CN1289905C - 生物传感器、用于其的适配器及测量设备 - Google Patents

Abstract

一种面型生物传感器，其可通过一适配器容易地连接到一测量设备。生物传感器包括互相面对的一工作电极导线和一反电极导线。生物传感器通过适配器2插入到测量设备。一在适配器中的压下部分使第二反电极导线与第一反电极导线接触。

Description

生物传感器、用于其的适配器及测量设备

技术领域

本发明涉及一种生物传感器、适配器及用来快速和高精度地确定容纳在试样中的基质量的测量设备。

背景技术

已经研制了定量分析诸如蔗糖和葡萄糖等糖类的各种方法。这些方法包括偏振光计法、比色法、还原滴定分析法，以及利用各种色譜分离的方法。然而，由于这些方法不能精确地确定采样中的糖类的量，所以，它们的精度较差。例如，偏振光计法包括一简易的操作方法。然而，该方法的精度受操作时温度的影响极大。因此，偏振光计法是不适于用作普通人士在家中简单方便地确定糖类量的方法。

近年来，已研制了利用酶的特定催化活性的各种类型的生物传感器。例如，已知有利用葡萄糖氧化酶(EC1.1.3.4)(下文中缩写为GOD)作为酶，并利用一氧电极或一过氧化氢电极，以电化学方法来确定试样中的葡萄糖量。GOD以氧作为电子介体有选择地将作为基质的β-D-葡萄糖氧化成D-葡萄糖-δ-内酯。在有氧存在的情况下，氧被GOD在氧化的过程中还原成过氧化氢。用一氧电极测出的氧减少量，或用一过氧化氢电极测出过氧化氢的增加量。由于氧减少量或过氧化氢增加量正比于试样中所含的葡萄糖量，所以，从氧减少量或过氧化氢增加量可确定出葡萄糖的量。

在上述的方法中，利用酶反应的特异性，可高精度地确定试样中的葡萄糖量。然而，如从反应过程中所呈现的，测量结果具有这样的缺点，即，它们很大程度上受到试样中所含氧的浓度的影响。如果试样中不含有氧，就不可能进行测量。

因此，又研制了不使用氧作为电子介体，而是使用诸如铁氰化钾、二茂络铁衍生物、或苯醌衍生物之类的有机化合物或金属络合物作为电子介体的新型葡萄糖传感器。这些传感器具有一工作电极和一反电极。在这种类型的传感器中，由于酶发生反应而产生的电子介体的还原剂在工作电极上被氧化，从氧化电流量中可获得试样中所含葡萄糖的浓度。在反电极上，电子介体的氧化剂被还原，并进行产生电子介体的还原剂的反应。使用这种有机化合物或金属络合物作为电子介体以代替氧，通过输送规定的GOD量和电子介体，这可在稳定的条件下正确地在电极上形成一反应层，这样，可以高的精度实现葡萄糖的确定，而不受试样中氧浓度的影响。由于反应层包含酶，且电子介体也可在几乎干的状态下与电极系统成为一体，所以，基于这种技术的可处理型的葡萄糖传感器近年来引起极大的注意。其典型的实例是公开在日本特许公开No.平3-202764中的生物传感器。在该可处理型葡萄糖传感器中，传感器可拆卸地连接在测量设备上。使用该测量设备，通过将一试样引入到传感器，可容易地测量到葡萄糖的浓度。

在采用上述葡萄糖传感器的测量中，以几个微升量级的试样量可容易地确定试样中的基质浓度。然而，近年来，人们的兴趣在于研制能够测量微量(1μl或更低)试样的生物传感器。传统的电化学葡萄糖传感器是扁平型的生物传感器，其中电极系统设置在单一平面内。当以极微量的试样测试时，电极间的电荷传输(主要是离子传输)阻力的增加，可导致测量灵敏度的降低或测量结果的变化。

有人提出一种面型生物传感器，其中，工作电极和反电极设置在互相面对的位置。与传统的扁平型生物传感器相比，在该面型传感器中可以高精度和高灵敏度地确定包含在试样中的诸如葡萄糖之类的基质的量。例如，由于工作电极和反电极的布置处于互相面对的位置，所以，离子的传输可在工作电极和反电极之间顺利地进行。

然而，当面型传感器电气地连接于测量设备时，用来连接测量设备终端的导线的形状必须不同于面型生物传感器的导线的形状，这是因为工作电极和反电极不在同一平面内。例如，日本特许公开平11-352093公开一种面型生物传感器，其包括带有通孔以暴露工作电极导线和反电极导线的一工作电极基板和一反电极基板。诸导线沿前后反置的方向，即，工作电极导线面向反电极基板，而反电极导线面向工作电极基板。日本特许公开No.平9-159642公开一具有类似的前后反置方向布置的面型生物传感器，除了在工作电极基板和反电极基板上所形成的是切口部分、而非通孔。在这些生物传感器中，由于工作电极导线和反电极导线暴露在前后反置的方向，所以需要在测量设备侧上的用于工作电极导线和反电极导线的连接终端具有不同于导线不在前后反置的方向的扁平型生物传感器形状的特定形状。

日本特许公开No.平11-125618公开一种面型生物传感器，其包括一较长的下基板和一较短的上基板。下基板的端部不与上基板重叠。工作电极和反电极的导线部分形成在较长下基板的内侧。工作电极和反电极形成在较短的上基板上。两板间插入一粘结剂层或一隔片。工作电极和反电极通过粘结剂层和隔片，与相应的导线部分电气连通。再者，在测量设备侧的连接终端的形状可与扁平型生物传感器的相同，但它们要求诸导线形成在传感器侧，且这些导线穿过粘结剂层或隔片、基板等，因而使生产过程繁琐和复杂。

