CN107064249A - 生物试片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物试片，包括绝缘衬底、电极结构、第一绝缘隔片及绝缘层。电极结构配置于绝缘衬底上且具有至少一顶面及至少一侧面，侧面连接于顶面的至少一边缘与绝缘衬底之间。第一绝缘隔片配置于绝缘衬底上且部分地遮盖电极结构。第一绝缘隔片具有凹口，凹口暴露电极结构的第一区段。绝缘层在电极结构的第一区段覆盖顶面的边缘及侧面。本发明提供的生物试片，可提升检测准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种试片，尤其涉及一种生物试片。
背景技术
在饮食富足的现代，因饮食习惯所造成的疾病越来越多，根据世界卫生组织统计，西元2000年全球约有1亿5千万人患有心血管疾病，而对需要长时间监控身体状态(如血糖、血脂等)的人们来说，可信赖的电化学测量系统即益发显得重要且为生活中不可或缺的工具。
传统的生物试片(例如是电化学试片)是由绝缘衬底、配置于绝缘衬底上的电极结构、覆盖部分电极结构的绝缘隔片所组成。使用时，使用者需将样品(如血液、体液等)置入电极结构被绝缘隔片暴露的部分，使样品与该处的反应层反应并产生氧化还原信号至电极结构以进行检测。在制作所述电极结构的过程中，电极结构的侧面易产生毛边且电极结构的顶面的边缘易产生斜角，而导致电极结构的表面积产生非预期的变化。此外，为了增加电极结构的电极层之间的接合力，一般会在电极层之间配置如铜粉或金属盐等接合层，但此接合层在电极结构的侧面的部分易产生剥离现象，此现象也会导致电极结构的表面积产生非预期的变化。另外，电极结构的底部的电极层一般采用铜电极以易于与绝缘衬底接合，但铜电极表面易氧化而产生屏蔽现象，此现象也会导致电极结构的表面积产生非预期的变化。上列因素皆会使电极结构与反应物的接触面积非为预期值，而干扰氧化还原信号的正常接收，降低检测结果的准确性。
发明内容
本发明提供一种生物试片，可提升检测准确性。
本发明的一种生物试片，包括绝缘衬底、电极结构、第一绝缘隔片及绝缘层。电极结构配置于绝缘衬底上且具有至少一顶面及至少一侧面，侧面连接于顶面的至少一边缘与绝缘衬底之间。第一绝缘隔片配置于绝缘衬底上且部分地遮盖电极结构。第一绝缘隔片具有凹口，凹口暴露电极结构的第一区段。绝缘层在电极结构的第一区段覆盖顶面的边缘及侧面。
在本发明的一实施例中，上述的顶面的边缘与侧面的交界处被绝缘层覆盖。
在本发明的一实施例中，上述的绝缘层接触顶面的边缘及侧面。
在本发明的一实施例中，上述的电极结构的第二区段被第一绝缘隔片遮盖，绝缘层在电极结构的第二区段覆盖顶面的边缘及侧面。
在本发明的一实施例中，上述的绝缘层覆盖绝缘衬底被凹口暴露的部分。
在本发明的一实施例中，上述的绝缘层覆盖绝缘衬底被凹口暴露的部分、绝缘衬底在凹口处以外的部分及电极结构在凹口处以外的部分。
在本发明的一实施例中，上述的生物试片包括反应层，其中反应层配置于凹口内。
在本发明的一实施例中，上述的生物试片包括第二绝缘隔片，其中第二绝缘隔片配置于第一绝缘隔片上且遮盖凹口。
在本发明的一实施例中，上述的第二绝缘隔片的表面朝向绝缘衬底，表面在凹口处的材质包括亲水性材料。
在本发明的一实施例中，上述的第二绝缘隔片具有通气孔，通气孔对位于凹口。
基于上述，在本发明的生物试片中，绝缘层覆盖了电极结构的顶面的边缘且覆盖了电极结构的侧面。即，电极结构仅藉其顶面未被绝缘层覆盖的部分来接触反应物。据此，即使电极结构的侧面具有毛边、电极结构的顶面的边缘具有斜角、电极结构的侧面产生剥离现象或屏蔽现象而使电极结构的顶面及侧面的表面积产生非预期的变化，其并不会导致电极结构与反应物的接触面积非为预期值，而可有效提升检测结果的准确性。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一实施例的生物试片的立体图；
图2是图1的生物试片的分解图；
图3是图1的生物试片的俯视图；
图4是图2的绝缘衬底及电极结构沿I-I线的剖面图；
