CN101490546B

CN101490546B - 生物测试系统

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Publication number: CN101490546B
Application number: CN200780014207.2A
Authority: CN
Inventors: H·格罗尔; M·J·塞伦塔诺; J·菲纳蒂
Original assignee: F Hoffmann La Roche AG
Current assignee: F Hoffmann La Roche AG
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2027-04-23
Also published as: CA2649634A1; CN101490546A; CA2649634C; US20070249921A1; US8398443B2; EP2013617A1; WO2007121966A1; JP5031024B2; EP2013617B1; JP2009534635A; HK1130902A1

Abstract

一种用来在测试设备(30)和带有生物流体的测试条(40)之间建立电连接的连接器，其包括测试条(40)上的接触垫(42)和该测试设备中的一条或更多条接触线。当测试条插入测试设备中时，测试条端部的一部分接合接触线(60)的接触部分(72)，并使接触部分在正交于插入方向的方向上偏转。在某些实施例中，接触部分(在插入方向上)的曲率半径被控制以降低线对测试条的磨损。在其它实施例中，曲率半径(垂直于插入方向)被控制以降低线对测试条的磨损。有时，接触部分和/或接触垫镀有牺牲材料以降低磨擦系数。在其它实施例中，许多接触点基本同时接收测试条的端部，或者许多接触点是交错排列成数行以分散出现的阻力。

Description

生物测试系统

技术领域

本发明涉及用来测试生物流体中一种或多于一种物质的存在或浓度的测试装置，更具体地涉及这样一种设备，该设备在测试条(载有生物流体样本)与试验仪表之间具有一个或更多个电连接。

背景技术

测量物质浓度，特别是在有其它物质存在的情况下测量浓度在许多领域都是十分重要的。在医学测试和诊断中尤为如此。例如，测量体液(例如血液)中的葡萄糖对有效治疗糖尿病是极其重要的。

已知可用多种方法来测量血液样本中的分析物(例如，葡萄糖)的浓度。这类方法通常可分为两类：光学方法和电化学方法。光学方法一般采用反射比或吸收度分光镜来观察试剂中的光谱位移。该位移是由化学反应引起的，化学反应产生指示分析物浓度的颜色变化。电化学方法一般采用或可替代地采用指示分析物浓度的测量电流的响应或库仑响应。例如可参见以下美国专利：Columbus的4,233,029号专利，Pace的4,225,410号专利，Columbus的4,323,536号专利，Muggli的4,008,448号专利，Lilja等人的4,654,197号专利，Szuminsky等人的5,108,564号专利，Nankai等人的5,120,420号专利，Szuminsky等人的5,128,015号专利，White的5,243,516号专利，Diebold等人的5,437,999号专利，Pollmann等人的5,288,636号专利，Carter等人的5,628,890号专利，Hill等人的5,682,884号专利，Hill等人的5,727,548号专利，Crismore等人的5,997,817号专利，Fujiwara等人的6,004,441号专利，Priedel等人的4,919,770号专利以及Shieh的6,054,039号专利，在此将它们全部并入本文作为参考。

测试设备的样本接收部分一般控制血液样本的几何形状。例如，如果为血糖仪的话，血液样本一般被放置在插入到试验仪表中的一次性测试条上面或内部。在电化学试验仪表的情况下，必须在试验仪表和测试条之间传输电信号，反之亦然。

测试系统的设计者希望最小化准确测量所需的样本大小以改善用户体验。测试传感器和测试条小型化带来的结果是可使用薄膜测试条模型，该模型由沉积到塑料基底上的稀有金属组成，如通过电镀或随后的激光切割来形成测试条的电极和关联的连接器接触垫。这些技术可以改进边界质量，并改进测试条上的金属化特征件的平面分辨率。这种薄膜涂层极易被当前可购买得到的连接器划破。因此，降低测试条接触垫和仪器连接器接触线之间的磨损在生物传感器设计中是尤其重要的。重复插入测试条(两至四次)可使涂有薄膜的生物传感器无效。即使首次将测试条插入到试验仪表中也可能使一些薄膜涂层被试验仪表连接器刮掉。结果使测试条上的接触垫和试验仪表中的连接器接触线之间的连接更不可靠。

降低测试条接触垫和仪器连接器接触线之间的磨损对于试验仪表的寿命也是重要的。典型的试验仪表可能要求有超过10,000次测试条插入的寿命周期。正常使用期间，在成功执行测试之前，单个测试条可被插入仪器并从仪器抽出数次。连接器接触线和接触垫之间的磨擦接触可能会降低试验仪表连接器的寿命，由此进一步降低系统的可靠性。一些生物传感器系统被设计成由消费者使用，在处于其设计规格容限的环境中(如在高湿度环境中)使用测试系统或使设备处于含有腐蚀性成分的空气中，有时会对该系统带来更大压力。