如上所述，在传统的面型生物传感器中，要求使传感器的导线或测量设备的连接终端的形状呈一不同于扁平型生物传感器的特定的形状。

因此，本发明的一个目的是提供一面型生物传感器，它具有简单的导线并可方便地连接到一测量设备上。

发明内容

本发明涉及一生物传感器，它具有第一基板和第二基板，两板之间设置有一试样馈给部分，所述生物传感器包括：形成在所述第一基板上且位于所述第一基板的面对所述第二基板的一侧上的一第一电极、一电气连接于第一电极的第一导线及一第二导线；以及形成在所述第二基板上且位于所述第二基板的面对所述第一基板的一侧上的一第二电极和一电气连接于第二电极的第三导线。所述第一电极或所述第二电极用作一工作电极，而另一电极则用作反电极；通过朝向另一基板压下所述第一基板和/或所述第二基板，使所述第二导线和所述第三导线互相电气接触。

一隔片件可设置在第一基板和第二基板之间以形成试样馈给部分。该生物传感器还可包括至少包含一种酶的反应剂，提供该反应剂以使反应剂的一部分暴露于试样馈给部分。

本发明的特征在于，第一电极、第一导线及第二导线设置在第一基板上且位于面对第二基板的一侧上；第二电极和第三导线设置在第二基板上且位于面对第一基板的一侧上。第一电极或第二电极可用作为一工作电极，而另一电极用作为反电极；通过朝向另一基板压下第一基板和/或第二基板，使第二导线和第三导线互相电气接触。

较佳地是，第三导线分成一个以上的部分，且生物传感器包括一根以上的第二导线。

此外，本发明涉及一种适配器，它包括：一用来连接到一测量设备的连接端口；一生物传感器插入其中的传感器槽，以及，一压下部分。所述生物传感器具有第一基板和第二基板，两板之间设置有一试样馈给部分，所述生物传感器包括：形成在所述第一基板上且位于所述第一基板的面对所述第二基板的一侧上的一第一电极、一电气连接于第一电极的第一导线及一第二导线；以及形成在所述第二基板上且位于所述第二基板的面对所述第一基板的一侧上的一第二电极和一电气连接于第二电极的第三导线；其中，所述第一电极或所述第二电极用作一工作电极，而另一电极则用作反电极；通过朝向另一基板压下所述第一基板和/或所述第二基板，使所述第二导线和所述第三导线互相电气接触。所述压下部分用于朝向另一基板压下所述第一基板或所述第二基板的至少一部分，以使所述第二导线和所述第三导线互相电气接触。

较佳地是，压下部分的一部分包括一弹性材料。

此外，本发明涉及一种测量设备，它包括一生物传感器。所述生物传感器具有第一基板和第二基板，两板之间设置有一试样馈给部分，所述生物传感器包括：形成在所述第一基板上且位于所述第一基板的面对所述第二基板的一侧上的一第一电极、一电气连接于第一电极的第一导线及一第二导线；以及形成在所述第二基板上且位于所述第二基板的面对所述第一基板的一侧上的一第二电极和一电气连接于第二电极的第三导线；其中，所述第一电极或所述第二电极用作一工作电极，而另一电极则用作反电极；通过朝向另一基板压下所述第一基板和/或所述第二基板，使所述第二导线和所述第三导线互相电气接触。该测量设备还包括一包括一压下部分的适配器，用于朝向另一基板压下所述第一基板或所述第二基板的至少一部分，以使所述第二导线和所述第三导线互相电气接触。该测量设备还包括一测量装置。

较佳的是，该测量设备包括一电气连接在生物传感器的第一电极上的第一终端，和至少一个分别电气连接在生物传感器的第二电极上的第二终端。较佳地是，上述测量设备包括多个第二终端。

此外，较佳地是，上述测量设备包括一用来测量第一终端和多个第二终端之间的电气变化的装置，一用来检测多个第二终端中的、电化学地连接于第一终端的第二终端的装置，一用来根据第二终端的数量和位置确定生物传感器的类型的装置，以及一用来根据生物传感器的类型修正测量结果的装置。

此外，本发明还涉及一种测量设备，它包括一用来接纳一生物传感器的传感器端口。所述生物传感器具有第一基板和第二基板，两板之间设置有一试样馈给部分，所述生物传感器包括：形成在所述第一基板上且位于所述第一基板的面对所述第二基板的一侧上的一第一电极、一电气连接于第一电极的第一导线及一第二导线；以及，形成在所述第二基板上且位于所述第二基板的面对所述第一基板的一侧上的一第二电极和一电气连接于第二电极的第三导线；其中，所述第一电极或所述第二电极用作一工作电极，而另一电极则用作反电极；通过朝向另一基板压下所述第一基板和/或所述第二基板，使所述第二导线和所述第三导线互相电气接触。该测量设备还包括：一压下部分，用于朝向另一基板压下所述第一基板或所述第二基板的至少一部分，以使所述第二导线和所述第三导线互相电气接触；一用来将所述生物传感器的所述第一导线电气连接于所述测量设备的第一终端；一用来将所述生物传感器的所述第二导线电气连接于所述测量设备的第二终端；一用来在所述第一电极和所述第二电极之间施加电压的装置；以及一用来测量所述第一电极和所述第二电极之间的电气变化的装置。

较佳地是，上述测量设备包括多个第二终端。

较佳地是，上述测量设备包括一用来测量第一终端和多个第二终端之间的电气变化的装置、一用来检测电气连接于第一终端的第二终端的装置，一用来根据检测的第二终端的数量和位置确定生物传感器的类型的装置、以及一用来根据生物传感器的类型修正测量结果的装置。

