CN101454667B

CN101454667B - 使用带有至少一个孔的基板的电化学传感器系统及其制造方法

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Publication number: CN101454667B
Application number: CN2006800495192A
Authority: CN
Inventors: A·J·布伦尼曼; M·V·里贝克
Original assignee: Bayer Healthcare LLC
Current assignee: Bayer Healthcare LLC
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2026-12-21
Also published as: BRPI0620735A2; JP2009521705A; WO2007076017A2; JP5021678B2; EP1969365A2; CN101454667A; US10010279B2; CA2635670C; NO20083293L; US9668683B2; US20090184000A1; CA2635670A1; US20170273604A1; WO2007076017A3; EP1969365B1; RU2008130870A

Abstract

本发明涉及一种电化学传感器系统，所述系统适用于帮助测定流体中分析物的浓度。该电化学传感器系统包括基板、导电材料以及水凝胶或液体。该基板具有通过其中的孔隙。该导电材料包括至少一个电极。该至少一个电极被连接到基板上。该至少一个电极具有第一表面和相对的第二表面。该水凝胶或液体适合帮助将流体中的分析物载运到该至少一个电极的第一和第二表面。

Description

使用带有至少一个孔的基板的电化学传感器系统及其制造方法

发明领域

本发明总的涉及一种电化学传感器系统及其制造方法。更确切地，本发明涉及一种使用基板的电化学传感器系统及其制造方法，所述基板具有通过其中的孔隙。

背景技术

体液中分析物的定量测定在某些生理学异常的诊断和保养中非常重要。例如，在某些个体中应当监控乳酸盐、胆固醇和胆红素。特别地，糖尿病人常常检测他们体液中的葡萄糖水平来调节他们饮食中葡萄糖的摄入是重要的。这种测试的结果能够用来决定，如果需要的话，需要服用什么胰岛素或其它药物。在一种类型的血糖测试系统中，用传感器来测试血样。

测试传感器包含与血糖反应的生物传感材料或试剂材料。传感器的测试端适于置于被测流体中，所述被测流体例如为在手指被刺破后在人指上积聚的血。流体通过毛细作用被吸入毛细管通道内，从而使得足够量的待测流体被吸入传感器内，该毛细管通道在传感器中从测试端延伸到试剂材料。然后，该流体与传感器中的试剂材料发生化学反应，从而产生指示出被测流体中葡萄糖水平的电信号。将该信号通过位于传感器的后部或接触端附近的接触区域而被提供给仪表并且变成了测定输出。

一种形成电化学传感器的现有方法是将导电金属沉积到基板上且随后用切去的方法来除去所沉积导电金属的被选部分。另一种现有方法是用导电墨印刷电极，这是一种附加方法。该导电墨可以包括镀铂碳、带有包含碳粒的载体的铂或其它贵金属。在这两种现有方法中，可被用作电极的导电金属的区域都被限制为单个二维覆盖区域。由于导电材料很昂贵，因此制造商希望正如所需地那样尽少使用导电材料，同时仍维持所需的功能性。

希望提供一种减少所需导电材料用量的电化学传感器系统，所述导电材料用量的减少使得降低了成本同时仍维持了所需的功能性。

发明概述

根据一个实施方案，一种电化学传感器系统适用于帮助测定流体中的分析物浓度。该电化学传感器系统包括基板、导电材料以及水凝胶或液体。该基板具有通过其中的孔隙。该导电材料包括至少一个电极。该至少一个电极被联接到基板上。该至少一个电极具有第一表面和相对的第二表面。该水凝胶或液体适用于帮助将流体中的分析物载运到该至少一个电极的第一和第二表面。

根据一种方法，形成适用于帮助测定分析物浓度的电化学传感器系统。提供具有通过其中的孔隙的基板。将导电材料加在基板上。该导电材料具有第一侧和第二侧。该导电材料形成至少一个电极。提供水凝胶或液体。该基板和该至少一个附加的电极通过水凝胶相接触，使得该分析物适于与该至少一个电极的第一侧和第二侧接触。

根据另一种方法，流体中的分析物浓度被测定。提供电化学传感器系统，该电化学传感器系统包括基板、导电材料以及水凝胶或液体。该基板具有通过其中的孔隙。该导电材料被联接到基板上。该导电材料具有第一侧和第二侧。该导电材料形成至少一个电极。该基板和该至少一个附加电极与水凝胶接触，从而使得分析物适于与该至少一个电极的第一侧和第二侧接触。该电化学传感器系统被置于皮肤上。流体的分析物浓度被测定。