因此，需要对生物传感器系统技术做出进一步贡献和改进，包括提供改进性能以及提供对测试条接触垫和仪器连接器接触线磨损抵抗力的连接器。

发明内容

本发明的一些形式通过增加试验仪表连接器与插入的测试条的可靠接触的可能性来改善用户体验。一种形式包括用来测量生物流体中感兴趣的分析物的系统，其中连接器提供承载生物流体的测试条和试验仪表之间的接口。感兴趣的分析物被涂到测试条上，测试条具有至少一个接触垫以当测试条被插入通过仪器外壳中的开口时与连接器配合。连接器包括置于外壳内的至少一条接触线，其中每条接触线具有远端和近端。接触线的近端接合连接器外壳，并使远端固定到连接器外壳。一旦测试条插入，接触线就接触测试条。

起初，接触线相对于连接器外壳处于静止位置。当测试条被移动到连接器开口中，测试条会接触接触线。进一步插入测试条，测试条会产生作用在接触线的远端的法向力。法向力使接触线偏离其静止位置，并以弹簧形式使接触线的各部分弯曲。进一步插入测试条使接触线的远端与接触垫产生电接触。当测试条被完全插入后，接触线挤压处于接触线的接触部分和连接器外壳之间的测试条。在系统执行完所需测试之后，测试条被收回。一旦接触线不再与测试条接触，接触线返回其静止位置。

本发明的另一种形式是一种包括仪器(包括外壳、连接器和电子电路)和测试条的测试系统。电子电路产生与体液样本中的分析物的存在或浓度相对应的输出信号，体液样本与插入连接器中的测试条接触。这种形式的至少一个实施例包括具有一条或多于一条接触线的连接器。每条接触线被配置成使接触线接合测试条上的接触垫，并与测试系统通信。而且，当测试条被插入到连接器中时，测试条对接触线施加的力基于与插入方向正交以使接触线接合接触垫。

本发明的另一个实施例是一种用来测试测试条上的分析物的设备，包括具有多条接触线的连接器。每条接触线的近端被固定在连接器外壳内的至少一点。每条接触线的一部分远端具有凹型。在其它实施例中，接触线具有凸型部分。接触线与测试条或接触垫接合的“接触部分”具有期望的曲率半径，它可以至少约3mm，4mm或6mm。控制接触部分的曲率半径会降低插入和撤除过程中在接触线和测试条之间产生的磨擦力，最小化产生的磨损。

本发明的其它实施例包括用来在插入方向上伸展、弄圆或平滑接触线的接触部分的端部的特征和技术。某些实施例包括具有悬臂形式的远端和在测试条抽出方向上伸展的接触部分。其它一些实施例包括具有悬臂形式的远端和在测试条插入方向上伸展的接触部分。

一些实施例进一步包括在垂直于测试条插入方向的方向上弄圆或平滑接触线的曲率半径。本发明的其它实施例包括以柔软导电材料镀接触线的接触部分的技术，在测试条插入和抽出过程中这些材料做出牺牲以最小化接触垫和测试条的其它部分之间的磨损。在其它一些实施例中，接触部分镀有非黄金材料。一些实施例包括镀有软金属材料的接触线，每条接触线的接触部分具有相对小的曲率半径。在至少一个这类实施例中，镀有软牺牲材料的接触部分的最小曲率半径小于1mm。还有一些实施例包括在测试条插入和抽出过程中最小化由远端施加到测试条上的法向力的技术和特征。

本发明的其它实施例包括最小磨损连接器，其包括单片连接器外壳和以基本刚性关系固定的n条接触线。当测试条被插入连接器中时，n条接触线与测试条的接触垫建立电接触。一些实施例具有另外的特征：将n条接触线的位置交错排列成两行、三行或更多行以增加测试条上放置接触垫的密度。

本发明的某些实施例包括具有远端的接触线。在这些实施例的一些当中，远端基本是环形的。在这些实施例的一些当中，远端分配与测试条的磨擦传递到接触线的能量，产生的力在跨度至少90度的方向上分配。在这些实施例的一些当中，接触线的远端被成形为避免接触线和测试条之间磨擦力的正反馈。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的生物测试系统的透视图。