较佳地是，压下部分的一部分包括一弹性材料。

较佳地是，压下部分是可移动的，这样，生物传感器的第二基板的被压下的位置由压下部分的位置确定。

较佳地是，第二终端也用作为压下部分。

尽管在附后的权利要求书中具体地列出了本发明的创新特征，但从下列结合附图的详细描述中，可从组织和内容两方面更好地理解和认识本发明，以及本发明的其它目的和特征。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施例的一生物传感器、一适配器和一测量设备构成的示意图。

图2(a)是本发明的第一实施例的生物传感器除反应剂层和表面活性剂层之外的分解立体图。

图2(b)是本发明的第一实施例的纵向截面图，分别示出测量设备的传感器槽、适配器和生物传感器。

图2(c)是示出本发明的第一实施例的测量设备的传感器槽、适配器和生物传感器互相连接的纵向截面图。

图3是本发明的第一实施例的适配器的正视图，从传感器端口的方向观察。

图4是示出本发明的第二实施例中的生物传感器、适配器和测量设备构成的示意图。

图5(a)是本发明的第二实施例的生物传感器除反应剂层和表面活性剂层之外的分解立体图。

图5(b)是本发明的第二实施例的纵向截面图，分别示出测量设备的传感器槽、适配器和生物传感器。

图5(c)是示出本发明的第二实施例的测量设备的传感器槽、适配器和生物传感器互相连接的纵向截面图。

图6(a)是带有压下部分的本发明的第二实施例的适配器的正视图，从适配器的传感器端口的方向观察。

图6(b)是带有压下部分的本发明的第二实施例的适配器的另一正视图，从适配器的传感器端口的方向观察。

图6(c)是带有压下部分的本发明的第二实施例的适配器的又另一正视图，从适配器的传感器端口的方向观察。

图7(a)是示出当压下部分闭合时的测量设备的示意图。

图7(b)是示出当压下部分打开时的测量设备的示意图。

图7(c)是示出当生物传感器连接于测量设备时的测量设备的示意图。

具体实施方式

本发明一实施例中的一生物传感器包括一第一基板，一第二基板，一第一电极，一第二电极，一电气连接于第一电极的第一导线，一第二导线，一电气连接于第二电极的第三导线，一设置在第一基板和第二基板之间以形成一试样馈给部分的隔片件，以及至少包含一种酶的反应剂。反应剂的一部分暴露于试样馈给部分，其特征在于，第一电极、第一导线及第二导线设置在第一基板上且位于面对第二基板的一侧上。第二电极和第三导线设置在第二基板上且位于面对第一基板的一侧上。第一电极或第二电极可用作为一工作电极，而另一电极用作为反电极。通过朝向另一基板压下第一基板和/或第二基板，第二导线和第三导线互相电气接触。在第二和第三导线位于第二基板上的情形中，诸导线互相电气接触，这样，通过朝向另一基板压下第一基板和/或第二基板，至少第一导线的端部和至少第二导线的端部暴露在外面。因此，通过朝向另一基板压下第一基板和/或第二基板，第二导线和第三导线互相电气接触，利用设置在第一基板的同一面上的第一导线和第二导线的端部，可电气连接在测量设备侧的连接终端。因此，具有这种结构的生物传感器可用于传统扁平型生物传感器的测量设备中。此外，由于无需为了使导线电气地连通而形成通孔或切口部分，所以，生物传感器具有较简单的设计，它简化了生产生物传感器的过程。

较佳地是，第三导线被分为一个以上的部分，且传感器包括一根以上的第二导线。因此，如果有一根以上的第二导线，则与第三导线接触的第二导线可对应于一传感器的生成批次而变化，这样，当传感器插入测量设备时，通过检测哪一根第二导线与第三导线连接，可在测量设备中确定传感器的生成批次。因此，由于无需在测量前由手工将批号输入到测量设备或者在测量前将分离的芯片插入测量设备以确定批号，所以可节省劳动力成本。

本发明的适配器包括一上述生物传感器的一部分插入其中的传感器槽。适配器还包括一用来将插入的生物传感器的第二基板的一部分压下以使第二导线和第三导线互相接触的压下部分，以及用来连接测量设备的连接端口。因此，通过将本发明的生物传感器插入适配器的传感器槽，传感器的第二基板就被压下，这样，传感器的第二导线和第三导线可容易地互相接触。

较佳地是，至少压下部分的一部分包括一弹性材料。因此，可将生物传感器稳固地压入适配器，并使第二导线和第三导线稳固地互相接触。

本发明的第一实施例中的测量设备是这样的测量设备，其中上述第三导线分成一个以上的部分，且通过上述适配器可拆卸地连接于具有一根以上的第二导线的生物传感器。该测量设备测量包含在馈给到生物传感器的试样馈给部分的试样溶液中的基质。生物传感器包括一电气地连接到生物传感器的第一导线上的第一终端、一个以上的分别电气地连接到生物传感器的一根以上的第二导线的第二终端、一用来通过第一终端和一个以上的第二终端在生物传感器的第一电极和第二电极之间施加电压的装置、以及一用来测量第一电极和第二电极之间的电气变化的装置。通过使用带有形成在与传感器的生成批次对应的不同位置上的压下部分的适配器，并通过该适配器将生物传感器连接到测量设备，就可在测量设备内确定生物传感器的生成批次。生物传感器的第三导线被分成一根以上的导线。生物传感器还包括一根以上的第二导线。测量设备通过使用在测量设备侧上的一个以上的第二终端，检测哪根第二导线连接在第三反电极导线上。因此，由于无需在测量前手工将批号输入到测量设备或在测量前将芯片插入测量设备以确定批号，所以可以节约劳动力成本。

