CN104040795B - 用于连接生物传感器和生物传感器的测量仪器的连接器 - Google Patents

用于连接生物传感器和生物传感器的测量仪器的连接器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于连接生物传感器和其测量仪器的连接器，并且根据本发明的用于连接生物传感器与测量仪器的所述连接器包括插入引导件，所述插入引导件能够防止由所述生物传感器不正确地插入到所述连接器中而导致的连接电极的损坏，并且所述连接器还包括集成的光反射器，所述光反射器发出和检测用于确认所述生物传感器的生成批次信息的红外线，从而简单地确认所述生物传感器的生产信息，且因此，用于连接生物传感器与生物传感器的测量仪器的所述连接器是有用的。

Description

用于连接生物传感器和生物传感器的测量仪器的连接器
技术领域
本发明涉及用于连接生物传感器和生物传感器的测量仪器的连接器。
背景技术
最近，在糖尿病的诊断和预防中，对周期性测量血液中的葡萄糖(血糖，blood glucose)的需求日益增加。目前，为手持式便携测量仪器而设计的条带型(strip)生物传感器使得个人能够容易地监控血液中的葡萄糖水平。
尽管这样的电化学生物传感器通常便利地被用来监控血糖的量，但是所述生物传感器的精确度在很大程度上取决于制造生物传感器的每个大规模生产批次的偏差。
为了消除这样的偏差，大部分商业生物传感器被设计为：用户将工厂预先设定的校准曲线信息直接输入到能够读取生物传感器的测量装置中。然而，这样的方法对于用户而言非常不方便而且导致用户的输入误差，从而导致不准确的结果。
为了解决这样的问题，本申请的发明人已经在韩国专利申请第2007-0020447号和第2007-0021086号的文件中提出了记录有生产批次信息的生物传感器和能够自动识别生产批次信息的测量仪器，其中，凭借便于印刷在生物传感器的小面积上的颜色标记和在与大规模生产的最后的冲压工序的同时易于进行标记的孔标记，生产时间短并且标记简单且便于使传感器的大规模生产率保持为最大，并且当用户把生物传感器连接至测量装置来测量血糖时，通过标记将生产批次信息输入至生物传感器的绝缘层，以此可以自动识别传感器的生产批次信息，从而可以防止当用户手动输入信息时可能发生的错误且可以获得精确的测量值。
此时，所述标记是由测量仪器之内的用于读取和计算生产批次信息的发光检测器系统识别的。然而，因为多色发光二极管同时将光束照射到生产批次信息识别单元上，所以发光检测器系统的操作方法需要分散和识别上述光束的处理，然后，检测器检测多个波长的反射光束或透射光束，这就使得后续的计算步骤复杂化，并且仪器和程序也因此复杂化。因此，相关技术具有这样的问题：构成发光检测器系统的成本增加。
此外，当生物传感器条带被插入到连接器中时，常常发生放置在连接器内部的连接电极针被损坏的情况。
为了解决上述的问题，本发明人已经发现：通过在生物传感器的插入孔到连接电极针开始的区域之间设置引导件，所述导引件的间隙在插入孔的纵方向上逐渐变窄，可以防止损坏连接器内部的连接电极针，以及通过为生物传感器设置生产批次信息识别单元并且使所述连接器包括用于识别所述生产批次信息识别单元而发射和检测红外线的集成光反射器装置，可以简单地识别生产批次信息，从而完成本发明。
发明内容
本发明的实施例旨在提供用于连接生物传感器与生物传感器的测量仪器的连接器。
根据本发明的方面，提供了一种连接器，所述连接器用于电连接生物传感器和所述生物传感器的测量仪器并且含有用于接触所述生物传感器的电极的一个或多个连接电极，所述连接器包括插入引导件，所述插入引导件用于引导所述生物传感器以使所述生物传感器的所述电极接触所述连接器的所述连接电极，其中，所述插入引导件被设置于插入部，所述插入引导件被设置在与设置有所述连接电极的表面相同的表面上，并且被形成为具有一个或多个突起的形状，以使得所述插入部的间隙在所述生物传感器被插入的方向上变窄。
根据本发明的用于连接生物传感器与生物传感器的测量仪器的连接器可以通过为连接器设置插入引导件来防止当生物传感器被插入连接器时因误插入而损坏连接电极，且也还可以包括用于发射和检测红外线的集成的光反射器以识别生物传感器的生产批次信息，从而可以简单地展现生物传感器的生产信息，并且该连接器因此可以用作用于连接生物传感器与生物传感器的测量仪器的连接器。
