CN115406946B - 一次性即时检测卡片及传感器芯片的po2电极制备方法 - Google Patents

一次性即时检测卡片及传感器芯片的po2电极制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115406946B
CN115406946B CN202210984159.6A CN202210984159A CN115406946B CN 115406946 B CN115406946 B CN 115406946B CN 202210984159 A CN202210984159 A CN 202210984159A CN 115406946 B CN115406946 B CN 115406946B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
sensor chip
flow path
paste
insulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210984159.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115406946A (zh
Inventor
王鹏
张国联
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
B&e Bio Technology Co ltd
Original Assignee
B&e Bio Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by B&e Bio Technology Co ltd filed Critical B&e Bio Technology Co ltd
Priority to CN202210984159.6A priority Critical patent/CN115406946B/zh
Publication of CN115406946A publication Critical patent/CN115406946A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115406946B publication Critical patent/CN115406946B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00—Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/12—Stencil printing; Silk-screen printing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种一次性即时检测卡片及传感器芯片的PO2电极制备方法。采用厚膜丝网印刷工艺，在绝缘基板上印刷导电浆料和绝缘浆料，形成导电层和绝缘层，以构成PO2电极的工作电极和对电极；将预先制备的氧电极抗干扰膜溶液涂覆于所述工作电极上并予以干燥，形成进行PO2测试的所述PO2电极。通过上述方式，采用低成本的银浆涂料，利用厚膜丝网印刷技术制作PO2电极，避免了复杂的芯片制作工艺，降低了生产成本。也即，在不影响传感器芯片性能的情况下，使用常见的低成本生产原料和生产工艺生产传感器芯片，降低了一次性即时检测卡片中传感器芯片的生产成本。

Description

一次性即时检测卡片及传感器芯片的PO2电极制备方法
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种一次性即时检测卡片及传感器芯片的PO2电极制备方法。
背景技术
即时检验(POCT)指在病人旁边进行的临床检测及床边检测，其在提供准确结果的同时，极大地缩短了样本周转的时间(TAT)，因此被广泛应用于多种场景中。基于一次性即时检测卡片的干式血气电解质分析仪，属于POCT设备的一种。它不需要特殊的试剂包，不需要对仪器进行特别维护管理和特殊的操作要求，并且可以在短时间内完成pH、PCO2、PO2等参数的测试。在这些测定参数当中，作为氧气分压的PO2是反映患者的呼吸状态的重要指标，是血气分析仪中必不可少的参数之一。溶液中的PO2的测试通常是利用氧气分子在传感器芯片上的还原反应来实现的。具体地，在传感器芯片的工作电极和对电极之间施加一个电压，溶液中的氧气分子达到工作电极时，会在电极上被还原，从而在两电极间产生还原电流，该电流与氧气的浓度成正比，因此通过对电流测试可检测PO2。