在本发明的第二实施例中的测量设备是一可拆卸地连接在上述生物传感器上的测量设备，它测量包含在馈给生物传感器的试样馈给部分的试样溶液内的基质。测量设备包括一电气地连接在生物传感器的第一导线上的第一终端、一电气地连接在生物传感器的第二导线上的第二终端、一通用来过第一终端和第二终端在第一电极和第二电极之间施加电压的装置、一用来测量第一电极和第二电极之间电气变化的装置、一用来插入生物传感器的至少一部分的传感器端口、以及一用来将插入的生物传感器的第二基板的至少一部分压下以使第二导线和第三导线互相电气地接触的压下部分。因此，无需使用适配器就可容易地用本发明的生物传感器来测量包含在试样溶液中的基质。

较佳地是，压下部分的一部分包括一弹性材料。因此，可将生物传感器稳固地压入到适配器内，以使第二导线和第三导线稳固地互相接触。

此外，较佳地是，压下部分是可移动的。因此，可将生物传感器稳固地压入到适配器内，并容易地测量包含在试样溶液内的基质。

此外，可将第二终端也用作为压下部分。因此，包括测量设备的部件的数量可得以减少，以简化测量设备。

在本发明中，第一基板可由任何材料制成，只要该材料具有电气绝缘性能并有用于储存和测量的足够的刚度。第二基板可用与第一基板相同的材料制成，但它必须具有弹性，以使第二基板由沿垂至于基板表面的方向力的作用而弯曲，从而使形成在第一基板上的第二导线与形成在第二基板上的第三导线互相接触。再者，第二基板必须具有这样的强度，即，当其弯曲时，第二基板能承受沿垂至于基板表面方向施加的应力。用于第一基板和第二基板的材料可包括，例如，诸如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺及饱和聚酯树脂之类的热塑性树脂；以及诸如尿素树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂及未饱和聚酯树脂之类的热固性树脂。特别是，从电极的粘附观点来看，聚对苯二甲酸乙二醇酯是较佳的。可以使用弹簧或诸如此类的元件作为弹性件。

本发明将在下面利用附图来进一步说明。作为一举例，下面的实施例描述一用于确定葡萄糖的生物传感器、一适配器、一测量设备、以及一确定的方法。然而，基质不局限于葡萄糖。再者，本发明不局限于这样的生物传感器，即，其第一电极是工作电极，而第二电极是反电极，并且第一基板、第二基板、第一导线、第二导线、第三导线、第一终端及第二终端分别是工作电极基板、反电极基板、反电极导线、第一反电极导线、第二反电极导线、工作电极终端和反电极终端。第一电极可以是反电极，第二电极可以是工作电极，且第一基板、第二基板、第一导线、第二导线、第三导线、第一终端及第二终端可以分别是反电极基板、工作电极基板、反电极导线、第一工作电极导线、第二工作电极导线、第一电极终端及工作电极终端。

实施例1

本发明的实施例1示于图1至3。图1是示出本实施例的一生物传感器、一适配器和一测量设备构成的示意图。图2是示出本实施例的生物传感器、适配器和测量设备传感器槽附近的构成的示意图。图2(a)是本实施例的生物传感器的分解的立体图，生物传感器的反应剂层和表面活性剂层除外。图2(b)是本实施例的一纵向截面图，示出互相分离的测量设备的传感器槽、适配器以及生物传感器。图2(c)是本实施例的一纵向截面图，示出互相连接的测量设备的传感器槽、适配器以及生物传感器。图3是从适配器的传感器槽的方向观察的正视图。

在图1中，一测量设备1包括一工作电极终端11、一反电极终端12、一测量部分13、一计算部分14、以及一数据显示部分15，它具有与同传统的扁平型生物传感器所用的测量设备相同的结构。

一生物传感器3通过一适配器2可拆卸地连接在测量设备1。在图2(a)中，生物传感器3包括一工作电极基板39、一反电极基板40、一工作电极导线31、一第一反电极导线32、一第二反电极导线33、一工作电极34、一反电极35、一反应剂层(未示出)、一具有形成试样馈给部分的狭缝36的隔片件41，一作为与试样馈给部分36连通的开口的空气孔38以及一试样馈给端口37。

一钯薄膜通过阴极真空喷镀沉积在工作电极极板39上，并通过光刻法和干蚀刻法形成图形，以形成工作电极导线31、第一反电极导线32及工作电极34。以同样的方式，一钯薄膜通过阴极真空喷镀沉积在反电极基板40的整个表面上，以形成第二反电极导线33和反电极35。反电极基板40沿纵向方向长度小于工作电极基板39的长度。反电极基板40设置有一狭缝42，以限定第二反电极导线33的端部的宽度，其等于或小于第一反电极导线32的宽度。

包含作为氧还原酶的GOD和作为电子介体的铁氰化钾的水溶液滴落在工作电极34上，随后加以干燥形成一反应剂层。为了顺利地进行试样的馈给，一包含作为表面活化剂的卵磷脂的表面活化剂层形成在反应剂层和面向试样馈给部分36的工作电极基板39上。最后，工作电极基板39、隔片件41及反电极基板40粘结起来形成生物传感器3。在生物传感器3中，暴露于试样馈给部分36的工作电极基板39上的一部分钯薄膜起用作工作电极34。暴露于试样馈给部分36的反电极基板40上的一部分钯薄膜起用作反电极35。

适配器2具有一传感器端口22，生物传感器3的一部分从导线形成部分的方向插入该端口。适配器还包括一用来连接到测量设备的连接端口23和一用来压下生物传感器3的反电极基板40的至少一部分的压下部分21。

