当纯熟，多用于制作精密元件，如电阻、电容或用于精密尺寸的切割等，因此于所属领域具有通常知识者皆能知道激光切割技术的使用方法。

其中，该碳膜电阻15的第一实施例是块状，使得从阴极电极膜13传递至该辨识电极膜14的电流呈直线状传递。

请参看图4所示，其为该碳膜电阻15a的第二实施例，该碳膜电阻15a利用激光切割(刮除)加工技术，使得导通阴极电极膜13以及该辨识电极膜14的碳膜电阻15a具有切割区域，譬如可呈U字型，由于其可传递电流的区域较第一实施例的碳膜电阻15小，因此所产生的阻抗较第一实施例的碳膜电阻15所产生的阻抗大。

请参看图5所示，其为该碳膜电阻15b的第三实施例，该碳膜电阻15b利用激光切割(刮除)加工技术，使得导通阴极电极膜13以及该辨识电极膜14的碳膜电阻15b具有较大的切割区域，譬如可呈M字型，由于该经切割区域的宽度与第二实施例的碳膜电阻15a一样，但路径较第二实施例的碳膜电阻15a长，因此所产生的阻抗较第二实施例的碳膜电阻15a所产生的阻抗大。

请参看图6所示，其为该碳膜电阻15c的第四实施例，该碳膜电阻15c利用激光切割(刮除)加工技术，使得导通阴极电极膜13以及该辨识电极膜14的碳膜电阻15c具有更大的切割区域，譬如可呈四个转折处的弯曲状，由于该经切割区域的宽度与第三实施例的碳膜电阻15b一样，但路径较第三实施例的碳膜电阻15b长，因此所产生的阻抗较第三实施例的碳膜电阻15b所产生的阻抗大。

该碳膜电极的特性是导通面积越大，则阻抗越小，因此通过激光切割(刮除)技术而产生不同阻抗的碳膜电阻，能够区分不同批号的生物活性层所制造的生化感测器，并且以不同的阻抗来调整生物活性层的误差，所以使用者在使用感测仪时无须依照不同的生物活性层而作校正的工作，只要将该生化感测器直接插入该感测仪，该感测仪所读取的数值即为已经过校正的数值，因此使用者无需额外进行校正的步骤，也无需担心忘记校正而产生错误的数值，非常方便使用者的使用。

Claims (9)

1.一种生化感测器，其包括沿基材折线对折而分别形成的第一基板以及长度较第一基板短的第二基板，该第一基板和第二基板相互粘合，其中：该第一基板的表面设有生物活性层、两个电极膜、辨识电极膜以及碳膜电阻，两个电极膜相互平行，且各有一端与该生物活性层接触，该辨识电极膜设置在两个电极膜之间，且平行于该两个电极膜，该碳膜电阻连接该辨识电极膜以及其中一个电极膜，折合后的该第二基板与第一基板具生物活性层的表面相对，且位于第一基板端部的两个电极膜以及该辨识电极膜未被折合后的第二基板覆盖，而该第二基板相对于该生物活性层的位置穿设有检测口。

2.如权利要求1所述的生化感测器，其中该碳膜电阻呈块状。

3.如权利要求1或2所述的生化感测器，其中该第二基板设有相应生物活性层与第一基板表面的生物活性层对应，所述的检测口的位置设置在该相应生物活性层的侧边。

4.如权利要求1或2所述的生化感测器，其中该第二基板设有相应生物活性层与第一基板表面的生物活性层对应，所述的检测口的位置设置在该相应生物活性层的中央。

5.如权利要求1或2所述的生化感测器，其中该第二基板的端部设有操作区。

6.如权利要求1或2所述的生化感测器，其中两个电极膜分别是阴极电极膜及阳极电极膜；

其中该阴极或该阳极电极膜与辨识电极膜之间跨接有碳膜电阻；

其中该碳膜电阻经加工后形成有至少一个切割区域，以提供该碳膜电阻具有不同的电阻值。

7.一种生化感测器的制作方法，包括以下步骤：

提供基材，其上设有生物活性层、相应生物活性层、两个电极膜、辨识电极膜，且于相应生物活性层上设有检测口，并使两个电极膜各有一端与生物活性层接触；

于其中一个电极膜以及该辨识电极膜之间设有碳膜电阻，以连接该电极膜与该辨识电极膜；

将该基材沿折线对合，令相应生物活性层与该生物活性层相互对合，并且令两个电极膜以及该辨识电极膜于基材端部的部分裸露于外。

8.如权利要求7所述的生化感测器的制作方法，其中该碳膜电阻呈块状。

9.如权利要求8所述的生化感测器的制作方法，在其中一个电极膜以及该辨识电极膜之间设有碳膜电阻后，还包括利用激光切割加工技术依照预先决定的电阻值切割该碳膜电阻。

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