图2是根据本发明一个实施例的连接器的剖视图。

图3是根据本发明一个实施例的接触线的透视图。

图4是根据本发明一个实施例的接触线的透视图。

图5是根据本发明一个实施例的接触线的透视图。

图6是根据本发明一个实施例的系统的侧剖视图。

图7是根据本发明一个实施例的系统的侧剖视图。

图8是本发明的一个实施例中与接触垫有电接触的接触线的接触部分的侧视图。

图9是本发明的一个实施例中与接触垫有电接触的接触线的接触部分的横剖视图。

图10是根据本发明一个实施例的接触线的透视图。

图11是根据本发明一个实施例的系统的剖视图。

图12是根据本发明一个实施例的系统的侧剖视图。

图13是根据本发明一个实施例的系统的侧剖视图。

图14是在本发明的一个实施例中接触点处的接触线的侧视图。

具体实施方式

为了帮助理解本发明的原理，可参考附图中图解说明的实施例，这些实施例是使用特定语言来描述的。不过应该理解本发明的范围不应该因此受到限制；对所描述或图解说明的实施例的任何改变和进一步改进以及本文图解说明的本发明原理的进一步应用都认为是本发明涉及领域的技术人员通常能想到的。

根据本发明用来测试血液的系统能够在金属化薄膜塑料基底上具有更大的接触密度及更高的可靠性。该更高的密度使基底上能包括附加电极，在一些实施例中使用附加电极以确保支持快速、小量测试的测量准确性及可靠性。较小的样本又使得血液测试更容易，带来的不舒适度更小。这在生活水平，特别是对于要求常规血液测试，如糖尿病的人们而言可能是重要改进。

通过增加测试电极的密度可获得更小的样本尺寸和等效的可靠性。近来在制造医学测试条的激光切割技术上取得的进步已经显著增加了测试条上的金属化接触垫和连接器轨迹几何形状的分辨率和细度。虽然这种创新使得给定区域上可放置更多的接触点，但产生的复杂精细结构易于受到磨损破坏。结果，测量可靠性受到威胁。为了保持测量的可靠性，需要较少磨损的连接系统以及在插入和抽出过程中最小化测试条磨损的技术。本发明的实施例在本领域的这个方面提供了重大进步。

本发明最小化或消除了在测试条插入到试验仪表中的时候由金属薄层构成的测试条接触垫的磨损。在本发明的一些实施例中由于连接器的接触线是由一个或更多个维度的圆形表面构成的，所以连接器对测试条薄膜表面破坏很小或没有破坏，测试条对连接器接触线破坏也很小或没有破坏。

通常，示于图1中的示例性生物测试系统20包括具有末端34的可重复使用的试验仪表30。一次性测试条40在方向I上被插入通过末端34中的槽32。测试条40在接近其末端44的位置包括至少一个接触垫42(仅作为示例在图1中显示了四个这样的接触垫)。这些接触垫通过导线46连接到测试条40与末端44相对的一端附近(即，靠近由方向箭头E所示的方向上的这一末端)的电极(未显示)。作为非限制性例子，一个实施例具有连接到四个电极的四个接触垫。本发明的其它实施例的给定测试条40上可以包括或多或少的接触垫或电极，不同数量和模式的导线轨迹46和/或不同数量的电极。测试条40在插入方向I上被插入到测试设备30中。

如示于图2中的组件36的剖视图所图示的，在本发明的一个实施例中，通过测试条40在方向B上的运动，系统20接收通过槽32插入测试设备30中的测试条40。测试设备30中的槽32可以包括接收测试条40的连接器外壳的一端，或者可替代地，槽32可以只是位于邻近连接器外壳处的测试设备30中的开口。连接器外壳50包括第一侧50A和第二侧(与第一侧50A相对，在图2的剖视图中不可见)，顶部50C，底部50D，前部50E和后部50F。连接器外壳50另外限定其中的线槽52和组件槽56。

如上文所描述的，前侧50E包括槽32的开口，用于使测试条40通过前侧50E到达线槽52区域的通道。作为附加、可选择的特征件，前部50E上的槽32的开口可包括如图所示的斜面以协助引导测试条40进入槽32。组件槽56具有第一组件特征件56A和第二组件特征件56B(与第一组件特征件56A相对)。组件特征件56A和56B提供装配连接器组件36时使接触线60的对齐部分80通过的路径，这将在下文详细描述。

线槽52在测试条40的插入方向I上延伸进入外壳50，在方向N1上具有一宽度。线槽52由第一线槽壁52A、第二线槽壁52B(对着第一线槽壁52A)、前线槽壁52C、后部50F，突出部54、第一线槽底板58A、第一线槽底板58B和顶部50A限定。

线槽52的底板包括第一线槽底板58A、突出部54和第二线槽底板58B。第一线槽底板58A延伸到大约正交于线槽壁52A和52B的第一平面，并连接第一线槽壁52A和第二线槽壁52B。第二线槽底板58B延伸到基本正交于线槽壁52A和52B的至少一个第二平面，并连接第一线槽壁52A和第二线槽壁52B。突出部54将第一线槽底板58A连接到第二线槽底板58B，并连接第一线槽壁52A和第二线槽壁52B。线槽52可以进一步包括有厚度的前壁52C，前壁52C位于基本正交于第一线槽底板58A的平面内，并连接到第一线槽壁52A和第二线槽壁52B。