对于测量来说，适配器2的连接端口23连接到测量设备1，生物传感器3从适配器2的传感器端口22连接。这样，反电极基板40的一部分通过压下部分21而压下，致使反电极基板40的端部弯曲，以使第一反电极导线32和第二反电极导线33互相接触。此时，由于反电极基板40的纵向长度小于工作电极基板39的纵向长度，所以，工作电极导线31的端部和第一反电极导线32(两者均形成在工作电极基板39上)暴露在传感器的外面。工作电极导线31和第一反电极导线32的暴露部分用作传感器侧的连接终端，并分别连接到测量设备1(图2(c))侧的工作电极终端11和反电极终端12。当在工作电极终端11和反电极终端12之间施加电压时，可以将在工作电极34和反电极35之间施加上电压。

将β-D-葡萄糖水溶液用作试样溶液。确定试样溶液中的β-D-葡萄糖的浓度。制备含有不同β-D-葡萄糖的浓度的几种试样溶液。每种溶液与生物传感器3的试样馈给端口37接触。由于空气孔38与试样馈给端口37连通，所以，引入到试样馈给端口37的试样溶液通过毛细管现象渗透到里边，从而馈入试样馈给部分36。通过测量设备1的测量部分13，将基于反电极35的300mV的电压施加到工作电极34，此时，用测量部分13测量流过工作电极34的电流值。参照预先储存在计算部分14中的标定曲线，将由测量部分13获得的值转换到浓度，由此得到的结果显示在数据显示器部分15。

实施例2

本发明的实施例2示于图4至6。该实施例与实施例1不同之处在于，生物传感器的第一和第二反电极导线被分成三根导线，且测量设备设置有三个反电极终端。图4是该实施例的一示意性的视图，示出一生物传感器、一适配器及一测量设备的构成。图5是该实施例的一示意性的视图，示出一生物传感器、一适配器及测量设备的传感器槽附近的结构。图5(a)是除生物传感器的反应剂层和表面活化剂层之外的本实施例的生物传感器的分解立体图。图5(b)是本实施例的纵向剖视图，示出互相分离的测量设备的传感器槽、适配器及生物传感器。图5(c)是本实施例的纵向剖视图，示出测量设备的传感器槽、适配器及生物传感器是如何互相连接的。图6(a)，6(b)和6(c)是从在不同位置带有压下部分的三种适配器的传感器槽的方向观察的正视图。

在图4中，测量设备1包括一工作电极终端11，一反电极终端121，一反电极终端122，一反电极终端123，一测量部分13，一计算部分14和一数据显示器部分15。

与实施例1类似，生物传感器3通过一适配器2可拆卸地连接于测量设备1。生物传感器3包括一工作电极基板39，一反电极基板40，一工作电极导线31，一第一反电极导线321，一第一反电极导线322，一第一反电极导线323，一第二反电极导线331，一第二反电极导线332，一第二反电极导线333，一工作电极34，一反电极35，一反应剂层(未示出)，一具有形成一试样馈给部分36的狭缝的隔片件41，一作为与试样馈给部分36连通的开口的空气孔38，以及一试样馈给端口37。

除了在工作电极基板39上设置三根第一反电极导线321，322和323之外，生物传感器3以与实施例1同样的方式形成。再者，在反电极基板40上设置三个狭缝，以使三根第二反电极导线331，332和333形成在与反电极基板40上的第一反电极导线321，322和323相对的位置。分别示于图6(a)，6(b)和6(c)中的本实施例的适配器201，202，和203具有类似于实施例1的一传感器端口22，一连接端口23及一压下部分21。然而，压下部分21的宽度窄于实施例1的压下部分的宽度。

在生物传感器3的生产过程中，例如，根据由特性检测结果得到的性能，给出在三个等级上的批号A，B，C。如果用于测量的生物传感器3的批号为A，则使用如图6(a)所示的适配器201。适配器201在最左侧(从传感器槽22的方向所见)设置有压下部分21，当适配器201连接到测量设备1，且生物传感器3插入适配器201时，则压下部分21压下反电极基板40的一部分，从而弯曲反电极基板40的端部，并且使第一反电极导线321与第二反电极导线331接触。如果用于测量的生物传感器3的批号为B，则使用如图6(b)所示的适配器202。适配器202在中心(从传感器端口22的方向所见)设置有压下部分21，当适配器202连接到测量设备1，且生物传感器3插入适配器202时，使第一反电极导线322与第二反电极导线332接触。同样地，如果用于测量的生物传感器3的批号为C，则使用如图6(c)所示的适配器203。适配器203在最右侧(从传感器槽22的方向所见)设置有压下部分21，当适配器203连接到测量设备1，且生物传感器3插入适配器203时，则压下部分21压下反电极基板40的一部分，从而弯曲反电极基板40的端部，并且使第一反电极导线323与第二反电极导线333接触。

将β-D-葡萄糖水溶液用作试样溶液。以与实施例1同样的方式确定试样溶液中的β-D-葡萄糖的浓度。试样溶液与生物传感器3的试样馈给端口37接触。从而试样溶液引入到试样馈给部分36。在一预定的时间之后，在试样溶液与工作电极34和反电极35接触的条件下，在测量设备1中测量介于工作电极终端11和反电极终端121之间、介于工作电极终端11和反电极终端122之间、介于工作电极终端11和反电极终端123之间的电阻值或类似的值，以检测三根第二反电极导线331，332和333中的哪根导线与在测量设备1侧的第一反电极导线连接。因此，使用者能够在测量设备1中确定A，B和C中哪一个是传感器的批号。