附图的简要描述

附图1是根据一个实施方案的包括带有导电材料的连续基板的电化学传感器的连续板片；

附图2a是根据一个实施方案的带有水凝胶的电化学传感器的俯视透视图；

附图2b是附图2a中带有水凝胶的电化学传感器的放大的侧视图；

附图2c是大体上沿附图2a中的线2c-2c的放大的剖面图；

附图3是根据一个实施方案的带有三个电极的电化学传感器系统的剖面图；

附图4是根据一个实施方案的带有二个电极的电化学传感器系统的剖面图；

附图5是根据另一个实施方案的带有二个电极的电化学传感器系统的剖面图；

附图6是根据一个进一步的实施方案的带有二个电极的电化学传感器系统的剖面图；

附图7是根据一个进一步的实施方案的带有三个电极的电化学传感器系统的剖面图；

附图8a是根据一个实施方案的基板的一部分的俯视透视图；

附图8b是根据一个实施方案的带有加到一侧上的电极的附图8a中的基板的俯视透视图；

附图8c是根据一个实施方案的带有添加的水凝服或流体的附图8b的俯视透视图；

附图8d是附图8c的侧视图；

附图9a是根据一个实施方案的基板的一部分的俯视透视图；

附图9b是根据一个实施方案的带有加到两侧上的电极的附图9a中的基板的俯视透视图；

附图9c是根据一个实施方案的带有添加的水凝胶或流体的附图9b的俯视透视图；

附图9d是附图9c的侧视图；

附图10a是根据一个实施方案的基板的一部分的俯视透视图；

附图10b是根据另一个实施方案的带有加到两侧上的电极的附图10a中的基板的俯视透视图；

附图10c是根据另一个实施方案的带有添加的水凝胶或流体的附图10b的俯视透视图；

附图10d是附图10c的侧视图；

附图11是根据一个实施方案的被放在皮肤表面上的附图3的电化学传感器系统；

附图12是根据一个实施方案的用在库仑分析法中的电化学传感器系统。

示例性实施方案的详细说明

本发明针对一种电化学传感器系统及其制备方法，该方法减少了用于形成至少一个电极的导电材料的量。通过使用形成至少一个电极的导电材料的两侧，可以减少导电材料的用量。当所需的导电材料的量减少时，电化学传感器系统的尺寸也可以减小。通过减少导电材料，还降低了制造电化学传感器的费用。电化学传感器系统适合与仪器或仪表一起用于测定分析物的浓度。

由于导电材料费用的原因，本发明希望用在经皮分析物系统中。此外，在经皮分析物系统中，使工作电极的相当大的尺寸减小的能力是有利的。在经皮分析物系统中，需要工作电极具有相当大尺寸以便在非常低的分析物浓度下来提供可测量的信号。可以通过水凝胶或液体从例如组织间隙流体中提取出这些非常低的分析物浓度。

该电化学传感器系统帮助测定分析物的浓度。可以被测量的分析物包括葡萄糖、血脂(例如胆固醇、甘油三酸脂、低密度脂蛋白(LDL)以及高密度脂蛋白(HDL))、微量白蛋白、果糖、乳酸盐或胆红素。可以预见到的是：可以测定其它分析物的浓度。分析物可以是在例如细胞内流体和/或细胞间流体中。细胞间流体包括ISF(组织间隙液)、血浆样品、血清样品和分泌液。正如本申请中所使用的，术语‘浓度’意思是指分析物的浓度、活性(例如酶和电解液)、滴定度(例如抗体)或用于测量所需分析物的任何其它测量浓度。

该电化学传感器系统可以包括适当地选择的酶以便与待测的所需的一种或多种分析物反应。例如，可以被用来与葡萄糖反应的酶是葡萄糖氧化酶。可以预见到，其它的酶可以被用来与葡萄糖反应，例如葡萄糖脱氢酶。

该电化学传感器系统适合帮助测定分析物的浓度，并且包括基板、导电材料和水凝胶或液体。该导电材料被用于形成至少一个电极。该水凝胶或液体帮助将分析物载运到导电材料。

图1示出了电化学传感器的连续板片的非限制性实施例。附图1示出了电化学传感器10的连续板片，该传感器板片包括带有多个不连续导电材料区域14的连续的基板12，该区域14被加到连续的基板12上。附图1所示的连续的基板12是平纹棉麻织物、丝网、编织材料或它们的结合。该电化学传感器的连续板片可随后被切开来以便提供单独的电化学传感器。

参考附图2a-c，图中示出了电化学传感器系统100的非限制性实施例。该电化学传感器系统100包括基板112、导电材料114和水凝胶或液体116。该导电材料114被联接到基板112上。更确切地，如附图2b所示，该导电材料114被附接到基板112上。如附图2b所示，水凝胶116位于导电材料114和基板112的上面和下面。