槽32到线槽52的开口是由前线槽壁52C和线槽底板58A之间的间隙限定的。在一些实施例中，连接器外壳后部50F为接触线60提供通过外壳后部50F的开口。在其它实施例中，如图2中所示，线槽52的一部分延伸到后部50F，为接触线60产生通过后部50F的开口。尽管图2显示的连接器组件包括具有单个线槽52以接收单个接触线60的连接器外壳50，但应理解这是出于说明目的，具有若干接触线和若干线槽或者每个线槽若干接触线的其它实施例也被考虑在内。

在一些实施例中，第一线槽底板58A和第二线槽底板58B是共面的。在其它实施例中，第一线槽底板58A和第二线槽底板58B位于不同的平面。如图2所示，在其它一些实施例中，第二线槽底板58B被成形或形成一角度以提供从突出部54到连接器后部50F的多平面过渡。

在图2所示的实施例中，连接器组件36是通过将具有远端70和近端62的接触线60放置到连接器外壳50的线槽52中形成的。远端70放置得与第一线槽底板58A邻近，近端62放置得与第二线槽底板58B邻近。当插入测试条40时，测试条40通过槽32与接触线60的远端70接触。远端70包括在正交方向N1和N2上可作自由运动或者弯曲的接触线60的若干部分，以使测试条40通过接触线60和连接器外壳50的第一线槽底板58A之间。当远端70弯曲时，近端62保持在相对于连接器外壳50基本固定的位置处。

如图3所示，本发明的一个实施例具有带近端62和远端70的至少一条接触线60。近端62，包括对齐部分80和接合部分90的组合在内，对齐接触线60并将其固定在连接器外壳组件内。对齐部分80具有将接触线60在连接器外壳中对齐的特征件。对齐部分80包括第一突出部80A和适于与组件槽56相接的第二突出部80B。在至少一个实施例中，对齐部分80包括基本为梯形或蹄槽形的特征件。对齐部分80可具有与组件槽56更好接合用来将接触线60在连接器外壳50中对齐的可替代的形状或突出部。本发明包括本领域技术人员会认识到适于用作接合组件槽56的那些形状和特征件。

类似地，接合部分90的一些实施例具有接合线槽52的壁的突出部90A和90B。作为非限制性例子，接合部分90可以有许多种规则或不规则形状。接合部分90的其它实施例具有各种形状或特征件，包括薄片、边缘、突出部和将近端62保持在线槽52内的固定位置的隆起。因此，本发明包括本领域技术人员会认识到适于在接合部分90和线槽52的壁或底板之间提供稳定接触的那些形状和特征件。

线60的近端62还包括端部68以提供与试验仪表30的内部电路的电连接。近端62可进一步包括如线段64和弧段66的特征件。线段64和弧段66与接合部分90结合工作以提供对齐部分80和线端68之间的过渡。如图2所示，弧段66使对齐部分80相对于接合部分90定向。线段64被弯曲以使线端68相对于接合部分90定位。

还如图3所示，远端70包括接触部分72、接触部分端72A、过渡部分74、臂部分76和弹簧部分78。如下文将详细描述的，远端70用来产生相对于近端62的后向定点或反向悬臂结构。接触部分72在接触线60和测试条40之间提供弧形(即，在平行平面内的曲率半径)和/或匙形(即，在垂直平面内的曲率半径)的低磨损接触点。如下文描述，弹簧部分78和臂部分76将接触部分72保持在接收测试条40的位置。作为另一个特征，接触部分72和接触部分端72A可以被成形或拉伸以最小化将测试条40插入(拨出)到仪器30时测试条40的磨损。

本发明的一些实施例将接触部分72和臂部分76的功能性合并为单一体中。其它实施例合并了近端62的几部分的功能性。作为非限制性例子，在一个实施例中，接触线60将对齐部分80和接合部分90的功能性合并为单个线段。另外一些实施例可以合并线段64和弧段66的功能性。

如图4进一步图示的，本发明的一个实施例包括具有远端62和远端70’的接触线60’。远端70’包括接触部分72’、接触部分端72A’、臂部分76’和弹簧部分78’。接触部分72’提供接触线60’和测试条40之间的弧形或匙形低磨损接触点。如下文所描述，远端70’用来产生相对于近端62的前向定点或悬臂结构。接触部分72’和臂部分76’组合形成凸面弧，使得接触部分端72A’基本在抽出方向E上延伸。弹簧部分78’和臂部分76’将接触部分72’保持在接收测试条的位置。作为另一个特征，接触部分72’和接触部分端72A’可以被成形或拉伸以最小化在将测试条插入及抽出测试设备过程中对测试条的磨损。