图5A示出未配置图4的绝缘层的生物试片进行多次测试的电压与电流关系；
图5B示出配置图4的绝缘层的生物试片进行多次测试的电压与电流关系；
图6是图1的生物试片连接生物测量仪连接的示意图；
图7是本发明另一实施例的生物试片的俯视图；
图8是本发明另一实施例的生物试片的俯视图。
附图标记：
10：生物测量仪；
11：连接器；
12：计算单元；
13：类比数字转换器；
14：处理器；
15：显示器；
16：电源单元；
100：生物试片；
110、210、310：绝缘衬底；
120、220、320：电极结构；
122、222、322：电极；
122a、122b、122c：电极层；
130：第一绝缘隔片；
132、232、332：凹口；
140：第二绝缘隔片；
140a：表面；
142：通气孔；
150：反应层；
160、260、360：绝缘层；
F：边缘；
P1：顶面；
P2：侧面；
S1、S1’、S1”：第一区段；
S2、S2’、S2”：第二区段。
具体实施方式
图1是本发明一实施例的生物试片的立体图。图2是图1的生物试片的分解图。图3是图1的生物试片的俯视图。为使图式较为清楚，图1及图2中的第一绝缘隔片130及第二绝缘隔片140未示出于图3，且图3以虚线表示第一绝缘隔片130的凹口132所在位置。请参考图1及图2，本实施例的生物试片100包括绝缘衬底110、电极结构120、第一绝缘隔片130、第二绝缘隔片140及反应层150。在本实施例中，生物试片100为用以接收使用者的样品的电化学试片，用以测量人体中血糖、胆固醇、尿酸、乳酸、血红素等的数值。然而，生物试片100的种类以及测量的项目并不以此为限制。
在本实施例中，绝缘衬底110为具有平整的表面、具有电绝缘性以及可耐40℃～120℃的耐热能力的基材。绝缘衬底110的材料可包含聚氯乙烯(PVC)、玻璃纤维(FR-4)、聚酯(polyester suphone)、电木板、聚对苯二甲酸二乙酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、玻璃板、陶瓷或上述材料的任意组合，但本发明并不以此为限。
电极结构120例如包括两电极122并配置于绝缘衬底110上，且第一绝缘隔片130配置于绝缘衬底110上并部分地遮盖电极结构120。具体而言，第一绝缘隔片130具有凹口132，凹口132暴露电极结构120的第一区段S1(标示于图3，即电极结构120位于凹口132范围内的区段)，第一绝缘隔片130遮盖电极结构的第二区段S2(标示于图3，即电极结构120位于凹口132范围外的区段)。反应层150藉由例如点胶或印刷的方式而配置于第一绝缘隔片130的凹口132内，且第二绝缘隔片140配置于第一绝缘隔片130上并至少遮盖一部分凹口132。使用者可通过图1所示的凹口132的末端将样品置入电极结构120的第一区段S1处，使样品与该处的反应层150反应并产生氧化还原信号至电极结构120以进行检测。
在本实施例中，电极结构120例如是藉由溅镀、蒸镀、电镀、超音波喷雾、加压喷雾、影罩光刻术、剥离光刻术、激光烧蚀或其他适当方式制成。图4是图2的绝缘衬底及电极结构沿I-I线的剖面图。请参考图4，详细而言，本实施例的各电极122包括电极层122a、电极层122b、电极层122c，电极层122a、电极层122b、电极层122c的材质例如分别为铜、锌、金，但不以此为限。在其他实施例中，各电极122的材质可包括适当的传导或半导体材料，如钯、金、铂、银、铱、碳、氧化铟锡、氧化铟锌、铜、铝、镓、铁、汞齐、钽、钛、锆、镍、锇、铼、铑、钯、有机金属、导电碳粉等或已知的其它传导材料或半导体材料中至少一种的金属组合。为了增加电极层122a、电极层122b、电极层122c之间的接合力，可在电极层122a、电极层122b之间与电极层122b、电极层122c之间配置如铜粉或金属盐等接合层。此外，第一绝缘隔片130及第二绝缘隔片140的材料例如但不限为聚氯乙烯绝缘胶带、乙烯对苯二甲酸酯绝缘胶带、热干燥型绝缘漆或紫外光固化型绝缘漆。