被用在该电化学传感器系统100中的基板112是多孔的，并且包括足够的强度来支撑导电材料114。该基板可包括丝网、平纹棉麻织物、编织材料或者它们的组合。可以预见到该基板可以其它形式存在，该其它形式的基板有足够多的孔以让水凝胶或流体移动通过其中，并且与导电材料114的两侧114a、114b接触。例如，固体、非多孔材料可具有在其中形成的至少一个孔且更希望地具有在其中形成的多个孔，以使导电材料的两侧与水凝胶或液体容易接近。通过使导电材料的两侧与水凝胶或液体容易接近，分析物到达导电材料所需时间会减少。

在一个实施方案中，该基板112在其中形成了多个的孔126(见附图2a)。该孔可以是不同的尺寸和形状，但是形成后让水凝胶或流体在两侧114a、114b上接触导电材料114。该孔所希望具有的尺寸和形状与要流过孔126的分析物是相当的。这将包括分析物流的希望具有的量和速率。

通过使用导电材料114的两侧114a、114b，使得减少了形成至少一个电极所需的导电材料的总覆盖面积和数量。这样，通过让水凝胶或液体接触导电材料的两侧，电极可具有更小的尺寸，这导致制成了更小的传感器。然而，可以预见到基板可以形成通过其中的正好一个孔，所述孔允许水凝胶或流体接触导电材料的两个表面。

该基板可以由多种材料形成。例如，基板可以由聚合材料形成。可以用来形成基板的聚合材料的非限制性实施例包括聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚、聚碳酸酯或它们的结合。聚合材料可被预制成带有形成的孔或者聚合材料可在以后的加工中形成通过其中的孔。

可以预见到的是：其它的聚合材料可用于形成基板，例如纤维素材料和多孔的陶瓷。如果使用固体非多孔材料，那么可通过预先形成通过所述固体非多孔材料的孔而使该材料具有多孔性。另一种可选方式是，陶瓷材料可以在以后的加工中形成通过其中的孔的方式来形成。该基板可以由金属材料形成，但这通常是不希望的，因为这样的基板可能需要包括绝缘的非导电层。

该基板也可以用来产生一种电场图形，该电场图形防止或抑制干扰物质到达分析区域。通过减少干扰物质，分析物浓度的测定可以得到改善。在这个实施方案中，该基板产生带正电或带负电的表面来帮助防止或抑制干扰物质到达分析区域。在测定分析物葡萄糖浓度的情况下，因为葡萄糖没有电荷，这样的场对葡萄糖几乎没有或没有影响。非常希望电场图形对要测定的分析物的浓度几乎没有或没有影响。

这样的电场图形可被应用到基板(例如，最接近皮肤的基板的下部部分)，使得基于带电性质来防止或抑制干扰化合物通过。在这个实施方案中，分析通常发生在基板的相对的表面(例如，离皮肤最远的基板的上部部分)。在一个实施方案中，电场图形可以位于形成在基板中的孔里面。

该电场图形可以通过，例如印刷或涂布的方法，被施加到基板上。在一个实施方案中，仅仅基板的一面被印刷或涂布有将与干扰物结合的结合材料。可以预见到基板的两侧都可以包括这样的结合材料。

在另一个实施方案中，该基板可以包括用于帮助测定分析物浓度的酶。在这个实施方案中，该酶可以涂于基板的一侧上，而导电材料位于相对侧上。在这个实施方案中，在接近发生分析过程下一步骤的地方的位置处会生成分析过程中的中间体。这提高了转化效率，因此增强了在传感器处观测到的信号。例如，如果待测定的分析物是使用葡萄糖氧化酶来测定的葡萄糖，那么在带有葡萄糖氧化酶涂层的基板表面处将会形成过氧化物。希望涂层以这样的方式覆盖基板，使得基板维持多孔。例如，如果基板是平纹棉麻织物或丝网，则添加涂层以使形成在平纹棉麻织物或丝网中的多个孔处于部分打开的状态，以便帮助水凝胶或流体接触导电材料的两侧。

也可以预见到该基板可以包括作为电子受体的介体，并且帮助产生与分析物浓度相对应的电流。还可以预见到的是：其它的添加剂可被加到基板中来帮助促进所选分析物的测定。

该导电材料114被加到基板112，并且形成至少一个电极。典型地，该导电材料114形成多个电极。例如，在附图2c中，导电材料114形成多个电极，所述多个电极包括工作电极118和对电极120。当这些电极进行电连接并且在它们之间产生电位时，该工作电极118和对电极120产生了能流动的电化学电流。该多个电极可以包括三个或更多电极，例如对电极、工作电极和参比电极。图3示出了包括三个电极的电化学传感器系统的实施例。确切地，附图3中的电化学传感器系统200包括基板112、导电材料214和水凝胶216。该导电材料214包括工作电极218、对电极220和参比电极222。可以预见到使用导电材料可以形成更多或更少的电极。