在传统的传感器芯片里，PO2电极的工作电极一般采用的是具有较高导电性和较强化学惰性的铂、金等贵金属，传感器芯片采用半导体光刻技术或柔性线路板技术，都是采用金作为电极的导电基底。由于贵金属需要利用电镀、化学镀、蒸汽喷涂等手段来实现金基底电极的制作，由此，不仅制备材料成本高，而且生产工艺复杂，使整个传感器芯片的生产成本提高。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种一次性即时检测卡片及传感器芯片的PO2电极制备方法，旨在解决现有一次性即时检测卡片中传感器芯片上的PO2电极的电极材料成本高、生产工艺复杂，导致的传感器芯片的生产成本高的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法，所述一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法，包括如下步骤：
采用厚膜丝网印刷工艺，在绝缘基板上印刷导电浆料和绝缘浆料，形成导电层和绝缘层，以构成PO2电极的工作电极和对电极；
将预先制备的氧电极抗干扰膜溶液涂覆于所述工作电极上并予以干燥，形成进行PO2测试的所述PO2电极。
进一步地，所述工作电极和所述对电极均为银。
进一步地，所述氧电极抗干扰膜溶液的质量浓度为0.1％至20％，通过至少一种高分子聚合物均匀混合得到。
进一步地，在厚膜丝网印刷工艺在所述绝缘基板上印刷导电银浆，形成银工作电极，所述工作电极的银层厚度为1至100微米。
进一步地，在厚膜丝网印刷工艺印刷导电银浆和绝缘浆形成银工作电极，所述工作电极的面积为0.0001至4平方毫米。
进一步地，所述在绝缘基板上印刷导电浆料和绝缘浆料，形成导电层和绝缘层之后，所述方法还包括：
采用丝网印刷工艺在所述绝缘基板上印刷碳浆，所述碳浆和所述绝缘浆料之间合为形成容置槽，所述容置槽内涂抹待测试项目对应的活性物质，形成至少一项所述待测试项目的电极，以得到多项目的一次性即时检测的所述传感器芯片。
此外，本发明还提供一种基于上述一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法制备得到的一种一次性即时检测卡片。
所述一次性即时检测卡片至少包括标准液微囊、基板模块、传感器芯片，其中，所述传感器芯片采用上述的一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法制备得到。
进一步地，所述标准液微囊中存储有定标液；
所述基板模块上设置有收容所述标准液微囊的凹槽，所述凹槽的壁体内设有一组透气孔，所述透气孔内均安装有第一止溢滤芯；所述凹槽内的空气从所述第一止溢滤芯通过后从所述透气孔排出；所述基板模块上包含有与所述凹槽连通的微流路，所述微流路供定标液流动；以及
所述传感器芯片与所述基板模块之间设置有分支流路，定标液通过所述微流路及所述分支流路流动至所述传感器芯片上，并覆盖所述传感器芯片上设置的电极，以对电极进行活化处理；活化处理后，注入待检测样本至所述电极以进行样本测试。
进一步地，所述凹槽与所述微流路相连的部分以及所述分支流路中设有空气阱，定标液沿着所述微流路和所述分支流路流出时，定标液中的气泡被所述空气阱截流。
本发明提出的一次性即时检测卡片及传感器芯片的PO2电极制备方法，通过采用厚膜丝网印刷工艺，在绝缘基板上印刷导电浆料、碳浆和绝缘浆料，形成导电层和绝缘层，构成PO2电极的工作电极和对电极；将预先制备的氧电极抗干扰膜溶液涂覆于所述工作电极上并予以干燥，形成进行PO2测试的所述PO2电极。
本发明采用低成本的银浆涂料，利用厚膜丝网印刷技术制作PO2电极，避免了复杂的芯片制作工艺，降低了生产成本。也即，在不影响传感器芯片性能的情况下，使用常见的低成本生产原料和生产工艺生产传感器芯片，降低了一次性即时检测卡片中传感器芯片的生产成本。实验结果表明：PO2电极中工作电极的银层厚度为5～20um时，PO2电极的线性范围宽，实用性最佳；PO2电极中工作电极的面积为0.001～0.5mm2时，PO2电极的浓度响应范围广，实用性最佳。本发明提供的传感器芯片的PO2电极的测试线性范围为0～700mmHg，满足实际需要。
附图说明
图1是本发明一种一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法一实施例的流程示意图；
图2是本发明一种一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法一实施例中传感器芯片线路示意图；
图3是本发明一种一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法一实施例中传感器芯片外观示意图；
图4是本发明一种一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法一实施例中PO2电极的工作电极银层厚度与电流比关系的示意图；
图5是本发明一种一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法一实施例中PO2电极的工作电极面积与电流比关系的示意图；
图6是本发明一种一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法一实施例中PO2电极的有无抗干扰膜的比较示意图；
图7为本发明中一次性即时检测卡片一实施例的结构示意图；
图8为本发明中一次性即时检测卡片的一实施例中基板模块的结构示意图；