如图5所示，本发明的另一实施例包括具有近端62和远端170的接触线160。远端170包括接触部分172、接触部分端172A、臂部分176和弹簧部分178。除臂部分76的功能性合并了过渡部分174(具有凸面曲率，使接触部分端172A在插入方向I上拉伸)和臂176的功能以外，接触线160在形式和功能上类似于线60。另外，图5的元件172，172A和178在形式和功能上类似于图3的元件72，72A和78。

应认识到接触线可用作能存储通过与测试条40磨擦传递的机械能的弹簧。发明人已经确定当磨擦力传递到带“拖曳(dragging)”接触而非“推动接触(push contact)”的接触线时，该磨擦引起的破坏较小(对测试条和接触线两者本身)。因此，接触线优选用大致为环形部分形成，如接触线60具有远端70。这些环形结构使保存的能量在相对大的弧中保存，意味着在正交于测试条40的方向上被施加的弹簧力很小。优选地，通过与测试条40磨擦传递到接触线的能量在跨度至少为90度的方向上分布。因此，环形类构造大大降低了磨擦力的正反馈，使接触线咬住或插入可能性降低。

具有类似于图3-5中所示的那些弧形构造的接触线的另一个优点是被测试条上的缺陷(或者甚至是可能被插入的其它物体)卡住而变形的可能性较小。因为接触线的尖端在槽32的边缘上方，所以即使表面上有大量不连续也不会接触测试条。

接触线为扁平的是有利的，正如图3-5中所示。这使它们偏置到在垂直于测试条40及插入方向I的平面内变形，而不是在可能会接触邻近的接触线的侧面变形。

现在转到图6，它显示了组件36的侧面横剖视图。接触线60形成由近端62固定的反向悬臂结构，在弹簧部分78有杠杆支点。臂76用作悬臂结构的横梁来支撑接触部分72和过渡部分74。接触部分端72A作为悬臂端和杠杆支点方向上的点。

通过对齐部分80和接合部分90，接触线60被保持在相对于连接器外壳50的基本固定方位。对齐部分80通过突出部80A和80B(见图3)分别与组件槽56的组件特征件56A和56B(见图2)接合而固定在适当位置。类似地，突出部90A和90B(见图3)分别与线槽壁52A和52B(见图2)接合，将接合部分90保持在相对于线槽壁和第二线槽底板58B的基本固定位置。结果，接触部分72因此被保持在相对于第一线槽底板58A的静止位置。

通常，接触部分72一开始处于其静止位置，接触部分72触到或靠近第一线槽底板58A。当测试条40被插入到组件36中时，测试条一端44接合接触线60，并在远离其静止位置的正交方向N1上使接触部分72偏转。这种偏转在接触部分72和测试条40之间的接触点产生作用于接触线60的力，测试条40基本在与插入方向I正交的N1方向上。法向力通过过渡段74被转移到臂部分76。在弹簧部分78作用下，臂部分76很大部分上作为杠杆操作。这使测试条40能够通过接触线60和第一线槽底板58A之间。

通过方向N1上的法向力在弹簧部分78中所保存的能量对测试条40产生法向方向N2上的反向力。该反向力用来挤压接触部分72和第一线槽底板58A之间的测试条40。如图7所示，一旦测试条40被完全插入，接触部分72就与接触垫42基本有电接触，测试条的一端44静止在邻近突出部54处，或与突出部54接触。

当测试条40从试验仪表30中抽出时，测试条40基本在抽出方向E上移动，抽出方向E与插入方向I相反。弹簧部分78继续挤压接触部分72和第一线槽底板58A之间的测试条40，直到测试条40达到图6中所示的初始接触位置。当测试条40继续在抽出方向E上移动时，接触部分72返回其邻近第一线槽底板58A的静止位置。测试条40继续在抽出方向E上移动直到它离开连接器外壳50。

本领域技术人员会认识到，降低施加到测试条40上的法向反向力结果会降低施加到测试条40和接触垫42上的磨擦力或磨损力。因此，本发明的一些实施例调节臂部分76的长度以控制克服由弹簧部分78产生的反向力在N1方向上所需的法向力的幅值。其它实施例使用控制弹簧部分78的弹性以限制接触部分72偏转接触线60所需的法向力的这样一种技术。还有一些实施例采用臂长和弹簧弹性的组合作为控制因子。一些实施例将作用于接触垫42上的法向反向力限制到小于0.4N。还有一些实施例将作用于接触部分72的法向反向力限制到小于0.3N。其它实施例将法向反向力限制到0.1N和0.3N之间。