由酶促反应产生的电子通过工作电极流到测定电流大小的仪表或仪器。对电极提供固定的电位，依靠该电位控制工作电极。该对电极还可用来使电路闭合。

在一个实施方案中，导电材料可以被加到基板的表面上。可以预见到的是，被加上的导电材料，例如如果被印刷的话，可以被加到基板的表面上并且还渗透基板的表面。附图2c、3和4中示出了被加到基板表面上的导电材料的实施例。在附图4中显示了电化学传感器300，所述电化学传感器包括基板112、导电材料314和水凝胶316。该导电材料314包括工作电极318和对电极320，其中工作电极和对电极318、320位于基板112的相对侧部分上。

在另一个实施方案中，该导电材料可以至少部分地位于基板内。参考附图5，图中示出了电化学传感器400，所述电化学传感器包括基板112、导电材料414和水凝胶416。该导电材料414至少部分地位于基板112内。更确切地，包括工作电极418和对电极420的导电材料114位于基板112内。

可以预见到导电材料既可位于基板的两侧上又位于基板内。例如，在附图6中，显示了电化学传感器系统500，所述电化学传感器系统包括基板112、导电材料514和水凝胶516。该导电材料514包括工作电极518和对电极520。该工作电极518位于基板112内，并且对电极520位于基板112上。

在另一个实施方案中，附图7中的电化学传感器系统600包括基板112、导电材料614和水凝胶616。该导电材料614包括工作电极618和对电极620以及参比电极622。该工作和参比电极618、622位于基板112内，并且对电极620位于基板112上。

该导电材料可以是金属材料或其它导电材料，例如铂碳。导电金属材料的非限制性实施例包括铜、镍、金、铂、钯、铑或它们的结合。该导电金属材料的厚度一般是从大约10埃到大约10000埃。该导电金属材料的厚度更典型地是从大约100埃到大约1000埃。

该导电材料的厚度可以比基板的厚度大。例如，如果导电材料是铂碳，那么这样的导电材料的厚度是典型地比基板的厚度大。也可以预见到导电材料的厚度可以比基板的厚度小。例如，如果铂涂层被加到基板上，那么这样涂层的厚度是典型地比基板的厚度小。

导电材料的尺寸和形状在附图2a中被示作包括大体上呈圆形的部分114c和从所述大体上呈圆形的部分延伸出的延伸部分114d。导电材料的尺寸和形状可与附图1、2a所示的导电材料的尺寸和性质不同。选择导电材料的尺寸和形状以便促进分析物浓度的测定，以及减少与制造该导电材料相关的费用。选择导电材料的尺寸和形状也可有其它原因。例如，如果利用贮存器来补充水凝胶或液体，那么导电材料的布置可以被优化来提供所需孔隙，从而将水凝胶或液体从贮存器载运到接触皮肤的位置。在试验期间如果水凝胶的性质容易变化，则可以使用贮存器，所述试验期间典型地涉及水凝胶的溶剂百分率随着时间的减少。

在一个实施方案中，水凝胶被用来帮助水化皮肤，并且将所关注的分析物载运到由导电材料形成的至少一个电极。水凝胶中溶剂(例如水)的含量可变化。为了提高水凝胶116的机械强度，水凝胶116由带有导电材料114的基板112来支撑。这样就消除了对额外基板材料的需求。

水凝胶的组成这里定义为包括交联的聚合物凝胶。水凝胶组成一般含有至少一个单体和溶剂。典型地，溶剂与皮肤大体上生物相容。可用于水凝胶组成中的溶剂的非限制性实施例包括水和水混合物。水凝胶中溶剂的量一般从大约10到大约95重量百分比，并且可随着单体的量、交联和/或所需凝胶组成而变化。

被选择的水凝胶的量基于提供水化皮肤和让水凝胶保持与皮肤紧密接触的需要。在电化学传感器系统中使用大量水凝胶的一个缺点是对分析物到达至少一个电极的滞后时间存在潜在影响，并且因此对分析时间存在潜在影响。通过提供电化学传感器系统，在该系统中，水凝胶能够与至少一个电极的两侧接触，对分析物到达电极的滞后时间的影响会减小。使水凝胶能够与多个电极的两侧接触是有利的。通过让电化学传感器系统能够接触至少一个电极和希望的多个电极的两侧，本发明有能力在水凝胶中使用更大量的水。

也可以预见到：液体可被用来帮助水化皮肤，并且将所关注的分析物载运到由导电材料形成的至少一个电极。可以预见到液体或水凝胶可以位于材料基质内。在这样一个实施方案中，该材料基质必须允许流体或水凝胶移动到至少一个电极。