图9为本发明中一次性即时检测卡片的一实施例中基板模块A-A处的剖视图；
图10为本发明一种一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法一实施例中PO2电极的响应曲线测试示意图；
图11为本发明一种一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法一实施例中PO2电极的线性范围测试示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
10 标准液微囊 20 基板模块
21 凹槽 23 第一止溢滤芯
24 微流路 25 透气孔
26 穿孔 27 第二止溢滤芯
28 空气阱 30 传感器芯片
22 第三止溢滤芯 29 流通孔
40 薄膜标签 50 进样区
60 废液存储区 70 加热碳膜
100 一次性即时检测卡片 51 密封盖
80 突起 101 绝缘基板
102 导电银浆 103 绝缘浆料
104 工作电极 105 对电极
106 AgCl层 107 碳浆
108 容置槽
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，图1为本发明一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法第一实施例的流程示意图。
本发明实施例提供了一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法的实施例。需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本实施例一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法包括：
步骤S100，采用厚膜丝网印刷工艺，在绝缘基板上印刷导电银浆、碳浆和绝缘浆料，形成导电层和绝缘层，以构成PO2电极的工作电极和对电极。
参考图2-图3，传感器芯片的制备采用厚膜丝网印刷工艺(以下简称丝印)，在绝缘基板101上印刷导电银浆102、绝缘浆料103，形成导电层和绝缘层，由绝缘层和导电层构成工作电极104和对电极105，由工作电极104和对电极105形成PO2电极，通过在工作电极104和对电极105之间一个负的电压使氧气分子还原而产生还原电流，以实现通过对电流测试来检测PO2。
需要说明的是，导电层和绝缘层均通过丝印工艺得到。在进行绝缘层印刷时，通过丝印版上的预留孔使得印刷绝缘层后，导电层的一部分预留孔裸露在绝缘层外，进而形成工作电极、对电极。
其中，绝缘基板101是通过PET材料制备得到。
进一步地，工作电极104和对电极105均为银材料。
在PO2测定时，只需要在工作电极104和对电极105之间施加一个负的电压使氧气分子还原而产生还原电流。不同于传统的多数生物电极中的正电压。在这种负电压(通常为-0.1V至-0.5V)下，不会导致银材料本身的氧化还原反应使材料消耗，也不会产生电流干扰。因此，银可以作为PO2电极材料来代替贵金属铂、金等。
进一步地，工作电极104可以采用丝网印刷工艺制备于绝缘基板上，也可以根据需要利用丝印好的其他银基底电极，如已丝印至绝缘基板上的导电银浆层。
需要说明的是，对电极105也可以用丝印的银层。
进一步地，所述采用厚膜丝网印刷工艺，在绝缘基板上印刷导电浆料，包括：
采用厚膜丝网印刷工艺在所述绝缘基板上印刷导电银浆，形成银工作电极，所述工作电极的银层厚度为1至100微米。
经研究发现，丝印的工作电极的厚度会影响电极的性能。当银层太薄时，可能会出现短路而造成失败，而银层太厚则会造成凸起，从而使后续制备工艺不便操作，造成电极的均匀性变差而影响测试结果的稳定性，一般的厚度范围是1～100um。
具体地，从1～100um中选择丝印厚度为10um、20um、50um(面积为0.2mmX0.4mm)的PO2电极，各10块制作成电极测试卡，用雷度ABL-9血气分析仪对血液样品进行比对测试。
参照图4，厚度1(50um)的时候，电极的电流比(电流比＝样本电流：校准液电流)比较小，而且误差大，线性范围窄。相反的，电极面积较小的时候(厚度2＝20um，厚度3＝10um)，电流比大，而且误差小，线性范围宽。
实验结果表明，工作电极的丝印厚度为10um和20um较好，以10um为最佳。因此，在丝印制作PO2电极时，在确保不断线和印刷精度的前提下，电极印刷厚度小，则其实用性高。
则优选的，工作电极的厚度范围是5-20um。
进一步地，在厚膜丝网印刷工艺印刷导电银浆和绝缘浆形成银工作电极，所述工作电极的面积为0.0001至4平方毫米。
经研究还发现，丝印的工作电极的面积会影响电极的性能，当工作电极的面积过大时，PO2浓度的线性范围明显缩短。面积小时，会有利于电极性能的发挥，但相应的对于印刷工艺要求高。一般工作电极的面积范围是0.0001-4mm2。
具体地，从积范围是0.0001-4mm2中选择丝印面积分别为0.05mm2、0.18mm2、3.14mm2(丝印厚度为10um)的PO2电极，各10块制作成电极测试卡，用雷度ABL-9血气分析仪对血液样品进行比对测试。