附图说明
从与附图相结合的下面的详细说明中，将更加清楚地理解本发明的上述的和其它的目的、特征以及优势，其中：
图1是图示了根据本发明实施例的生物传感器的分解立体图，其中由红外线吸收/反射标记标示的生产批次信息被记录在上基板上；
图2是图示了根据本发明实施例的生物传感器的分解立体图，其中由红外线吸收/反射标记标示的生产批次信息被记录在下基板上；
图3是图示了根据本发明实施例的含有插入引导件和光反射器装置的连接器的立体图；且
图4是图示了根据本发明实施例的含有插入引导件的连接器的横截面图。在图4中，左边虚线框表示测量装置连接单元，中间虚线框表示连接电极单元，右边虚线框表示插入部，箭头表示生物传感器插入方向，箭头下方是生物传感器。
附图标记列表
100：样品引入单元
101：样品引入路径
102：通气孔
103：额外空间部
104：工作电极
105：辅助电极
106：电极连接单元
107：流动感测电极
108：生物传感器检查电极
200：中间基板
300：上基板
400：下基板
500：生产批次信息识别单元
700：连接器
702：光反射器装置的发光单元(红外线发光二极管)
703：光反射器装置的光接收单元(光电二极管)
704：电路板
705：连接电极
710：生物传感器插入孔
711：插入导引件
●：红外线吸收标记
○：红外线反射标记
具体实施方式
通过下面的参照附图的对本优选实施例的详细说明，将更加清楚地理解本发明的特征和优势。首先应当注意的是，应当基于发明人能够适当地定义术语的概念来最佳地说明自己的发明的原则，将本文中使用的术语或词汇解释为与本发明的技术精神相一致的意义或概念。此外，应当理解，将省略对与本发明有关的公知的功能和结构的详细说明，以使得不会不必要地掩盖本发明的重点。
在下文中，将参照附图详细地说明本发明的具体实施例。
在说明本发明之前，遍布整个说明书的术语“生物传感器”被用作具有与术语“生物传感器条带”相同的意思。
在下文中，将详细说明本发明。
本发明提出了一种用于电连接生物传感器和所述生物传感器的测量仪器并且包含接触所述生物传感器的电极的一个或多个连接电极的连接器，其中，所述连接器包括：插入引导件，所述插入引导件用于引导所述生物传感器以使得所述生物传感器的电极接触所述连接器的连接电极，其中，所述插入引导件被设置于插入部，被放置在与上面放置有所述连接电极的表面相同的表面上并且被形成为具有一个或多个突起的形状，其中，所述插入部的间隙在所述生物传感器被插入的方向上逐渐变窄。
在下文中，将参照图1至图3详细说明连接器700。
在根据本发明的连接器700中，连接电极705起到连接生物传感器和测量仪器的作用。具体地，连接电极705可以被放置在连接器700的上表面或下表面，且例如，以如下形状被包含在连接器700中：在连接器700的内侧方向上以V形或U形弯曲的连接电极705的顶点接触生物传感器的电极。
在示例中，连接电极705可以连接到生物传感器的工作电极104、辅助电极105、流动感测电极107和检查电极108中的各者。
在这里，流动感测电极107是用于测量样品的流动性的电极，检查电极108是用于检查生物传感器插入到连接器700的电极。
在根据本发明的连接器700中，插入引导件711引导生物传感器以使生物传感器的电极接触连接器700的连接电极705，并且防止当生物传感器被用力插入连接器700时损坏连接电极705。
具体地，插入引导件711被设置于生物传感器插入部，被置于与上面放置有连接电极705的表面相同的表面上且被形成为有一个或多个突起的形状，其中，插入部的间隙在生物传感器被插入的方向上变窄。
此时，所述突起可以被形成为各种形状，诸如三角形、圆形或者椭圆形等等。
此外，插入引导件711被设置为这样的高度：该高度比设置有连接电极705的表面与连接电极705的接触点之间的高度小。
当插入引导件711具有大于上述表面与接触点之间高度的高度时，可能发生这样的问题：生物传感器的电极无法完全地接触连接器700的连接电极705。
此外，插入引导件711可以被设置为与生物传感器的厚度的变化相对应。
例如，插入引导件711可以由具有弹性或具有机械缓冲功能的材料形成。
与此同时，根据本发明的连接器700在与其上设置有连接电极705和插入引导件711的表面相面对的表面上还可以包含用于发射和检测红外线的集成的光反射器装置，以此来识别生物传感器的生产批次信息识别单元。