在本实施例中，反应层150可包含至少一活性物质及导电介质，用以与样品产生化学反应。所述活性物质可为包括经固定化或未固定化的酵素，如葡萄糖氧化酵素、抗原、抗体、微生物细胞、动植物细胞、动植物组织具有生物性辨识能力的成分。所述导电介质可用以接收活性物质与样品反应后所产生的电子，并将该电子经由电极单元传导到生物测量仪。其组成例如但不限制为酵素(如葡萄糖糖化酶)、导电介质(如赤血盐)、磷酸盐缓冲液、保护剂(如:蛋白、糊精、葡萄聚糖、胺基酸等)。
请参考图2至图4，本实施例的生物试片100包括绝缘层160，用以覆盖电极结构120的局部表面。详细而言，电极结构120的各电极122具有顶面P1及相对的两侧面P2，两侧面P2连接于顶面P1的两边缘F与绝缘衬底110之间。绝缘层160在电极结构120的第一区段S1覆盖顶面P1的边缘F及侧面P2。即，电极结构120仅藉其顶面P1不包含边缘F未被绝缘层160覆盖的部分来接触反应物(即所述样品及反应层150)。其中，绝缘层160例如直接接触顶面P1的边缘F及侧面P2。
据此，即使电极结构120的侧面P2具有毛边、电极结构120的顶面P1的边缘F具有斜角、电极结构120的侧面P2因所述接合层的配置而易产生剥离现象、电极结构120的侧面P2因电极层122a的材质为铜而易氧化产生屏蔽现象，使得电极结构120的顶面P1及侧面P2的表面积产生非预期的变化，其并不会导致电极结构120与反应物的接触面积非为预期值，而可有效提升检测结果的准确性。此外，如图4所示，顶面P1的边缘F与侧面P2的交界处被绝缘层160覆盖，如此可避免反应物从所述交界处渗入侧面P2与电极结构120之间。
图5A示出未配置图4的绝缘层的生物试片进行多次循环伏安测试。图5B示出配置图4的绝缘层的生物试片进行多次循环伏安测试。本领域普通技术人员均知，循环伏安测试系从起始电位以固定速率施加到终点电位，再以相同速率改变电位至起始电位，藉此电位测试可绘制一氧化还原物信号图。比较图5A及图5B可明显得知，未配置绝缘层160的生物试片，其多次循环伏安测试如图5A所示具有较大的变异性，表示其氧化还原信号较易受到干扰，而配置了绝缘层160的生物试片，其多次循环伏安测试如图5B所示具有较小的变异性，表示其氧化还原信号较不易受到干扰，而可如上述般提升检测结果的准确性。
请参考图2，本实施例的第二绝缘隔片140的下表面140a朝向绝缘衬底110，且此表面140a在凹口132处的材质例如包括亲水性材料。据此，利用亲水性材料的亲水特性可将样品限制于凹口132处，以避免样品非预期地渗流而影响检测的准确性。可至少于第二绝缘隔片140的下表面140a的对应于凹口132的位置涂布亲水性材料，本发明不对此加以限制。
在本实施例中，被置入凹口132处的样品，例如是藉由毛细现象而在绝缘衬底110、第一绝缘隔片130与第二绝缘隔片140之间传递，以均匀分布于凹口132所涵盖范围。承上，本实施例的第二绝缘隔片140具有通气孔142，通气孔142对位于凹口132以调节凹口132内的压力，从而促进所述毛细现象的进行。
以下举例说明本实施例的生物试片100的操作方式。图6是图1的生物试片连接生物测量仪连接的示意图。请参考图2及图6，图2所示的电极结构120可连接于图6所示的生物测量仪10，以与生物测量仪10之间形成电性回路。生物测量仪10包含用以对外连接的连接器11、用于换算浓度的计算单元12、类比数字转换器(analog to digital converter，ADC)13、处理器14、显示器15及电源单元16。当生物测量仪10的电源单元16施加电信号到电极结构120时，在凹口132处进行反应的样品与反应层150会产生相应的氧化还原信号并通过连接器11传送到生物测量仪10的计算单元12。然后，藉由计算单元12将该反应信号进行转换，输出到类比数字转换器13，以取得数字化的反应信号，此数字化的反应信号经由处理器14进行进一步处理和/或经由显示器15将显示测量结果。在其他实施例中，生物试片100可藉由其他适当方式进行操作，本发明并不以此为限。