通过测量设备1的测量部分13，将基于反电极35的300mV的电压施加到工作电极34上，此时，用测量部分13测量流过工作电极34的电流值。根据所确定的批号，自动地选择对应该批号的标定曲线，该曲线已预先储存在测量设备1中，参照计算部分14中选定的标定曲线，将由测量部分13获得的电流值转换到浓度。由此得到的结果显示在数据显示器部分15。因此，在该实施例中，仅通过选择所使用的适配器就可根据生物传感器的生产批号进行修正，这样，可容易地实现基质的精确确定。

在实施例2中，第二反电极导线被分成三根分开的导线。然而，本发明不局限于此，只要第二反电极导线被分成两根或两根以上的导线就可获得同样的有利效果。分开导线数最好是大一些，因为这样就能根据生物传感器的生产批号的差异对测量值进行详细地修正。

实施例2描述这样的例子，即，在多根第一反电极导线和多根第二反电极导线之间存在单一的接触点。然而，本发明不局限于此。例如，多根反电极可在多个点上接触。如果一适配器(未示出)能使第一反电极导线321和322分别接触第二反电极导线331和332，就如上述实施例2所采用的，则可确定生物传感器的一新的批号D。

上述实施例2描述可确定生物传感器的生成批次的例子，，但本发明不局限于此。例如，可确定由生物传感器测量的目标。在这样的例子中，可仅使用一个测量设备测量三种类型的生物传感器，其中，被测量的目标基质分别为葡萄糖，乳酸和胆固醇。在该例子中，储存在测量设备1中的标定曲线不依据于批号，而依据于基质。此外，第一反电极导线的分开的数量不是如由生产批号确定的例子那样限定为三个，而可以是多于或少于三个。

实施例3

本发明的实施例3示于图7。图7示出是该实施例的一生物传感器和一测量设备的一示意性的视图。图7(a)是示出该测量设备的一示意性的视图，其中，压下部分处于闭合状态。图7(b)是示出该测量设备的一示意性的视图，其中，压下部分处于打开状态。图7(c)是示出该测量设备的一示意性的视图，其中，生物传感器连接在测量设备上。在该实施例中，使用与实施例1相同的生物传感器。测量的程序叙述如下。

打开测量设备的压下部分72，将生物传感器3的一部分插入到传感器端口73。当生物传感器3插入时，生物传感器3的工作电极导线31和第一反电极导线32连接到测量设备71的一工作电极终端(未示出)和一反电极终端(未示出)。工作电极终端和反电极终端位于在测量设备71的传感器端口73的附近。

通过利用压下部分72压下生物传感器3的反电极基板40的一部分闭合打开的压下部分72，这样，反电极基板40的端部弯曲，而使第一反电极导线32和第二反电极导线33互相接触。当在工作电极终端和反电极终端之间施加电压时，可以在工作电极34和反电极35之间施加上电压。

将β-D-葡萄糖水溶液用作试样溶液。以与实施例1同样的方式确定试样溶液中的β-D-葡萄糖的浓度。因此，可不使用适配器而将本发明的生物传感器直接地连接在测量设备，就可确定试样溶液中包含的基质。

应该注意到，在实施例3中，测量设备可这样构成：工作电极终端或反电极终端的一部分可用作压下部分。这样，可减少构成测量设备的构件的数量。

施加到工作电极34上的电压在上述实施例中是基于反电极35的300mV的电压。然而，该电压不局限于此，它可以是使电子介体可造成在工作电极34上的电极反应的电压。

空气孔38的位置不局限于图2(a)和5(a)所示，而是，如果它与试样馈给部分36连通，且位于相对于试样馈给部分36的试样馈给端口37的相对侧，则它可以位于任何地方。

此外，对于上述诸实施例来说，通过涂覆包含氧化还原酶并加以干燥的一溶液来形成一反应剂层。然而，本发明不局限于此。例如，可通过喷墨系统来涂覆包含一反应剂的溶液。这样，即使所涂覆的溶液量很微小，也可实现对反应剂层的精确位置控制。或者，可在试样馈给部分36内放置一玻璃过滤纸，该过滤纸允许承载包含一反应剂的溶液并加以干燥。此外，可通过混合一导电的材料和一反应剂来形成一电极。承载反应剂的位置较佳地可在工作电极34或反电极35上。然而，该位置不局限于此，而是可以位于除在试样馈给部分36中的工作电极34或反电极35之外的任何位置，只要该位置能使反应剂与试样接触。

至于隔片件41，只要隔片件的材料具有电气绝缘性能和用于储存和测量的足够刚度，任何材料可用于隔片件。例如，该材料可以是诸如聚乙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，聚酰胺及饱和聚酯树脂之类的热塑性树脂；以及诸如尿素树脂，三聚氰胺树脂，酚醛树脂，环氧树脂及饱和聚酯树脂之类的热固性树脂。

对于工作电极，可使用任何材料，只要它是当氧化电子介体时材料本身不会被氧化的导电材料。对于反电极，可使用任何材料，只要是导电材料。例如，这种材料可以是钯、银、铂及碳。或者，电气绝缘材料的表面可覆层以任何一种上述的导电材料。

在上述的实施例中，通过阴极溅镀，其后进行光刻和蚀刻而形成电极。然而，本发明不限制于此。例如，也可使用其它的方法，诸如，将诸如钯之类的贵金属阴极溅镀到一基板上并随后进行激光修整，或者将导电胶丝网印刷到基板上。

此外，在上述的实施例中，第二基板在纵向上短于第一基板。然而，本发明不限制于此。可调整第一基板和第二基板的尺寸和结构，这样，当压下第二基板的至少一部分而使第二导线和第三导线互相电气地接触时，至少第一导线和第二导线的端部暴露于外面。