在下文中，将详细说明用于本发明的生物传感器。
用于本发明的生物传感器包括：电极单元，所述电极单元包括形成在两个平面绝缘板中的两者或任何一者上的工作电极104和辅助电极105；
微通道样品引入单元100，所述微通道样品引入单元100用于将液体样品引入到所述电极单元；
反应试剂层，所述反应试剂层形成在所述工作电极上且含有酶和电子传递介质；
电极连接单元106，所述电极连接单元106用于连接所述工作电极104和所述辅助电极105；和
生产批次信息识别单元500，所述生产批次信息识别单元500中记录有生产批次信息，所述生产批次信息识别单元设置在所述两个平面绝缘板中的至少一个平面绝缘板的不阻碍上述电极间的连接的部分上，
其中，所述生产批次信息识别单元具有通过根据预定的图案印刷在红外线的吸收率或反射率方面具有差异的有色或无色材料而形成的数个红外线吸收/反射标记。
用于本发明的生物传感器的电极单元可以形成在两个平面绝缘层中的两者或任何一者上。
即，(1)一个工作电极和一个辅助电极可以形成在同一个平面绝缘板上或(2)工作电极和辅助电极可以被形成为在两个平面绝缘板上彼此面对[面对面式电极；参考：E.K.Bauman et al.,Analytical Chemistry,vol37,p 1378,1965；K.B.Oldham in“Microelectrodes:Theory andApplications，”Kluwer Academic Publishers,1991]。
此外，用于本发明的生物传感器的电极单元还可以包括流动感测电极107，流动感测电极107被布置在工作电极104的后面且能够测量下平面绝缘板上的全血样品的流动性。
在下文中，将以面对面式电极的例子来更加详细地说明生物传感器(图1和图2)。
在生物传感器被构造为包括面对面式电极的情况下，则工作电极104和辅助电极105可以被形成为具有这样的结构：其中，上述电极在彼此对称或非对称面对的位置被厚度为50μm到250μm的压力附着隔离板隔离。
所述隔离板形成用于将仿生样品注入由工作电极104和辅助电极105形成的测量空间并将样品存储在其中的样品室单元，样品室单元具有以微升为单位的总容积。样品室单元包括样品引入部和微通道。
当电极被形成时，隔离板中的流动感测单元与工作电极或辅助电极间隔有预定的距离。优选的是，流动感测电极应该被放置在这样的距离：具有40％的血细胞且被氟化物处理过的血液能够沿着宽度为0.5mm到2mm且高度为50μm到250μm的微通道在大约600ms之内到达的距离。优选地，流动感测电极位于这样的距离：未被氟化物处理过的样品能够在300ms之内，更加优选地，在200ms之内到达的距离。
样品引入部能够使血液样品被引入到生物传感器的端部中。在这种情况下，优选的是，样品引入部被形成为“L”形状以能够快速、准确、方便地引入血液样品。
样品引入部具有这样的结构：其中，在样品引入路径与通气孔彼此相交的位置处形成有额外空间部。
在本说明书中，术语“彼此相交”的意思是所述样品引入路径与所述通气孔不是被布置在直线上而是在一个点处彼此相交。
所述额外空间部允许在测量样品的同时将恒定且精确的量的样品引入到上述路径中，并且有助于通过通气孔排出过量的样品。
此外，上述额外空间部可以被用作布置流动感测电极的地方。当血液样品被引入到样品引入部中时，血液样品通过微通道移动至电极单元。
在用于本发明的生物传感器中，反应试剂层可以仅通过将试剂溶液仅施加在工作电极上或将试剂溶液既施加在工作电极上又施加在流动感测电极上来形成。反应试剂层包括酶(诸如葡萄糖氧化酶(glucoseoxidase)或乳酸氧化酶(lactate oxidase)等等)、电子转移媒介、水溶性聚合物(诸如醋酸纤维素(cellulose acetate)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)或聚吡咯(polypyrrol)等等)、亲脂性季铵盐以及作为用于降低血细胞比容效应的试剂的具有4到20个碳原子的脂肪酸。
在用于本发明的生物传感器中，电极连接单元被设计为形成在与形成在绝缘板上的工作电极和辅助电极连接线相同的平面上。由本发明的生物传感器根据电化学反应的结果而测量的血糖通过电极连接单元被提供至测量仪器，从而可以被量化为具体的血糖值。