也可以预见到介体可以位于水凝胶或液体中。为了使效率最大化，可以构造介体的分布。还可以预见到：其它组分可以位于水凝胶或液体中。

参考附图8～10，在不同的实施方案中显示了位于基板的一部分上的单个电极。首先参考附图8a～8d，基板650被显示具有在其中形成的多个孔652。如附图8b所示，基板650具有位于基板650的表面650a上的单个电极656。如附图8c和8d所示，水凝胶或液体658被加到基板650和电极656上面。该水凝胶或液体658延伸进入并通过多个孔652。在这个实施方案中，该电极656没有延伸进入多个孔652。然而，也可以预见到电极可以延伸进入多个孔。

参考附图9a～9d，显示了带有在其中形成的多个孔652的基板650。如附图9b所示，基板650具有位于基板650的表面650a、650b上的单个电极666。更确切地，该电极666位于基板650的相对的表面650a、650b上，并且延伸通过多个孔652。该电极666实质上充满了多个孔652。可以预见到该电极可以部分地充满多个孔，以致仍通过所述孔建立起电连接。如附图9c和9d所示，水凝胶或液体668被加到基板和电极666上面。可以预见到：如果电极666实质上没有充满多个孔652，水凝胶或流体可以延伸进入并通过多个孔。

参考附图10a～10d，显示了带有在其中形成的多个孔652的基板650。如附图10b所示，该基板650具有单个电极676，该电极包括第一电极部分676a和第二电极部分676b。该第一电极部分676a位于基板650表面的650a上，而该第二电极部分676b位于基板650的表面650b上。这样，第一和第二电极部分676a、676b没有延伸通过多个孔652。可以预见到：电极部分可以部分延伸进入多个孔。如附图10c、10d所示，水凝胶或液体678被加到基板和电极部分676a、676b上。水凝胶或液体680延伸进入并通过多个孔652。

在附图8～10所示的实施方案中，仅描述了单个电极(例如，一个工作电极)。可以预见到该工作电极、对电极或任何其它电极可位于基板的两侧上、位于基板的仅一侧上或位于基板的相对侧部上。

根据一种方法，形成电化学传感器系统，该系统适用于帮助测定分析物浓度。在一个实施方案中，带有通过其中的孔隙的基板(例如，基板112)包括丝网、平纹棉麻织物、编织材料或它们的结合。如上述讨论的，基板112中形成了孔。导电材料(例如导电材料114)被加到基板上。该导电材料具有第一侧和第二侧，并且形成至少一个电极。提供水凝胶(例如水凝胶116)或液体。带有多个电极的基板接触水凝胶，以使分析物适于接触至少一个电极的第一侧和第二侧。例如如附图3所示，导电材料被放在水凝胶的大致上中心的位置处。

该导电材料可以通过不同的技术被加到基板上。在一种方法中，导电材料通过溅射被加到基板上。该溅射工艺可以沉积金属，例如铂、铜、镍、金、钯、铑和它们的结合。可以预见到其它导电材料可以被溅射到基板上。该溅射工艺把导电材料放在基板的至少一个表面上，并且导电材料可以渗入基板到某种程度。可以预见到可以使用溅射工艺将导电材料放在基板的两侧上。

在另一种方法中，导电材料通过印刷被加到基板上。印刷可以通过使用铂或镀铂碳墨来进行。可以预见到其它的导电材料可以被印刷到基板上。在一种典型的印刷工艺中，该导电材料被放在至少一个表面上，并且导电材料可以渗入基板到某种程度。可以预见到印刷工艺可以在基板的两侧上添加导电材料。

可以预见到可以使用其它的方法将导电材料加到基板上。例如，可利用电镀或粉末涂覆将导电材料加到基板上。

在一个实施方案中，所有的电极被加到基板上。可以预见到少于所有的电极被加到基板上。例如，一个电极可以被加到基板上而其它的电极位于分析区域附近。

本发明可以用在经皮方法中，在该方法中，分析物被连续监控。如附图11所示，图中示出了在经皮应用中的图3所示电化学系统200。具体的，如附图11所示，电化学系统200被放在表皮254的角质层252上方。角质层252具有在其中形成的多条通道256a-d。通道256a-d可根据被测试的分析物和分析物在皮肤250上的位置而具有不同的尺寸和深度。

该多条通道256a-d可以通过不同的方法形成，所述不同的方法例如为通过激光引发的开口、切割枪或压力构件，该压力构件适于将压力施加到皮肤250上并牵张皮肤以准备在皮肤中形成裂纹。可以预见到：可使用其它的方法，例如使用pumas或凝胶、带条剥离或不同的皮肤侵蚀的方法。所关注的分析物可以位于表皮254或真皮层260中。例如，一种分析物(例如葡萄糖)位于真皮层260中。例如，葡萄糖扩散通过流体路径，该流体路径是在角质层252中形成的多条通道256a-d中建立的。具有一般高水含量的水凝胶保持了用于所关注分析物扩散的流体通道。