在本实施例中，绝缘层160除了如图4所示在电极结构120的第一区段S1(标示于图3)覆盖顶面P1的边缘F及侧面P2，更在电极结构120的第二区段S2(标示于图3)覆盖顶面P1的边缘F及侧面P2。即，电极结构120的各电极122的顶面P1的边缘F及侧面P2完全被绝缘层160覆盖。但本发明不对绝缘层160的分布范围加以限制，以下藉由附图对此举例说明。
图7是本发明另一实施例的生物试片的俯视图。图7的绝缘衬底210、电极结构220、电极222、凹口232、第一区段S1’、第二区段S2’的配置与作用方式类似图3的绝缘衬底110、电极结构120、电极122、凹口132、第一区段S1、第二区段S2的配置与作用方式，于此不再赘述。图7所示实施例与图3所示实施例的不同处在于，绝缘层260仅在第一区段S1’覆盖电极结构220的顶面的边缘及侧面，且绝缘层260更覆盖绝缘衬底210被凹口232暴露的部分。
图8是本发明另一实施例的生物试片的俯视图。图8的绝缘衬底310、电极结构320、电极322、凹口332、第一区段S1”、第二区段S2”的配置与作用方式类似图3的绝缘衬底110、电极结构120、电极122、凹口132、第一区段S1、第二区段S2的配置与作用方式，于此不再赘述。图8所示实施例与图3所示实施例的不同处在于，绝缘层360更覆盖绝缘衬底310被凹口332暴露的部分、绝缘衬底310在凹口332处以外的部分及电极结构320在凹口332处以外的部分。即，绝缘层360仅暴露出凹口332处用以接触样品及反应层的局部电极结构220及用以连接测量仪(如图6所示的生物测量仪10)的局部电极结构220(标号322所指处)。
综上所述，在本发明的生物试片中，绝缘层覆盖了电极结构的顶面的边缘且覆盖了电极结构的侧面。即，电极结构仅藉其顶面未被绝缘层覆盖的部分来接触反应物。据此，即使电极结构的侧面具有毛边、电极结构的顶面的边缘具有斜角、电极结构的侧面产生剥离现象或屏蔽现象而使电极结构的顶面及侧面的表面积产生非预期的变化，其并不会导致电极结构与反应物的接触面积非为预期值，而可有效提升检测结果的准确性。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，均在本发明范围内。
Claims (10)
1.一种生物试片，其特征在于，包括：
绝缘衬底；
电极结构，配置于所述绝缘衬底上且具有至少一顶面及至少一侧面，其中所述侧面连接于所述顶面的至少一边缘与所述绝缘衬底之间；
第一绝缘隔片，配置于所述绝缘衬底上且部分地遮盖所述电极结构，其中所述第一绝缘隔片具有凹口，所述凹口暴露所述电极结构的第一区段；以及
绝缘层，在所述电极结构的所述第一区段覆盖所述顶面的所述边缘及所述侧面。
2.根据权利要求1所述的生物试片，其特征在于，所述顶面的所述边缘与所述侧面的交界处被所述绝缘层覆盖。
3.根据权利要求1所述的生物试片，其特征在于，所述绝缘层接触所述顶面的所述边缘及所述侧面。
4.根据权利要求1所述的生物试片，其特征在于，所述电极结构的第二区段被所述第一绝缘隔片遮盖，所述绝缘层在所述电极结构的所述第二区段覆盖所述顶面的所述边缘及所述侧面。
5.根据权利要求1所述的生物试片，其特征在于，所述绝缘层覆盖所述绝缘衬底被所述凹口暴露的部分。
6.根据权利要求1所述的生物试片，其特征在于，所述绝缘层覆盖所述绝缘衬底被所述凹口暴露的部分、所述绝缘衬底在所述凹口处以外的部分及所述电极结构在所述凹口处以外的部分。
7.根据权利要求1所述的生物试片，其特征在于，包括反应层，其中所述反应层配置于所述凹口内。
8.根据权利要求1所述的生物试片，其特征在于，包括第二绝缘隔片，其中所述第二绝缘隔片配置于所述第一绝缘隔片上且遮盖所述凹口。
9.根据权利要求8所述的生物试片，其特征在于，所述第二绝缘隔片的表面朝向所述绝缘衬底，所述表面在所述凹口处的材质包括亲水性材料。
10.根据权利要求8所述的生物试片，其特征在于，所述第二绝缘隔片具有通气孔，所述通气孔对位于所述凹口。
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