根据本发明的生物传感器可以包括生产批次信息识别单元500，生产批次信息识别单元500用于将关于具有不同等级浓度的液体样品的校准曲线信息与生物传感器的生产批次信息一起提供给用户，所述校准曲线信息在生产生物传感器时被应用于生产批次。
生产批次信息识别单元500可以包括数个红外线吸收/反射标记，这些标记标示关于生产批次差异的信息，并且在这些标记上，附着有透明膜或者根据预定的图案印刷有在红外线的吸收率或反射率方面具有差异的有色或无色材料。
特别是在使用透明膜作为红外线吸收/反射标记的情况下，与明显被观察到的颜色标记或条形码不同，这样的标记不会被明显地观察到，以使得可以在不破坏现有的生物传感器条带的外观设计的情况下标记各种类型的生物传感器的关于生产批次的信息。
此时，优选的是，有色或无色材料或者透明膜吸收从700nm到1100nm范围的红外波长。
此外，优选的是，红外线吸收/反射标记的数量被调整为在1到10的范围之内，且红外线吸收/反射标记可以被放置在上基板(图1)或下基板(图2)中的任一者上，只要这些红外线吸收/反射标记不阻碍生物传感器上的电极连接单元106与电极104、105、107和108的连接即可。
下面将详细说明使用连接生物传感器与测量仪器的连接器来识别生产批次信息识别单元500的操作机制。
如图3所示，光接收单元703和用于发射红外线的发光单元702在连接器中被布置为朝向相同的方向，并且集成的光反射器装置附着于具有小空间的PCB电路板704。使用从光反射器装置发射或辐射的红外线来检测生物传感器的生产批次信息识别单元500。此时，光反射器装置的发光单元702可以同时或顺序地发射红外线。
用于感测生产批次信息识别单元500的红外线被吸收进入生产批次信息识别单元500或被生产批次信息识别单元500反射，并且红外线的强度或波长因此而变化。由光反射器装置的光接收单元703(例如，光电二极管)来检测如上所述地被反射的红外线。
在这种情况下，因为光反射器装置判断是否存在标记在生产批次信息识别单元500上的红外线吸收/反射标记，所以光接收单元703可以在没有单独的滤光器的条件下检测从发光单元702发出的并且已经感测了生产批次信息的红外线。光接收单元703检测到的红外线的强度和波长的变化被识别为0和1的数字信息并且被传输至测量运算装置，然后测量运算装置可以将所述数字信息与预先输入的信息进行比较以识别生物传感器的生产批次信息。
此外，因为光反射器装置感测相应的红外线吸收/反射标记，所以光反射器装置的数量等于红外线吸收/反射标记的数量。
此外，被标记在生物传感器上的生产批次信息识别单元500不限于面对面式电化学生物传感器，且也可以应用于被实施为工作电极和辅助电极形成在同一个板上并这样进行操作的平面式电化学生物传感器，以及被实施为使面对面式电化学生物传感器和平面式电化学生物传感器以差分的方式处理信号的差分式电化学生物传感器。
根据本发明的连接器可以被构成为如下的结构以识别被标记在生物传感器上的生产批次信息：在该结构中，可以获得“发光单元-生产批次信息识别单元-光接收单元”这样的一个或多个红外线吸收或反射路径。例如，连接器可以由具有诸如透明有机玻璃或塑料等透明材料的主体形成。
此外，连接器可以在其任何一个表面上设置有透射窗，以使得经由发光单元-生产批次信息识别单元-光接收单元而被吸收或反射的红外线通过该透射窗。因此，即使当连接器由不透明材料形成或连接器的主体具有颜色时，从发光单元发出的红外线也可以通过透射窗容易地到达生物传感器的生产批次信息识别单元，并因此可以识别出生产批次信息。
此外，光反射器装置可以被放置在连接器的内部或外部。更加详细地，光反射器装置可以被设置于被插入生物传感器且与生物传感器电连接的连接器的上端部或下端部以确保红外线的吸收或反射路径，且可以被集成地设置在连接器的内部。
此外，因为光反射器装置根据装置的构造和选择可以识别2n个红外线吸收/反射标记，所以它可以记录包含对于生产批次的校准曲线的其它可变细节，例如，生物传感器的生产时间点、是否使用相同制造商的产品以及生物传感器是否用于特定型号的装置。通过将这样的电化学测量的优势与由技术的发展而获得的最新的小尺寸光谱装置技术的优势相结合，可以实现能够提供经济且精确的测量值的生物传感器。