本发明的一些实施例通过控制接触部分72的曲率半径来降低对测试条40的磨损破坏。如图8所示，接触线60具有凸面形状，包括具有曲率半径R_C的接触部分72，该曲率半径是在平行于插入方向I垂直于接触垫表面的平面内测量的。增加接触点的曲率半径的效果是降低施加到每单位面积的测试条40(和接触垫42，这是特别感兴趣的)的磨损力。接触线60的另外的实施例包括用来平滑、弄圆和/或拉伸线端72A的技术和特征件。这些技术中有一些技术具有降低施加到接触垫42的磨损力、减少对接触部分72和/或接触垫42的耗损的益处。

某些实施例包括曲率半径R_C大于3mm的接触部分72。在其它实施例中，接触部分的曲率半径大于4mm。在其它实施例中，曲率半径大于6mm。在某些实施例中，曲率半径可以在接触部分72的区域上变化。示例性地，在插入和抽出过程中，测试条40可以与接触部分72有几个接触点。每个接触点可以有不同的曲率半径R_C，R_C’和R_C”；不过在与测试条40的每个接触点，接触部分72具有期望的最小曲率半径。

如图9所示，本发明的其它实施例通过提供并控制接触线60的横截面曲率半径R_P进一步降低了接触线60和测试条40之间的滑动接触的磨损可能性。如图所示的，横截面曲率半径R_P是在垂直于插入方向I并垂直于接触垫的平面的平面内测量的。在至少一个实施例中，R_P大于1mm。在某些实施例中，R_P大于2mm。其它实施例的曲率半径R_P大于4mm。在另外其它实施例中，在R_C＝R_P的区域内，接触线60的表面在与接触垫42的接触点处具有球面特性。此外，其它实施例包括为圆形或斜面的特征件端72A。

如图10所示，本发明的至少一个实施例包括具有近端62和远端270的接触线260。远端270包括接触部分272，接触部分端272A，过渡段274，臂部分276和弹簧部分278。除臂部分76’的功能性被划分成过渡段274和臂276之外，接触线260在构造和功能上类似于线60’(见图4)，过渡段274的凹面曲率使接触部分端272A在抽出方向E上拉伸。另外，图10的元件272，272A和278在构造和功能上类似于图4的元件72’，72A’和78’。

接触线260的近端62通过对齐部分80和接合部分90被保持在相对于连接器外壳50的基本固定位置。类似于图4中的远端70’，远端270包括凸曲线，凸曲线允许接触部分端272A基本在抽出方向E上拉伸。

如图11所示，连接器组件236包括接触线260(在线槽52内)和连接器外壳50。类似于图6的组件36，接触线260通过对齐部分80和接合部分90被保持在相对于连接器外壳50的基本固定方位。结果，远端270形成弹簧部分278上有杠杆支点的悬臂结构，远端270被保持在第一线槽底板58A上的静止位置。

如图12所示，接触部分272一开始被弹簧部分278保持在基本邻近线槽底板58A的静止位置，直到测试条40插入通过测试设备30的槽32。当测试条40被插入到与远端70接触时，它在方向N1上产生的法向力作用于远端270，该力使接触部分272偏离其在线槽底板58A上的静止位置。这个法向力通过横向段274被传输到达臂276，作用于弹簧部分278上。

如图13所示，当测试条的一端44完全插入到测试设备的时候，它毗邻突出部54。接触部分272与接触垫42有电接触，同时弹簧部分278挤压接触线260和第一线槽底板58A之间的测试条40。在抽出过程中，测试条40基本在抽出方向E上移动。弹簧部分278继续挤压接触部分272和第一线槽底板58A之间的测试条40。当测试条40在抽出方向上移动时，接触部分272返回其静止位置。测试条40继续在抽出方向E上移动，直到它离开连接器外壳50。

如图14所示，本发明的一些实施例包括具有接触部分272的接触线260，接触部分272具有曲率半径R_C和横截面曲率半径R_P(未显示)。类似于图8的接触线60，增加接触部分272的曲率半径会使法向力在较大的面积上分布，减少作用到测试条40上的磨损。

本发明的另外的实施例包括用导电材料电镀接触部分的技术，导电材料比用来形成测试条40上的接触垫42的材料要软。在测试条40的插入和抽出过程中，软电镀材料的一部分牺牲以减少对接触垫42的磨损。在一个非限制性例子中，接触线是由磷青铜制成的，并在接触面上镀有Ni/NiPd。同样，测试条40可被设计成在测试条40的插入和抽出过程中没有或只有很小的低阻抗的接触材料从接触垫42上刮掉。另外，应该选择这样的电镀材料：使该电镀材料不会与用来形成测试条40或接触垫42的材料形成冷接触焊点。示例性地，在一个实施例中，接触垫42是镀了德银(German Silver)的黄金。结果，一些实施例包括镀有软导电材料的接触部分，其具有最小曲率半径R_C<1mm。