参照图5，工作电极的面积较大时(比如面积1＝3.14mm2)，其电极的电流比(电流比＝样本电流：校准液电流)在低浓度时较大、而在高浓度时则较小，线性范围相对较窄；相反的，在工作电极的面积较小时，低浓度时电流比低，高浓度时电流比高，其具备较广的浓度响应范围。
实验结果表明，工作电极的面积2(0.18mm2)和面积3(0.05mm2)时较好，以面积3尤为理想。因此，在丝印制作PO2电极时，在确保不断线和印刷精度的前提下，电极面积小，则其实用性高。
则优选的，工作电极的面积范围是0.001-0.5mm2。
步骤S200，将预先制备的氧电极抗干扰膜溶液涂覆于所述工作电极上并予以干燥，形成进行PO2测试的所述PO2电极。
对于测定生物样本，比如血液中的PO2时，需要考虑血液其他成分，如血球蛋白质等的影响。因此，需要在工作电极上涂覆氧电极抗干扰膜溶液，在室温下干燥后形成氧电极抗干扰膜。也即，在PO2电极的工作电极上覆盖一层氧电极抗干扰膜，即允许氧气分子、水分子及部分离子通过，而阻止细胞及大分子通过。因此，PO2电极的工作电极上覆盖一层氧电极抗干扰膜能够有效的排除其他成分的干扰。
具体地，将预先制备的氧电极抗干扰膜溶液涂覆于工作电极上并使其干燥。涂覆的工作电极与对电极形成PO2电极，PO2电极用于PO2测试。
进一步地，所述氧电极抗干扰膜溶液的质量浓度为0.1％至20％，通过至少一种高分子聚合物均匀混合得到。
抗干扰膜的成分可以是以下系列材料中的一种或几种的混合物，该材料是指高分子聚合物，如聚氨酯，聚乙烯醇，聚乙酸酯，硅胶，羟甲基纤维素，聚壳糖等。
具体地，氧电极抗干扰膜优选为聚乙烯醇、硅橡胶、聚氨酯、其他高分子聚合物中的一种或几种的混合物，配制成0.1％～20％浓度的溶液，通过点胶机将溶液均匀的涂覆在PO2电极的银质的工作电极上，室温下干燥后制成有氧电极抗干扰膜的测试卡片。
进一步地，用雷度ABL-9血气分析仪对血液样品进行比对测试，其中的一次性即时检测卡片的传感器芯片使用有氧电极干扰膜和无氧电极干扰膜进行比对。
参照图6，没有氧电极抗干扰膜的测试结果跟对照法ABL-9的相关系数是R＝0.867(n＝12)；而有氧电极抗干扰膜的相关系数则是R＝0.995(n＝12)。
实验结果表明，有氧电极抗干扰膜的情况下确保了PO2电极的抗干扰能力，提高了实用性。
在本实施例中，通过采用厚膜丝网印刷工艺，在绝缘基板上印刷导电浆料和绝缘浆料，形成导电层和绝缘层，以构成PO2电极的工作电极和对电极；将预先制备的氧电极抗干扰膜溶液涂覆于所述工作电极上并予以干燥，形成进行PO2测试的所述PO2电极。本发明采用低成本的银浆涂料，利用厚膜丝网印刷技术制作PO2电极，避免了复杂的芯片制作工艺，降低了生产成本，也即，在不影响传感器芯片性能的情况下，使用常见的低成本生产原料和生产工艺生产传感器芯片，降低了一次性即时检测卡片中传感器芯片的生产成本。实验结果表明：传感器芯片中PO2电极中工作电极的厚度为5～20um，PO2电极的线性范围宽，实用性最佳；PO2电极中工作电极的面积为0.001～0.5mm2，PO2电极的浓度响应范围广，实用性最佳；有氧电极抗干扰膜的情况下确保了PO2电极的抗干扰能力，提高了实用性。
基于上述第一实施例，本申请还提供另一实施例，在该实施例中，参照图3-图4，所述在绝缘基板上印刷导电银浆和绝缘浆料，形成导电层和绝缘层之后，所述方法包括：
采用丝网印刷工艺在所述绝缘基板上印刷碳浆，所述碳浆和所述绝缘浆料之间合围形成容置槽，所述容置槽内涂抹待测试项目对应的活性物质，形成至少一项所述待测试项目的电极，以得到多项目一次性即时检测的所述传感器芯片。
在本实施例中，采用同一丝印工艺，在银基底电极上采用丝印工艺涂布AgCl层106作为参比电极。在测试过程中，一次性即时检测卡片中用于活化的定标液覆盖参比电极时，将参比电极同步活化，以在测试过程中提供标准电位。
同时，可以生产包括PO2在内的多项目一次性即时测试卡片。具体地，根据不同测试项目的需求，采用丝网印刷工艺在绝缘基板上印刷碳浆107，绝缘浆料103和碳浆107之间合围形成容置槽108，容置槽108内可涂膜，通过涂抹待测试项目对应的活性物质，制作pH、PCO2、Na、K、Ca、Hct、Glu或Lac电极。配合前述AgCl参比电极106，实现除PO2检测之外对pH、PCO2、钾离子、钠离子等多参数的测试。
因此，通过简单的丝印工艺，实现多项目一次性即时检测的需求，提高了该一次性即时检测卡片的实用性。
基于上述第一实施例或第二实施例，本申请还提供另一实施例，参照图7-图9。在该实施例中，所述一次性即时检测卡片由标准液微囊、基板模块、传感器芯片等组成。其中，所述传感器芯片采用上述的一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法制备得到。
标准液微囊10，所述标准液微囊中存储有定标液；