对于酶来说，例如，它可包括果糖脱氢酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶、乙醇氧化酶、乳酸盐氧化酶、胆固醇氧化酶、叶黄素氧化酶、以及氨基酸氧化酶。

电子介体可以是铁氰化钾，p-苯醌，吩嗪硫酸二甲酯，亚甲蓝，二茂络铁衍生物，或它们的混合物。当氧用作电子介体时，也可获得电流的响应。

在上述实施例中，将β-D-葡萄糖水溶液用作试样。然而，本发明不限制于此。例如，本发明可应用于诸如全血、血浆、血清、间质液、唾液、以及尿之类的生物试样。至于全血，本发明可用于通过针扎指尖或手臂的皮肤所采集的毛细管血、或用于静脉血、动脉血等。

如上所述，本发明使提供一种面型生物传感器成为可能，这种生物传感器具有简单的导线，且可容易地通过一适配器或一压下部分连接到一测量设备。再者，所述实施例公开的第一基板包括工作电极，且第二基板包括反电极，下面的情况都在本发明的范围内，即，第一基板可用作反电极，而第二基板可用作反电极，同时第二基板可用作工作电极。

尽管本发明借助于目前较佳的实施例进行介绍，但应予理解的是，上述的描述不应解释为一种限制。在阅读完上述的说明之后，对于本发明所属的技术领域内的技术人员来说，各种变型和修改将毫无疑问是显然的。因此，本文的意图在于，所附的权利要求书可解释为覆盖落入本发明的真实精神和范围内的所有变型和修改。

Claims (44)

1.一种具有第一基板和第二基板的生物传感器，两板之间设置有一试样馈给部分，所述生物传感器包括：

形成在所述第一基板上且位于所述第一基板的面对所述第二基板的一侧上的一第一电极、一电气连接于第一电极的第一导线及一第二导线；以及

形成在所述第二基板上且位于所述第二基板的面对所述第一基板的一侧上的一第二电极和一电气连接于第二电极的第三导线；

其中，所述第一电极或所述第二电极用作一工作电极，而另一电极则用作反电极；通过朝向另一基板压下所述第一基板和/或所述第二基板，使所述第二导线和所述第三导线互相电气接触。

2.如权利要求1所述的生物传感器，其特征在于，所述第三导线被分成一个以上的部分，且所述生物传感器包括一根以上的第二导线。

3.如权利要求1所述的生物传感器，其特征在于，一隔片件设置在所述第一基板和所述第二基板之间。

4.如权利要求1所述的生物传感器，其特征在于，第二基板的纵向长度小于第一基板的纵向长度。

5.如权利要求1所述的生物传感器，其特征在于，试样馈给部分包括含有酶的反应剂，酶选自由下列酶所组成的组群：果糖脱氢酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶、乙醇氧化酶、乳酸盐氧化酶、胆固醇氧化酶、叶黄素氧化酶、以及氨基酸氧化酶。

6.一种适配器，包括：

一用来连接到一测量设备的连接端口；

一生物传感器插入其中的传感器槽，所述生物传感器具有第一基板和第二基板，两板之间设置有一试样馈给部分，所述生物传感器包括：

形成在所述第一基板上且位于所述第一基板的面对所述第二基板的一侧上的一第一电极、一电气连接于第一电极的第一导线及一第二导线；以及

形成在所述第二基板上且位于所述第二基板的面对所述第一基板的一侧上的一第二电极和一电气连接于第二电极的第三导线；

其中，所述第一电极或所述第二电极用作一工作电极，而另一电极则用作反电极；通过朝向另一基板压下所述第一基板和/或所述第二基板，使所述第二导线和所述第三导线互相电气接触；

以及，一压下部分，用于朝向另一基板压下所述第一基板或所述第二基板的至少一部分，以使所述第二导线和所述第三导线互相电气接触。

7.如权利要求6所述的适配器，其特征在于，所述生物传感器的所述第三导线被分成一个以上的部分，且所述生物传感器包括一根以上的第二导线。

8.如权利要求6所述的适配器，其特征在于，隔片件设置在所述生物传感器的所述第一基板和所述第二基板之间。

9.如权利要求8所述的适配器，其特征在于，所述生物传感器的隔片件连接到所述第一基板或所述第二基板中的至少一个上。

10.如权利要求9所述的适配器，其特征在于，所述生物传感器的隔片件连接到所述第一基板上。

11.如权利要求9所述的适配器，其特征在于，所述生物传感器的隔片件连接到所述第二基板上。

12.如权利要求6所述的适配器，其特征在于，第二基板的纵向长度小于第一基板的纵向长度。

13.如权利要求6所述的适配器，其特征在于，所述压下部分包括一弹性材料。

14.一种测种量设备，它包括：

一生物传感器，所述生物传感器具有第一基板和第二基板，两板之间设置有一试样馈给部分，所述生物传感器包括：

形成在所述第一基板上且位于所述第一基板的面对所述第二基板的一侧上的一第一电极、一电气连接于第一电极的第一导线及一第二导线；以及

形成在所述第二基板上且位于所述第二基板的面对所述第一基板的一侧上的一第二电极和一电气连接于第二电极的第三导线；

其中，所述第一电极或所述第二电极用作一工作电极，而另一电极则用作反电极；通过朝向另一基板压下所述第一基板和/或所述第二基板，使所述第二导线和所述第三导线互相电气接触；