该电化学传感器系统也可以被用来连续监控在组织间液中(ISF)的分析物。这样的分析物可以位于皮肤上。该分析物典型地位于皮肤的经皮区域(表皮、真皮或皮下组织)中。使用扩散的通道，分析物被带到皮肤表面。接着使用几种分析技术在皮肤表面处进行分析。

可以预见到本发明的电化学传感器系统可以使用库仑分析方法。该库仑分析方法能提高分析的灵敏度，原因在于将会产生更多信号。附图12显示了使用库仑分析方法的电化学传感器系统的实施例，附图12中的电化学传感器系统700包括带有导电材料714、水凝胶716和工作电极718的基板712。该电化学传感器系统700被放在皮肤740上。该导电材料714包括对电极720。在这个实施方案中，该工作电极718被印刷在背衬材料730上。该背衬材料730可以由聚合背衬材料制成。该库仑分析在基板712上的对电极720和工作电极718之间来进行。该库仑分析基于限定体积内的所有分析物的转变。附图12所示的限定区域是在基板712/对电极720和工作电极718之间的区域732。该区域732主要被水凝胶716占据，还包括扩散的分析物(例如葡萄糖)或葡萄糖的转变产物。该分析基于在一时间段内产生的电流的积分。

位于远离皮肤位置处的基板侧部还可形成容纳液体例如水的室的下部部分，所述下部部分形成用于水凝胶的贮存器，该水凝胶位于平纹棉麻织物的下面并且与皮肤接触。这将帮助水化水凝胶持续一段更长的时间。基板上传感器的位置在设计和可用于基板相对表面上的材料方面提供了很重要的自由度。可以使用高度水化的厚的水凝胶以致为与皮肤接触的水凝胶提供贮存器。增加的厚度对滞后时间几乎没有或没有影响。

实施方案A

一种电化学传感器系统，该系统适合帮助测定流体的分析物浓度，该电化学传感器系统包括：

基板，所述基板具有通过其中的孔隙；

包括至少一个电极的导电材料，该至少一个电极被联接到基板上，该至少一个电极具有第一表面和相对的第二表面；以及

水凝胶或液体，该水凝胶或液体适合帮助将流体的分析物载运到该至少一个电极的第一和第二表面。

实施方案B

实施方案A的系统，其中基板是丝网、平纹棉麻织物、编织材料或有孔的固体材料。

实施方案C

实施方案B的系统，其中基板是丝网。

实施方案D

实施方案B的系统，其中基板是平纹棉麻织物。

实施方案E

实施方案B的系统，其中基板具有电场图形。

实施方案F

实施方案B的系统，其中基板包含聚合材料、纤维素材料或多孔的陶瓷。

实施方案G

实施方案A的系统，其中基板的孔隙包括多个形成通过所述基板的孔。

实施方案H

实施方案A的系统，其中该至少一个多个电极是多个电极，该多个电极包括工作电极和对电极。

实施方案I

实施方案A的系统，其中该至少一个电极位于基板的表面上。

实施方案J

实施方案A的系统，其中该至少一个电极的一部分位于基板内。

实施方案K

实施方案A的系统，其中导电材料是金属的。

实施方案L

实施方案A的系统，其中该至少一个电极具有第一部分和第二部分，该第一部分具有第一表面并且该第二部分具有相对的第二表面。

实施方案M

实施方案A的系统，其中基板的孔隙包括形成通过基板的至少一个孔，该导电材料实质上充满了该至少一个孔。

实施方案N

实施方案A的系统，其中该电化学传感器系统使用水凝胶。

实施方案O

实施方案N的系统，其中该水凝胶是交联聚合物。

实施方案P

实施方案A的系统，其中该电化学传感器系统使用液体。

实施方案Q

实施方案A的系统，其中该水凝胶或液体足在材料基质里。

实施方案R

实施方案A的系统，其中该电化学传感器系统是库仑系统。

实施方案S

实施方案A的系统，其中该电化学传感器系统是电流计系统。

实施方案T

实施方案A的系统，其中该电化学传感器系统进一步包括酶，该酶是葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶。