用来电镀接触线的接触部分的非限制示例性电镀材料的列表包括但不限于钯(Pd)、镍(Ni)、镍钯(NiPd)、镍钴(NiCo)、锡(Sn)、锡铅(SnPb)、银(Ag)、铜(Cu)、金(Au)和德银。某些实施例用非黄金材料电镀接触部分。在其它实施例中，电镀材料的硬度指数KHV50小于900。在另外一些实施例中，电镀材料的硬度指数KHV50在300和650之间。可替代地，一些实施例使用的电镀材料的硬度指数KHV50在60和300之间。其它实施例使用的电镀材料的硬度指数KHV50在25和60之间。在又一些实施例中，电镀材料的硬度指数KHV50小于25。在另一些实施例中，电镀材料的硬度指数KHV50小于20。敷涂到接触部分的电镀厚度取决于测试系统期望测试条经受的插入和抽出的期望数量。示例性地，镀有德银的接触线的电镀厚度在4密耳和7密耳之间。在其它实施例中，接触部分的电镀厚度小于2密耳，而在又一些实施例中，接触部分的电镀厚度在0.25密耳到1.5密耳的范围内。可能的电镀材料和相关硬度以及电镀厚度的非限制图表参见表1。

表1

金属电镀	硬度(KHV50)	典型厚度范围，单位微米
			Au	40软	闪现(flash)-2.5
Au	180-200硬	闪现-2.5
			Pd	400-450	0.5-1.25
Pd-Ni	500-550	0.5-1.25
			Pd-Co	600-650	0.5-1.25
Sn	15-25	2.5-5
			Sn-Pb	13-20	2.5-5
Ag	40-60	闪现-2.5
			Ni	300	1-2.5

发明人根据经验确定薄膜黄金的最佳补充是20/80NiPd合金的镀层。

在一些实施例中，铜底部镀层(under-plating)用来进一步降低接触垫42和接触部分40之间的磨擦。铜(象其它适用的软金属一样)会填充间隙，使得底部镀层使接触表面更光滑。本领域技术人员会很容易地认识到许多其它类型的金属也可以用作底部镀层。

本发明的其它实施例包括许多接触垫和接触线。在一个非限制示例性例子中，连接器可以包括8条接触线。在一些实施例中，线是以非交错的行排列布置的。在另外一些实施例中，线是以交错的行排列布置的。结果，相邻的邻近线在插入过程中在各个点与接触垫接触。与单行设计相比，交错方法能够达到更高的管脚密度和接触垫密度。

在此将本文引用的所有出版物、在先申请及其它文献的全部内容并入本文作为参考，如同每个文件都已经通过引用被单独并入并且被完全阐述一样。本申请通过引用将以下文献的全部内容并入本文：美国专利申请10/935,522(名称为“Biological Testing System”，申请于2004年9月7日，律师卷号为：RDID-03009-US/7404-478)，System and Method for Analyte Measurement Using AC Excitation(美国临时申请60/480,298，申请于2003年6月20日)，Method of Making aBiosensor(案号BMID9958CIP US，申请于2003年6月20日)，Devicesand Methods Relating to Analyte Sensors(美国临时申请60/480,397，申请于2003年6月20日)，美国专利申请10/264,891(名称为Electrodes，Methods，Apparatuses Comprising Micro-electrode Arrays，申请于2002年10月4日)以及美国专利6,379,513B1。

尽管已经在附图和前述描述中详细图解说明了本发明，但它们本质上都应该被认为是示例性的，而不是限制性的，应理解只显示和描述了优选实施例，但希望落入本发明精神内的所有改变和改进都受到保护。

Claims

1.一种用来测量生物流体中感兴趣的分析物的系统，包括：

用来接收所述生物流体的样本的测试条，该测试条上形成有至少一个接触垫；和

仪表，具有连接器以在测试条沿插入方向运动时接收测试条，所述连接器具有至少一条接触线以用来在各自至少一个接触点处接触所述至少一个接触垫的相应表面；

所述至少一条接触线中的每一条被定位在连接器外壳内，并包括远端和近端，所述远端包括接触部分、接触部分端、过渡部分、臂部分和弹簧部分，所述臂被配置用于以悬臂形式支撑所述弹簧部分，所述弹簧部分被配置为所述远端和所述近端之间的杠杆支点，所述近端包括对齐部分和接合部分的组合，对齐所述接触线并将其固定在所述连接器外壳内；