基板模块20，所述基板模块20上设置有收容所述标准液微囊10的凹槽21，所述凹槽21的壁体内设有一组透气孔25，所述透气孔25内均安装有第一止溢滤芯23，所述凹槽21内的空气通过所述第一止溢滤芯23通过后从所述透气孔25排出，所述基板模块20上包含有与所述凹槽21连通的微流路24，所述微流路24供定标液流动；以及
传感器芯片30，所述传感器芯片30与所述基板模块20之间设置有分支流路，定标液通过所述微流路24及所述分支流路流动至所述传感器芯片30上，所述传感器芯片30上设置有电极，定标液流动覆盖所述电极，以对电极进行活化处理，活化处理后，待检测样本流经所述电极以进行样本测试。
在本实施例中，通过在所述基板模块20中设置第一止溢滤芯23，在标准液微囊10受到挤压而内部的定标液流出至传感器芯片30时，通过第一止溢滤芯23有效的排除定标液流出时夹杂的空气或气泡。也能够去除初期凹槽21内气体，防止了气体混入对样本检测的影响，提高了一次性即时检测卡片的实用性。
详细地，标准液微囊10受到挤压破裂而使内部的定标液流出时，定标液从标准液微囊10流入凹槽21内。凹槽21内壁体设置有一组透气孔25，透气孔25内设置有空气能透过而水溶液却封闭的第一止溢滤芯23。初期凹槽21内的气体经过透气孔25中的第一止溢滤芯23排出一次性即时检测卡片外。在定标液与第一止溢滤芯23接触时，第一止溢滤芯23立即封闭而不透气不透液体，实现透气到封闭状态的转换，避免定标液挤出时带出空气影响样本测试。
需要说明的是，基板模块20可以是ABS、PC或PP等材料。
在一实施例中，凹槽21内壁体设置的透气孔的数量可以为一个，也可以为两个，或两个以上，所述透气孔内均安装有所述第一止溢滤芯。
详细地，凹槽21壁体内设置有一个或多个透气孔25，在透气孔25内设置有空气能透过而水溶液却封闭的第一止溢滤芯23。当标准液微囊10被挤压而破裂时，标准液微囊10与基板模块20之间的狭缝里的空气会通过透气孔25中的第一止溢滤芯23排出。当定标液接触到第一止溢滤芯23时，第一止溢滤芯23立即封闭而不透气不透液体，保证定标液流出时不夹带空气或少夹带空气。
需要说明的是，透气孔25的设定数量根据制造成本和排气效率均衡确定。优选地，透气孔25的数量为两个，则第一止溢滤芯23的数量同步为两个。此状态下，制造成本适中，且透气孔25和第一止溢滤芯23对气体的排出效率最佳。
为了更好的排除掉凹槽21内初期存在的气体或空气，所述第一止溢滤芯23安装的位置高于所述凹槽21的底部。
详细地，第一止溢滤芯23安装于所述凹槽21中，第一止溢滤芯23在所述凹槽21内的安装位置高于所述凹槽21的底部，在标准液微囊10内的定标液流出至凹槽10时，随着凹槽10内的定标液的液面逐渐升高，与第一止溢滤芯23接触，则第一止溢滤芯23封闭，防止定标液外漏。
在一实施例中，所述一次性即时检测卡片还包括薄膜标签40，所述薄膜标签40与所述基板模块20粘合，形成所述微流路24。所述传感器芯片30与所述基板模块20之间设置有分支流路。
详细地，一次性即时检测卡片100还包括薄膜标签40，薄膜标签40与基板模块20粘合形成微流路24。微流路24的一端与凹槽21连通，微流路24的另一端与分支流路连通，分支流路与传感器芯片30连通，以供定标液通过微流路24、分支流路从凹槽21流通至传感器芯片30上，实现电极的覆盖，且进行电极活化的过程。
在一实施例中，所述分支流路中设置有穿孔26，所述穿孔26内安装有第二止溢滤芯27，定标液从所述分支流路进入所述电极时，空气从所述第二止溢滤芯27排出。
详细地，在传感器芯片30与基板模块20之间设置的分支流路中设置有一个或多个穿孔26，穿孔26中安装有空气能够透过而水溶液却封闭的第二止溢滤芯27，第二止溢滤芯27能够防止液体外漏。当标准液微囊10被挤压刺破时，定标液流入基板模块20的微流路24，并经过分支流路流至传感器芯片30覆盖电极时，将空气从第二止溢滤芯27排出，而当定标液接触第二止溢滤芯时27立即密封阻止定标液流出。如此，定标液接触传感器芯片30上的参比电极106形成一个稳定的电极，为后续样本测试提供基础，且防止了气体及样本的混入对样本检测的影响，提高一次性即时检测卡片的实用性。
在一实施例中，所述分支流路末端设置有废液存储区60，在所述废液存储区60的一端安装有流通孔29，在所述流通孔29内安装有第三止溢滤芯22。当使用后的定标液和所述待检测样本的废液从所述微流路流入所述废液存储区60时，空气从所述第三止溢滤芯22排出，而所述废液被封闭在所述废液存储区60内。
详细地，在基板模块20上设置有废液存储区60，废液存储区60用于存储使用后的定标液和使用后的待检测样本形成的废液，进而废液存储区60与分支流通连通。因此，使用后的废液可以经过分支流路流通至废液存储区60内。在废液存储区60内设置有流通孔29，在流通孔29内安装有第三止溢滤芯22。废液从微流路流入废液存储区60时，会将废液中的空气排出，具体地，废液中空气通过第三止溢滤芯22排出，废液封闭在废液存储区60内。
需要说明的是，第一止溢滤芯23，第二止溢滤芯27及第三止溢滤芯22可以是同一种材料，可以由陶瓷材料制备得到，也可以是由有机高分子材料制成。