方法U

一种形成适合帮助测定分析物浓度的电化学传感器系统的方法，该方法包括以下步骤：

提供基板，所述基板具有通过其中的孔隙；

将导电材料加到该基板上，该导电材料具有第一侧和第二侧，该导电材料形成至少一个电极；

提供水凝胶或液体；以及

将该基板和该至少一个添加的电极与水凝胶接触，以使分析物适合接触该至少一个电极的第一侧和第二侧。

方法V

方法U中的方法，其中该导电材料放在水凝胶或流体的大体中心的位置。

方法W

方法U中的方法，其中该导电材料通过溅射加到基板上。

方法X

方法U中的方法，其中该导电材料通过印刷加到基板上。

方法Y

方法U中的方法，其中该分析物是葡萄糖。

方法Z

方法U中的方法，其中该基板是丝网、平纹棉麻织物、编织材料或有孔的固体材料。

方法AA

方法Z中的方法，其中该基板是平纹棉麻织物。

方法BB

方法U中的方法，其中该基板包括聚合材料、纤维素材料或多孔的陶瓷。

方法CC

方法U中的方法，其中基板的孔隙包括多个形成通过所述基板的孔。

方法DD

方法U中的方法，其中该至少一个多个电极是多个电极，该多个电极包括工作电极和对电极。

方法EE

方法U中的方法，其中该至少一个电极位于基板的表面上。

方法FF

方法U中的方法，其中该至少一个电极的一部分位于基板内。

方法GG

方法U中的方法，其中电极中的至少一个电极具有第一部分和第二部分，该第一部分有第一表面并且该第二部分有相对的第二表面。

方法HH

方法U中的方法，其中基板的孔隙包括至少所形成的通过所述基板的孔，该导电材料实质上充满了该至少一个孔。

方法II

方法U中的方法，其中该电化学传感器系统使用水凝胶。

方法JJ

方法II中的方法，其中该水凝胶是交联聚合物

方法KK

方法U中的方法，其中该电化学传感器系统使用液体。

方法LL

方法U中的方法，其中该电化学传感器系统是库仑系统。

方法MM

方法U中的方法，其中该电化学传感器系统是电流计系统。

方法NN

一种测定流体中分析物浓度的方法，该方法包括以下步骤：

提供电化学传感器系统，该系统包括基板、导电材料、水凝胶或液体，该基板具有通过其中的孔隙，该导电材料被联接到该基板上，该导电材料具有第一侧和第二侧，该导电材料形成至少一个电极，将该基板和该至少一个添加的电极与水凝胶接触，以使分析物适合接触该至少一个电极的第一侧和第二侧；

将电化学传感器系统放在皮肤上；以及

测定流体的分析物浓度。

方法00

方法NN中的方法，其中分析物是葡萄糖。

方法PP

方法NN中的方法，其中该基板是丝网、平纹棉麻织物、编织材料或有孔的固体材料。

方法QQ

方法NN中的方法，其中基板的孔隙包括多个形成通过所述基板的孔。

方法RR

方法NN中的方法，其中该至少一个多个电极是多个电极，该多个电极包括工作电极和对电极。

方法SS

方法NN中的方法，其中该电化学传感器系统使用水凝胶。

方法TT

方法NN中的方法，其中该电化学传感器系统使用液体。

方法UU

方法NN中的方法，其中该流体是在细胞间的流体。

方法VV

方法UU中的方法，其中该流体是在组织间隙的流体。

尽管已经结合一个或多个特定实施方案对本发明进行了描述，但本领域技术人员可以认识到：可在不偏离本发明的精神和范围的情况下，对本发明做出多种改变。这些实施方案中的每个实施方案以及它们所产生的显而易见的变化被预见到落在由附属权利要求所限定的本发明的精神和范围内。

Claims

1.一种电化学传感器系统，所述系统适合帮助测定流体的分析物浓度，所述电化学传感器系统包括：

基板，所述基板具有通过其中的孔隙，该孔隙包括至少一个形成通过所述基板的孔；

包括至少一个电极的导电材料，所述至少一个电极被联接到基板上并与基板接触，所述至少一个电极具有第一表面和相对的第二表面；以及

水凝胶或液体，所述水凝胶或液体接触至少一个电极的第一和第二表面两者，并适合帮助将流体的分析物载运到与所述至少一个电极的第一和第二表面接触，所述水凝胶或液体延伸进入并通过所述孔隙。

2.如权利要求1的系统，其中所述基板是编织材料或有孔的固体材料。

3.如权利要求1的系统，其中所述基板是丝网或平纹棉麻织物。

4.如权利要求1的系统，其中所述至少一个电极延伸通过所述至少一个孔。

5.如权利要求1的系统，其中所述基板具有电场图形。

6.如权利要求1的系统，其中所述基板包括聚合材料、纤维素材料或多孔的陶瓷。

7.如权利要求1的系统，其中所述基板的孔隙包括多个形成通过所述基板的孔。

8.如权利要求1的系统，其中所述至少一个电极是多个电极，所述多个电极包括工作电极和对电极。

9.如权利要求1的系统，其中所述至少一个电极位于基板的表面上。

10.如权利要求1的系统，其中所述至少一个电极的一部分位于基板内。

11.如权利要求1的系统，其中所述导电材料是金属的。

12.如权利要求1的系统，其中所述至少一个电极具有位于基板上的第一部分和位于基板上与第一部分相对侧的第二部分，所述第一部分具有第一表面并且所述第二部分具有相对的第二表面。