其中所述接触线在所述接触点的曲率半径是在与所述插入方向平行且与所述至少一个接触垫的表面垂直的平面内截取的，该曲率半径至少3毫米。

2.根据权利要求1所述的系统，所述对齐部分包括与所述连接器外壳内的表面相接的第一突出部和第二突出部。

3.根据权利要求1所述的系统，所述接合部分包括与所述连接器外壳内的表面接合的第一突出部和第二突出部。

4.根据权利要求1所述的系统，所述连接器外壳包括被配置为在其中放置所述接触线的线槽，并且所述连接器外壳具有组件槽，所述对齐部分与所述组件槽相接。

5.根据权利要求4所述的系统，所述线槽包括第一线槽壁、对着所述第一线槽壁的第二线槽壁、前线槽壁、后部、突出部、第一线槽底板、第二线槽底板和顶部，以支撑所述连接器外壳内的所述接触线，所述接合部分具有适于在所述接合部分和所述线槽的壁或底板之间提供稳定接触的形状或特征件，以提供所述接合部分的稳定接触，将所述近端固定在所述连接器外壳内。

6.根据权利要求1所述的系统，所述远端具有环形部分，其中所述接触部分被支撑在反向悬臂结构上。

7.根据权利要求1所述的系统，所述接触线为扁平的。

8.根据权利要求1所述的系统，在接入所述测试条之前，所述接触部分处于静止位置，一旦接入所述测试条，所述接触部分就从所述静止位置偏离，并且所述接触部分对所述接触垫施加反向力，所述反向力由所述弹簧部分提供并通过所述臂部分起作用。

9.根据权利要求1所述的系统，所述臂部分包括支撑所述接触部分的悬臂结构的横梁。

10.根据权利要求1所述的系统，所述臂包括插入所述测试条时，作用于所述弹簧部分以引起所述接触部分偏转的杠杆。

11.根据权利要求1所述的系统，所述曲率半径至少4毫米。

12.根据权利要求1所述的系统，所述曲率半径至少6毫米。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个接触点的接触部分在与所述插入方向垂直并与所述至少一个接触垫的表面垂直的平面内的曲率半径至少1毫米。

14.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个接触点的接触部分在与所述插入方向垂直并与所述至少一个接触垫的表面垂直的平面内的曲率半径至少2毫米。

15.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个接触点的接触部分在与所述插入方向垂直并与所述至少一个接触垫的表面垂直的平面内的曲率半径至少4毫米。

16.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个接触点的接触部分在与所述插入方向平行并与所述至少一个接触垫的表面垂直的平面内的第一曲率半径基本等于在与所述测试条的插入方向垂直并与所述至少一个接触垫的表面垂直的平面内的第二曲率半径。

17.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个接触点的接触部分镀有金属，该金属不形成到所述测试条相应的至少一个接触垫的冷接触焊点。

18.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触部分镀有铜的底部镀层。

19.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触部分由磷青铜制成。

20.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触部分镀有镍。

21.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触部分镀有NiPd。

22.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触部分镀有20％的镍合金。

23.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触部分镀有Pd。

24.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触部分镀有NiCo。

25.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触部分镀有Sn。

26.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触部分镀有SnPb。

27.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触部分镀有Ag。

28.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触部分镀有Cu。

29.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触部分镀有Au。

30.根据权利要求1所述的系统，所述接触部分镀有德银。

31.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触部分镀有PdCo。

32.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触部分镀有硬度指数KHV50小于900的材料。

33.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触部分镀有硬度指数KHV50在300到650之间的材料。

34.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触部分镀有硬度指数KHV50在60到300之间的材料。

35.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触部分镀有硬度指数KHV50在25到60之间的材料。

36.根据权利要求1所述的系统，所述接触部分镀有硬度指数KHV50小于25的材料。

37.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一条接触线在正交于所述接触垫的表面的方向上施加给所述相应的至少一个接触垫的力小于0.4N。

38.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一条接触线在正交于所述接触垫的表面的方向上施加给所述相应的至少一个接触垫的力小于0.3N。

39.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一条接触线在正交于所述接触垫的表面的方向上施加给所述相应的至少一个接触垫的力在0.1N到0.3N之间。

40.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一条接触线具有远端，并且其中所述至少一条接触线被成形为使得所述远端被配置成在所述测试条插入到所述仪表的过程中不接触所述测试条。

41.根据权利要求1所述的系统，其中接触线具有远端，所述远端基本为环形。

42.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触线具有远端，所述远端被成形为使得通过所述接触线和所述测试条之间的摩擦传递给所述接触线的能量产生的力在至少90度的各方向上分布。

43.根据权利要求1所述的系统，其中所述接触线具有远端，所述远端被成形为避免来自所述接触线和所述测试条之间的摩擦的正反馈。