需要说明的是，第一止溢滤芯23，与第二止溢滤芯27及第三止溢滤芯22的形状分别与透气孔25、穿孔26，流通孔29的形状适配，以实现定标准液微囊10与凹槽间的气体或空气以及流路中气体通过的作用。其形状可以是球型，还可以是椭圆形。
在一实施例中，所述凹槽21与所述微流路24相连的部分以及所述分支流路中设有空气阱28，定标液沿着所述微流路24和所述分支流路流出时，定标液中的气泡被所述空气阱28截流。
详细地，凹槽21与微流路24相连的部分设置有空气阱28，或在传感器芯片30与基板模块20之间设置的分支流路内设置有空气阱28。当标准液微囊受到挤压，定标液沿着微流路24流出时，可能会带有气泡，这些气泡经过空气阱28时会被截流，以防止空气对样本测试的影响。
需要说明的是，所述空气阱28可以是一个或多个，所述空气阱可以具有多个分叉口，其中一个所述分叉口与所述传感器芯片相通。
详细地，定标液在通过凹槽21流动至微流路24时，经过空气阱28将空气截流，或在通过微流路24流通至传感器芯片30上时，经过空气阱28将空气或气体截流。
在一实施例中，空气阱28的形状可以是圆形、方形等，空气阱28是在基板模块20的微流路24上形成，也可以是与其他部件组成。其中，其他部件是指背胶或两面胶等。
在一实施例中，所述基板模块20上还设置有进样区50，所述进样区50顶部安装有密封盖51，所述待检测样本从所述进样区50注入至检测卡中进行样本测试。
详细地，基板模块20的一侧设置有进样区50，在进样区50上安装有对进样区50进行密封的密封盖51。在电极活化过程完成后，与一次性即时检测卡片连接的仪器提示注入待检测样本，则打开密封盖51，将待检测样本从进样区50注入至检测卡中。待测样本沿着微流路24流至传感器芯片30上的电极。定标液和待检测样本产生的电信号通过导电线路引出，由仪器进行数据处理和分析，完成不同待检测样本的测试。测试时产生的废液流入废液存储区60内存储。
需要说明的是，一次性即时检测卡片与血气分析仪配套使用，完成血气、电解质、生化等项目的检测。
在一实施例中，所述一次性即时检测卡片100还包括加热碳膜70。对所述加热碳膜70施加电压使加热碳膜升温以对传感器芯片30加热，使所述传感器芯片30在恒温下进行定标和样本测试。
详细地，一次性即时检测卡片100还包括加热碳膜70。加热碳膜70、传感器芯片30、及基板模块20之间分别采用双面胶进行粘合。仪器对加热碳膜70施加电压使其升温以对传感器芯片30加热，同步温度测试进行温度控制，使传感器芯片的温度稳定在某一范围内进行定标和样本测试，即样本测试过程在指定的温度下或恒温下进行。
需要说明的是，加热碳膜可以是利用丝印技术印制而成的碳膜，温度检测过程可以用接触式温度传感器或非接触式温度传感器实现。优选地，通过一个红外温度传感器实时监控温度变化，以使传感器芯片30在恒温下进行定标和样本测试。
在一实施例中，所述凹槽中安装有突起80，所述突起80位于所述标准液微囊10下侧位置，所述突起80为针状，对其施加压力以刺破所述标准液微囊，使定标液流出。
具体地，从上至下由薄膜标签40、标准液微囊10、基板模块20、传感器芯片30、加热碳膜70组成一次性即时检测卡片100。测试时，将一次性即时检测卡片100插入血气分析仪后，血气分析仪器内部机械运动结构自动挤压标准液微囊10，标准液微囊10上的定标液进入凹槽21，起初凹槽21内的空气经过透气孔25和第一止溢滤芯23排出。随着定标液的注入，凹槽21内液面升高，当定标液的液面与第一止溢滤芯23接触时，第一止溢滤芯23封闭，实现透气到封闭状态的转换，避免标准液微囊10内的定标液挤出时带出空气影响测试。仪器内部机械运动结构继续挤压标准液微囊10，定标液沿着微流路24流经空气阱28，可实现对定标液中可能混有的气泡进行截流。在定标液与传感器芯片30中的电极接触时，进行电极活化过程。
其后，定标液继续在微流路24、分支流路中流动，覆盖电极。在此过程中，空气通过含有第二止溢滤芯27的穿孔26排至一次性即时检测卡片外。当定标液继续流动至分支流路的末端时，定标液与第二止溢滤芯27接触后停止流动。传感器芯片30上的参比电极106在卡片测量过程中提供稳定电位。
电极活化过程完成后，血气分析仪器提示注入待检测样本。待检测样本从进样区50注入即时检测卡片中，并沿着微流路24、分支流路流经传感器芯片30上的电极。定标液和待检测样本产生的电信号通过导电线路引出，由血气分析仪器进行数据处理和分析，完成不同待检测样本的测试。从一次性即时检测卡片插入仪器时开始，仪器对加热碳膜70施加电压使其升温加热传感器芯片30，然后通过一个红外线温度传感器实时监控温度变化，使传感器芯片30温度稳定在某一范围内进行定标和样本测试。
进一步地，基于上述第一实施例、第二实施例或第三实施例，本申请还提供另一实施例，对使用本发明一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法制备的PO2电极进行响应性能测试。具体测试过程如下：
将加热碳膜、传感器芯片和基板模块等组件组成的上述的一次性即时检测卡片插入i-Check手持式血气分析仪后，仪器自动挤压标准液微囊，标准液进入电极传感器区域并升温至37℃。