13.如权利要求1的系统，其中所述导电材料实质上充满了所述至少一个孔。

14.如权利要求1的系统，其中所述电化学传感器系统使用水凝胶，所述水凝胶与至少一个电极的第一和第二表面接触。

15.如权利要求1的系统，其中所述电化学传感器系统包括水凝胶，且所述水凝胶是交联聚合物。

16.如权利要求1的系统，其中所述电化学传感器系统使用液体。

17.如权利要求1的系统，其中所述水凝胶或液体是在材料基质内。

18.如权利要求1的系统，其中所述电化学传感器系统是库仑系统。

19.如权利要求1的系统，其中所述电化学传感器系统是电流计系统。

20.如权利要求1的系统，其中所述电化学传感器系统进一步包括酶，所述酶是葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶。

21.一种形成电化学传感器系统的方法，所述传感器系统适合帮助测定分析物的浓度，所述方法包括以下步骤：

提供基板，所述基板具有通过其中的孔隙，该孔隙包括至少一个形成通过所述基板的孔；

将导电材料加到所述基板上，所述导电材料具有第一侧和相对的第二侧，所述导电材料形成至少一个与基板接触的电极；

提供水凝胶或液体；以及

将所述基板和所述至少一个电极的第一和第二侧两者都与水凝胶或液体接触，以使所述分析物适合接触所述至少一个电极的第一侧和第二侧，所述水凝胶或液体延伸进入并通过所述孔隙。

22.如权利要求21的方法，其中将所述导电材料放在水凝胶或液体的大体中心的位置。

23.如权利要求21的方法，其中所述导电材料通过溅射加到基板上。

24.如权利要求21的方法，其中所述导电材料通过印刷加到基板上。

25.如权利要求21的方法，其中所述分析物是葡萄糖。

26.如权利要求21的方法，其中所述基板是编织材料或有孔的固体材料。

27.如权利要求21的方法，其中所述基板是丝网或平纹棉麻织物。

28.如权利要求21的方法，其中所述基板包括聚合材料、纤维素材料或多孔的陶瓷。

29.如权利要求21的方法，其中所述基板的孔隙包括多个形成通过所述基板的孔。

30.如权利要求21的方法，其中所述至少一个电极是多个电极，所述多个电极包括工作电极和对电极。

31.如权利要求21的方法，其中所述至少一个电极位于基板的表面上。

32.如权利要求21的方法，其中所述至少一个电极的一部分位于基板内。

33.如权利要求21的方法，其中所述电极中的至少一个电极具有位于基板上的第一部分和位于基板上与第一部分相对侧的第二部分，所述第一部分具有第一表面并且所述第二部分具有相对的第二表面。

34.如权利要求21的方法，其中所述导电材料实质上充满了所述至少一个孔。

35.如权利要求21的方法，其中所述电化学传感器系统使用水凝胶。

36.如权利要求35的方法，其中所述水凝胶是交联聚合物。

37.如权利要求21的方法，其中所述电化学传感器系统使用液体。

38.如权利要求21的方法，其中所述电化学传感器系统是库仑系统。

39.如权利要求21的方法，其中所述电化学传感器系统是电流计系统。

40.一种测定流体中分析物浓度的方法，所述方法包括以下步骤：

提供电化学传感器系统，所述系统包括基板、导电材料、水凝胶或液体，所述基板具有通过其中的孔隙，该孔隙包括至少一个形成通过所述基板的孔，所述导电材料被联接到所述基板上，所述导电材料具有第一侧和相对的第二侧，所述导电材料形成至少一个接触基板的电极，将所述基板和所述至少一个电极的第一和第二侧两者都与水凝胶或液体接触，以使所述分析物适合接触所述至少一个电极的第一侧和第二侧，所述水凝胶或液体延伸进入并通过所述孔隙；

将所述电化学传感器系统放在皮肤上；以及

测定流体的分析物浓度。

41.如权利要求40的方法，其中所述分析物是葡萄糖。

42.如权利要求40的方法，其中所述基板是编织材料或有孔的固体材料。

43.如权利要求40的方法，其中基板的孔隙包括多个形成通过所述基板的孔。

44.如权利要求40的方法，其中所述至少一个电极是多个电极，所述多个电极包括工作电极和对电极。

45.如权利要求40的方法，其中所述电化学传感器系统使用水凝胶。

46.如权利要求40的方法，其中所述电化学传感器系统使用液体。

47.如权利要求40的方法，其中所述流体是细胞间的流体。

48.如权利要求47的方法，其中所述流体是在组织间隙的流体。