根据本发明的用于连接生物传感器与生物传感器的测量仪器的连接器可以通过为连接器设置插入引导件来防止当生物传感器被插入连接器时因误插入而损坏连接电极，且也还可以包括用于发射和检测红外线的集成的光反射器以识别生物传感器的生产批次信息，从而可以简单地展现生物传感器的生产信息，并且该连接器因此可以用作用于连接生物传感器与生物传感器的测量仪器的连接器。

Claims (10)

1.一种生物传感器连接器，所述连接器用于电连接生物传感器和所述生物传感器的测量仪器并且含有用于接触所述生物传感器的电极的一个或多个连接电极，
所述连接器包括插入引导件，所述插入引导件用于引导所述生物传感器以使所述生物传感器的所述电极接触所述连接器的所述连接电极，其中，
所述插入引导件被设置于插入部，所述插入引导件被设置在与设置有所述连接电极的表面相同的表面上且被形成为具有一个或多个突起的形状以使得所述插入部的间隙在所述生物传感器被插入的方向上变窄，并且所述插入引导件的高度被设置为比设置有所述连接电极的表面与所述连接电极的接触点之间的高度小，
其中，所述插入引导件由具有弹性或具有机械缓冲功能的材料形成，以与正在被插入的所述生物传感器的厚度的变化相对应。
2.如权利要求1所述的生物传感器连接器，还包括集成的光反射器装置，所述光反射器装置设置在与设置有所述连接电极以及所述插入引导件的表面相面对的表面，所述光反射器装置用于发射和检测红外线，以此识别所述生物传感器的生产批次信息识别单元。
3.如权利要求1所述的生物传感器连接器，其中，所述生物传感器包括：
电极单元，所述电极单元包括形成在两个平面绝缘板中的两者或任一者上的工作电极和辅助电极；
微通道样品引入单元，所述微通道样品引入单元用于将液体样品引入到所述电极单元中；
反应试剂层，所述反应试剂层形成在所述工作电极上且含有酶和电子传递介质；
电极连接单元，所述电极连接单元用于连接所述工作电极和所述辅助电极；和
生产批次信息识别单元，所述生产批次信息识别单元中记录有生产批次信息，所述生产批次信息识别单元设置在所述两个平面绝缘板中的至少一个平面绝缘板的不阻碍所述工作电极和所述辅助电极间的连接的部分上，
其中，所述生产批次信息识别单元具有通过根据预定的图案印刷对红外线的吸收率或反射率具有差异的有色或无色材料而形成的数个红外线吸收或反射标记。
4.如权利要求3所述的生物传感器连接器，其中，所述有色或无色材料吸收从700nm至1100nm范围的波长。
5.如权利要求3所述的生物传感器连接器，其中，所述红外线吸收或反射标记的数量是1至10。
6.如权利要求2所述的生物传感器连接器，其中，所述生物传感器包括：
电极单元，所述电极单元包括形成在两个平面绝缘板中的两者或任一者上的工作电极和辅助电极；
微通道引入单元，所述微通道引入单元将液体样品引入至所述电极单元中；
反应试剂层，所述反应试剂层形成在所述工作电极上且含有酶和电子传递介质；
电极连接单元，所述电极连接单元用于连接所述工作电极和所述辅助电极；和
生产批次信息识别单元，所述生产批次信息识别单元中记录有生产批次信息，所述生产批次信息识别单元设置在所述两个平面绝缘板中的至少一个平面绝缘板的不阻碍所述工作电极和所述辅助电极间的连接的部分上，
其中，所述生产批次信息识别单元具有通过根据预定的图案印刷对红外线的吸收率或反射率具有差异的有色或无色材料而形成的数个红外线吸收或反射标记，且
所述光反射器装置的数量是多个并且等于被印刷在所述生物传感器上的所述红外线吸收或反射标记的数量。
7.如权利要求2所述的生物传感器连接器，其中，所述光反射器装置的数量是多个，且多个所述光反射器装置的发光单元同时或顺序地发光。
8.如权利要求2所述的生物传感器连接器，其中，所述光反射器装置具有获得发光单元-生产批次信息识别单元-光接收单元这样的一个或多个红外线吸收或反射路径的结构，以此识别被标记在所述生物传感器上的生产批次信息。
9.如权利要求2所述的生物传感器连接器，其中，从所述光反射器装置的发光单元发射出的用来感应生产批次信息的红外线在没有单独的滤光器的情况下通过光接收单元来检测。
10.如权利要求2所述的生物传感器连接器，其中，所述光反射器装置被设置于插入并且电连接所述生物传感器的所述连接器的上端部或下端部以获得所述红外线的吸收或反射路径。
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