如图10所示，120s左右完成电极活化过程，仪器提示可以开始注入样本。注入样本后约60s仪器完成PO2电极及其他测试项目的响应信号的检测及报告结果。
进一步地，对使用本发明一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法制备的PO2电极进行线性范围测试。具体测试过程如下：
配制不同氧分压的血液样本，使用雷度仪器公司的ABL-9测试PO2浓度值作为理论值，上述的一次性即时检测卡片与i-Check血气分析仪配套使用，测试上述样本得到测试值，两组数值作图，进行线性拟合。
如图11所示，线性拟合后PO2电极的线性范围为0～700mmHg。
综合上述各种测试，使用本发明一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法制备的传感器芯片，采用低成本的银浆涂料，利用厚膜丝网印刷技术制作PO2电极，避免复杂的芯片制作工艺，降低生产成本的同时，也能够保障传感器的正常使用，达到现有的测试功能，且通过测试得到该传感器芯片的响应性能和线性范围的相关数据，为测试提供了基础支持。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种一次性即时检测卡片，其特征在于：所述一次性即时检测卡片至少由标准液微囊、基板模块、传感器芯片组成，其中，所述传感器芯片采用一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法制备得到；
所述一次性即时检测卡片中传感器芯片的PO2电极制备方法，包括如下步骤：采用厚膜丝网印刷工艺，在绝缘基板上印刷导电银浆和绝缘浆料，形成银导电层和绝缘层，以构成PO2电极的工作电极和对电极；将预先制备的氧电极抗干扰膜溶液涂覆于所述工作电极上并予以干燥，形成进行PO2测试的所述PO2电极；
所述标准液微囊中存储有定标液；
所述基板模块上设置有收容所述标准液微囊的凹槽，所述凹槽的壁体内设有一组透气孔，所述透气孔内均安装有第一止溢滤芯；所述凹槽内的空气从所述第一止溢滤芯通过后从所述透气孔排出；所述基板模块上包含有与所述凹槽连通的微流路，所述微流路供定标液流动；以及
所述传感器芯片与所述基板模块之间设置有分支流路，定标液通过所述微流路及所述分支流路流动至所述传感器芯片上，并覆盖所述传感器芯片上设置的电极，以对电极进行活化处理；活化处理后，注入待检测样本至所述电极以进行样本测试。
2.如权利要求1所述的一种一次性即时检测卡片，其特征在于，所述凹槽与所述微流路相连的部分以及所述分支流路中设有空气阱，定标液沿着所述微流路和所述分支流路流出时，定标液中的气泡被所述空气阱截流。
3.如权利要求1所述的一种一次性即时检测卡片，其特征在于，所述氧电极抗干扰膜溶液的质量浓度为0.1％至20％，通过至少一种高分子聚合物均匀混合得到。
4.如权利要求1所述的一种一次性即时检测卡片，其特征在于，在厚膜丝网印刷工艺在所述绝缘基板上印刷导电银浆形成银工作电极，所述工作电极的银层厚度为1至100微米。
5.如权利要求1所述的一种一次性即时检测卡片，其特征在于，在厚膜丝网印刷工艺印刷导电银浆和绝缘浆形成银工作电极，所述工作电极的面积为0.0001至4平方毫米。
6.如权利要求1所述的一种一次性即时检测卡片，其特征在于，在绝缘基板上印刷导电银浆和绝缘浆料，形成银导电层和绝缘层之后，所述方法还包括：
采用丝网印刷工艺在所述绝缘基板上印刷碳浆，所述碳浆和所述绝缘浆料之间合围形成容置槽，所述容置槽内涂抹待测试项目对应的活性物质，形成至少一项所述待测试项目的电极，以得到多项目一次性即时检测的所述传感器芯片。
CN202210984159.6A 2022-08-16 2022-08-16 一次性即时检测卡片及传感器芯片的po2电极制备方法 Active CN115406946B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210984159.6A CN115406946B (zh) 2022-08-16 2022-08-16 一次性即时检测卡片及传感器芯片的po2电极制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210984159.6A CN115406946B (zh) 2022-08-16 2022-08-16 一次性即时检测卡片及传感器芯片的po2电极制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115406946A CN115406946A (zh) 2022-11-29
CN115406946B true CN115406946B (zh) 2023-06-30

Family