一包括一压下部分的适配器，用于朝向另一基板压下所述第一基板或所述第二基板的至少一部分，以使所述第二导线和所述第三导线互相电气接触；以及

一测量装置。

15.如权利要求14所述的测量设备，其特征在于，所述生物传感器的所述第三导线被分成一个以上的部分，且所述生物传感器包括一根以上的第二导线。

16.如权利要求14所述的测量设备，其特征在于，一隔片件设置在所述生物传感器的所述第一基板和所述第二基板之间。

17.如权利要求16所述的测量设备，其特征在于，所述生物传感器的隔片件连接在所述第一基板和所述第二基板中的至少一个基板上。

18.如权利要求17所述的测量设备，其特征在于，所述生物传感器的隔片件连接在所述第一基板上。

19.如权利要求17所述的测量设备，其特征在于，所述生物传感器的隔片件连接在所述第二基板上。

20.如权利要求14所述的测量设备，其特征在于，第二基板的纵向长度小于第一基板的纵向长度。

21.如权利要求14所述的测量设备，其特征在于，所述压下部分包括一弹性材料。

22.如权利要求14所述的测量设备，其特征在于，试样馈给部分包括含有酶的反应剂，酶选自由下列酶所组成的组群：果糖脱氢酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶、乙醇氧化酶、乳酸盐氧化酶、胆固醇氧化酶、叶黄素氧化酶、以及氨基酸氧化酶。

23.如权利要求14所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备测量包含在试样溶液中的一基质。

24.如权利要求14所述的测量设备，其特征在于，测量设备包括一电气连接于所述生物传感器的所述第一电极上的第一终端，和至少一个分别电气连接于所述生物传感器的所述第二电极上的第二终端。

25.如权利要求14所述的测量设备，其特征在于，所述测量装置包括一通过所述第一终端和所述至少一个第二终端在所述生物传感器的所述第一电极和所述第二电极之间施加电压的装置，以及一测量所述第一电极和所述第二电极之间的电气变化的装置。

26.如权利要求24所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备包括多个第二终端。

27.如权利要求26所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备还包括用来测量所述第一终端和所述多个第二终端之间的电气变化的装置。

28.如权利要求26所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备还包括用来检测所述多个第二终端中的、电化学地连接于所述第一终端的第二终端的装置，用来根据检测到的第二终端的数量和位置来确定生物传感器的类型的装置，以及用来根据生物传感器的类型修正测量结果的装置。

29.一测量设备包括：

一用来接纳一生物传感器的传感器端口，所述生物传感器具有第一基板和第二基板，两板之间设置有一试样馈给部分，所述生物传感器包括：

形成在所述第一基板上且位于所述第一基板的面对所述第二基板的一侧上的一第一电极、一电气连接于第一电极的第一导线及一第二导线；以及

形成在所述第二基板上且位于所述第二基板的面对所述第一基板的一侧上的一第二电极和一电气连接于第二电极的第三导线；

其中，所述第一电极或所述第二电极用作一工作电极，而另一电极则用作反电极；通过朝向另一基板压下所述第一基板和/或所述第二基板，使所述第二导线和所述第三导线互相电气接触；

一压下部分，用于朝向另一基板压下所述第一基板或所述第二基板的至少一部分，以使所述第二导线和所述第三导线互相电气接触；一用来将所述生物传感器的所述第一导线电气连接于所述测量设备的第一终端；

一用来将所述生物传感器的所述第二导线电气连接于所述测量设备的第二终端；

一用来在所述第一电极和所述第二电极之间施加电压的装置；以及

一用来测量所述第一电极和所述第二电极之间的电气变化的装置。

30.如权利要求29所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备包括多个第二终端。

31.如权利要求30所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备包括用来测量所述第一终端和所述多个所述第二终端之间的电气变化的装置。

32.如权利要求29所述的测量设备，其特征在于，所述压下部分包括一弹性材料。

33.如权利要求29所述的测量设备，其特征在于，所述第二终端也用作所述压下部分。

34.如权利要求29所述的测量设备，其特征在于，所述生物传感器的所述第三导线被分成一个以上的部分，且所述生物传感器包括一根以上的第二导线。

35.如权利要求29所述的测量设备，其特征在于，一隔片件设置在所述生物传感器的所述第一基板和所述第二基板之间。

36.如权利要求35所述的测量设备，其特征在于，所述生物传感器的隔片件连接在所述第一基板和所述第二基板中的至少一个上。

37.如权利要求36所述的测量设备，其特征在于，所述生物传感器的隔片件连接在所述第一基板上。

38.如权利要求36所述的测量设备，其特征在于，所述生物传感器的隔片件连接在所述第二基板上。

39.如权利要求29所述的测量设备，其特征在于，第二基板的纵向长度小于第一基板的纵向长度。

40.如权利要求29所述的测量设备，其特征在于，试样馈给部分包括含有酶的反应剂，酶选自由下列酶所组成的组群：果糖脱氢酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶、乙醇氧化酶、乳酸盐氧化酶、胆固醇氧化酶、叶黄素氧化酶、以及氨基酸氧化酶。

41.如权利要求29所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备测量包含在试样溶液中的一基质。

42.如权利要求41所述的测量设备，其特征在于，所述设备测量包含在馈入所述生物传感器的试样馈给部分的试样溶液中的基质，所述压下部分压下所述生物传感器的所述第二基板的至少一部分，以使所述第二导线和所述第三导线电气地互相电气接触。

43.如权利要求30所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备包括用来检测所述多个第二终端中的、电化学地连接于所述第一终端的第二终端的装置，用来根据检测到的第二终端的数量和位置来确定生物传感器的类型的装置，以及用来根据生物传感器的类型修正测量结果的装置。

44.如权利要求29所述的测量设备，其特征在于，所述压下部分是可移动的，这样，通过所述压下部分确定所述生物传感器的所述第二基板的被压下的位置。

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