ID=84159394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210984159.6A Active CN115406946B (zh) 2022-08-16 2022-08-16 一次性即时检测卡片及传感器芯片的po2电极制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115406946B (zh)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100352270B1 (ko) * 2000-10-19 2002-09-12 주식회사 아이센스 차동식 전위차법을 이용한 마이크로칩형 산소 기체센서
DE10353938A1 (de) * 2003-11-18 2005-06-23 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Sensorkarte zur Bestimmung von Analyten in Flüssigkeits- oder Gasproben und Verfahren zur Herstellung einer solchen Sensorkarte
CN100585392C (zh) * 2007-03-01 2010-01-27 嘉兴博泰生物科技发展有限公司 丝网印刷电极及制备工艺和传感器及检测方法
CN100570353C (zh) * 2007-06-29 2009-12-16 浙江大学 双通道自校准多参数快速全血生化分析传感器
CN104950021B (zh) * 2014-03-28 2018-04-17 无锡市申瑞生物制品有限公司 一种用于血铅检测的抛弃式丝网印刷传感器及其制作方法
CN107703287A (zh) * 2016-08-09 2018-02-16 烟台卓越生物技术有限责任公司 一种具有一次性测试卡检测功能的台式血气分析仪
CN108120755B (zh) * 2017-12-20 2020-11-17 深圳市国赛生物技术有限公司 检测装置及其应用
CN113358724B (zh) * 2021-04-27 2024-04-02 天津大学 一种用于连续血气检测的多参数检测阵列电化学传感器
CN113219029A (zh) * 2021-05-17 2021-08-06 山东卓越生物技术股份有限公司 一种基于微流控技术的参比电极

Also Published As

Publication number Publication date
CN115406946A (zh) 2022-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6787013B2 (en) Biosensor
US20180266972A1 (en) Sensor array
US6830668B2 (en) Small volume electrochemical sensor
Luo et al. A low temperature co-fired ceramic based microfluidic Clark-type oxygen sensor for real-time oxygen sensing
CN108120755B (zh) 检测装置及其应用
EP3421982B1 (en) Heterogeneous membrane reference electrodes
JP2001516040A (ja) 低容量電気化学センサー
EP0271101B1 (en) Reference electrode
US10514354B2 (en) Biosensor structures for improved point of care testing and methods of manufacture thereof
CN113125537B (zh) 一种可穿戴式汗液监测传感器及其制备方法
US10408784B2 (en) Determining blood glucose in a small volume sample receiving cavity and in a short time period
CN100504373C (zh) 电化学式感测试片与其制作方法
CN101520428A (zh) 电化学式感测方法与试片
CN115406946B (zh) 一次性即时检测卡片及传感器芯片的po2电极制备方法
CN218212752U (zh) 一次性即时检测卡片
CN215263243U (zh) 一种微电极集成传感芯片
WO2002099410A9 (en) Sensor device and method for indicating oxygen consumption
CN107917942B (zh) 一种电极系统及含有该电极系统的试条和仪器
CN113167760B (zh) 用于电化学测试条带中的电子门特征的系统和方法
CN115406947A (zh) 生物检测装置、生物芯片及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant