CN1940558A - 可微量取样电化学生物传感器试片 - Google Patents

Abstract

一种可微量取样电化学生物传感器试片，具有一对具绝缘性的基板，该基板端缘设有一向外凸出的反应区，该反应区周缘呈开放状，而在该基板间设有电极极性不同的工作电极及参考电极，该电极并在延伸至反应区的一端分别覆盖有反应酵素，在进行检测时，可将电极未覆盖有反应酵素的一端插入检测仪器中，而因该反应区呈凸出状，且其开口为全方位没有限制，令检体(例如：血液)由反应区开口任一方向以扩散方式吸入反应区中，并使反应酵素迅速溶入其中，使电极间可由其导引形成通路，而能利用氧化或还原物质与检体发生专一性生化反应而产生电子转移，配合检测仪器使用，检测出该检体浓度，可因电极上的亲水性反应层，使检体易于以扩散方式吸入反应区。

Description

可微量取样电化学生物传感器试片

技术领域

本发明为一种电化学生物传感器试片，其为一种利用氧化或还原物质与检体中的待测物发生专一性电化学反应而产生电子转移，配合检测仪器使用，检测出该检体浓度的试片，且该反应区周围呈全面开放状，而令检体待测物更易进入反应区，不受方向限制。

背景技术

由于居家护理的观念日益提升，快速、便宜、不需专业人员操作的居家自我检测产品日渐增多，例如血糖仪器、电子耳温枪、电子式血压计等，其中血糖仪所使用之抛弃式血糖试片即是利用电化学生物传感器原理检测检体中血糖浓度。

目前市面上有许多血糖试片产品，其施加检体方式主要区分为滴落式及定量式(毛细作用方式)，试片设计上滴落式试片通常以塑料网覆盖于反应区上避免污染，但其检体需求量一般大于3微升，这对于老年人或资深糖尿病患以采血针采集血液检体，必须凝聚成一滴血才可以准确、足够量滴落至反应区，相当不方便，常造成操作上的误差而浪费试片。

而定量式(毛细作用方式)试片的检体需要量小于3微升以下，只要少许检体接触吸入口，检体会自动吸引至反应区，但目前市售虹吸式试片的设计上不是试片尺寸过小造成取用时不方便且易污染吸入口，同时吸入口通常只有一个且方位固定，造成操作不便，况且，此种试片的需血量小于3微升，皆是以缩小反应区电极面积来达成，但缩小面积却会相对造成信号微弱，必须以更精密仪器侦测，以利信号侦测。

请参照图1所示，其为美国专利号码第5,762,770号，主要揭示一种滴落式片状电极试片，包括一电绝缘基板，其同一面上有一两极式电极系统；一电绝缘层覆盖于电极系统上并界定出反应区及连接侦测器的阴阳两极接头；一反应膜布满于反应区内，再覆盖一塑料网于反应区上方，最后贴上一反应区露空的胶带将塑料网固定。

然而此种试片的检体施加方式必须以滴落方式滴于反应区的上方，因此检体滴落于反应区的方向自然受到限制，同时检体需求量必须在9微升以上。

请参照图2所示，其为美国专利号码第5,120,420号，主要揭示一种毛细作用方式片状电极试片，包括一电绝缘基板，其同一面上有一电极系统、一电绝缘层、一反应膜以及位于该反应膜上方的亲水性上盖板形成检体承载反应区空间，其中该检体承载反应区空间须具有一个检体吸入口与一个气体排出口。其中该反应膜的制作乃是依序于该电极基板的反应区上涂布羧基甲基纤维素(carboxymethylcellulose，CMC)水溶液，干燥后形成一亲水性高分子CMC层；继续于其上涂布葡萄糖氧化酵素(Glucose oxidase)溶液，干燥后形成GOD层，再于其上喷覆亲水性高分子-聚乙烯一氮五圜酮(polyvinylpyrrolidone)溶液，进行第三次干燥后形成保护膜(PVP层)，在于其上喷覆含有电子媒介物的有机相悬浮溶液，干燥后即形成反应膜。

该毛细作用方式片状电极试片的缺点在于：第一、完成反应膜需四个步骤，形成CMC层用以改善反应区电极表面的疏水性；形成GOD层、亲水性保护膜PVP层及电子媒介物层，每形成一层须先干燥，制程步骤繁琐。第二、施加检体方式为接触电极试片的尖端后，检体会自动导入反应区中，但只有一个位置可施加检体。第三、试片过小取用不方便且易污染检体吸入口。

请参照图3所示，其为中国台湾公告专利号第573735号专利，其为一种血糖测试试片，该试片包含：

一第一基板；一第一电极，是配置于第一基板上，一端为电极连接点，另一端为电极酵素作用区；

一绝缘层，是覆盖于第一基板上，且于电极酵素作用区具有一开口；

一酵素膜，是涂布于绝缘层的开口处的电极酵素作用区；以及一第二基板，系覆盖于该血糖测试试片的最上层，于底面具有一第二电极，该第二电极的一端为电极连接点，另一端为电极酵素作用区。

其中血糖测试试片的绝缘层还形成一狭缝以便实行虹吸作用，且于靠近狭缝末端处形成一开孔以为虹吸作用的透气孔。

此种结构虽可解决上述的问题，但因其开口有一定方向性，因此面积相对缩小，且在滴入检体亦有方向及范围的限制。

再者，其必须在靠近狭缝末端处形成一开孔以为虹吸作用的透气孔，增加使用及制造上的困难。

请参照图4所示，其为美国专利号码第6,258,229 B1号，其主要揭示一种检体需求量小于1微升的毛细作用方式电极试片，包括一电绝缘基板，基板同一面上一三极式电极系统，一绝缘中间层以形成U型信道，一具有一孔洞的上盖层，然而其缺点在于检体加入口只有一个且位于试片顶端。

请参照图5所示，其为中国台湾专利公告第570192号专利案，其为一种厚膜电极式生化感测试片，具有导电膜涂布于基体上，且该导电膜具有导电银浆及导电碳浆，绝缘层覆盖于该基体及该导电膜上且裸露出部分导电膜，多个反应区覆盖于绝缘层裸露的导电膜上，多个反应膜层覆盖于反应区上，垫片用以放置反应膜层与反应区并覆盖于绝缘层上，且使反应膜层上方留有距离用以吸入样品，保护膜用以保护反应膜层而覆盖于垫片上，且该保护膜上开设有用以通气的透孔，并于该透孔周围设有用以方便辨识样品吸入口的图案。

然而其缺点在其反应区位于顶端，检体不易滴落其中，且不易被吸入反应区中。

请参照图6所示，其为美国专利号码第5,997,817号，主要揭示一种虹吸式片状电极试片，包括一电绝缘基板，位于其同一面上的一电极系统，一电绝缘层覆盖于电极系统上界定出一反应区及连接侦测器的阴阳极接头，一反应膜覆盖于反应区电极上，一亲水性薄膜覆盖于反应膜上方，最后再贴上一具有反应区大小透明窗口的上盖胶膜固定。然而此试片的检体吸入口只有一个，方向位于右侧，其缺点在于：检体施加入口只有一个且方位也固定一个方向。

发明内容

本发明即针对前述先前技术的缺点，而研究出一种可微量取样电化学生物传感器试片，该试片端缘设有一反应区，且该反应区系凸出于试片且呈全面开放状，因此仅需微量的检体，即可以毛细扩散方式轻易被吸入反应区中。

为实现上述的目的，本案提供一种可微量取样电化学生物传感器试片，其设有一对具电绝缘性的基板，所述的基板是由一第一基板及第二基板组成，该第一基板、第二基板一端设有凸出的反应区，该反应区为透明状，且该反应区周缘系呈全面性开放状；而在所述的第一基板、第二基板间设有一工作电极及一参考电极，所述的电极间保持适当距离，且所述的电极一端并延伸至反应区中。

本发明的再一目的，在提供一种可微量取样电化学生物传感器试片，其反应区设有一亲水性反应膜，该亲水性反应膜覆盖于工作电极及参考电极，该反应膜用以与检体接触而产生专一性电化学反应，且该反应膜是由亲水性高分子及酵素构成，以使检体容易进入反应区。

本发明另一目的，在提供一种可微量取样电化学生物传感器试片，其反应区边缘系呈凸出结构，不仅触觉易于辨识且能使检体易于吸入，以减少检体进入反应区产生停顿的现象(dose hesitation)。

本发明的有益效果是，在进行检测时，可因反应区周缘是呈全面性开放状，使检体易于以毛细扩散方式吸入反应区，不受开口方位限制，方便取样，令检体需求量小于3微升，可减少病患挤血的痛苦，且检体需求量固定，以降低每次操作检体量不同而造成的测量误差。

附图说明

图1为美国专利第5,762,770号专利案的示意图。

图2为美国专利第5,120,420号专利案的示意图。

图3为中国台湾专利第573735号专利案的示意图。

图4为美国专利第6,258,229B1号专利案的示意图。

图5为中国台湾专利第570192号专利案的示意图。

图6为美国专利第5,997,817号专利案的示意图。

图7为本发明的分解示意图。

图8为本发明的组合示意图。

图9为本发明组合的平面透视图。

图10为本发明实施时的断面示意图。

图号说明：

第一基板                    11

第二基板                    12

反应区                      13

工作电极                    21

参考电极                    22

亲水性反应膜                30

具体实施方式

为使能对本发明的目的、形状、构造、结构、特征及其功效，作更进一步的认识与了解，兹举实施例配合图式，详细说明如下：

本发明揭示一种可微量取样电化学生物传感器试片，利用具有氧化或还原物质与检体发生专一性生化反应而产生电子转移的电化学生物传感器试片，其配合检测仪器使用，可专一且灵敏地量测检体的浓度含量。

请参照图7、图8所示，该试片上设有相对的第一基板、第二基板11、12，所述的第一基板、第二基板11、12是呈平板状且具电绝缘性，且该第一基板、第二基板11、12周缘除了两端外的相对应面具有黏性胶(其为本发明的一种实施方式，熟悉该项技术者，可以其它方式取代)，以使第一基板、第二基板11、12胶合在一起，而无覆胶部分具有亲水性，其中第二基板12一端未能完全覆盖在第一基板11上，而该第一基板、第二基板11、12另一端则设有一向外凸出的反应区13，该反应区13为透明，且该反应区13周缘是呈凸出状，又该反应区11周缘并呈全面性开放状，不仅易于辨识且能使检体易于以毛细扩散方式吸入，以减少检体进入反应区产生停顿的现象(如图8所示)。

另，所述的基板11、12间夹置有一工作电极21及一参考电极22，该工作电极21及参考电极22并保持一定间距，且该工作电极21及一参考电极22一端深入反应区13，另一端则凸出于第二基板12的另一端，且较第一基板11短，而载于第一基板11该端上。

再者，该反应区13上覆盖有亲水性反应膜30，所述的亲水性反应膜30并将工作电极21及参考电极22覆盖其下，于本实施例为亲水性酵素，是由氧化或还原物质、亲水性高份子、电子媒介物、界面活性剂及缓冲溶液的配方所组成，用以与检体接触而产生生化反应。

使用时，请参照图9、图10所示，如此，在进行检测时，可因反应区13是凸出于基板外，且反应区13周缘系呈全面性开放状，使检体易于以毛细扩散方式吸入反应区13内，不受方位限制，方便取样，更因检体藉由亲水性反应膜30扩散导入反应区13中进行生化反应，检体需求量更是小于3微升，可减少病患挤血的痛苦，且检体需求量固定，以降低每次操作检体量不同而造成的测量误差。

综上所述，本发明在物品、形状、构造、结构上属首先创作，且可改进现有技术的各种缺点，在使用上能增进功效，合于实用。

Claims (3)

1.一种可微量取样电化学生物传感器试片，用以检测检体中生化物质的浓度含量，其特征在于，包含：

一对具电绝缘性的第一基板、第二基板，该第一基板、第二基板相对应面的周缘相互贴合在一起，且该第一基板、第二基板间夹置有一工作电极及一参考电极；

一反应区，其由第一基板、第二基板未贴合的一端缘向外凸伸所形成，该反应区周缘呈全面性开放状。

2.如权利要求1所述的可微量取样电化学生物传感器试片，其特征在于，其反应区设有一亲水性反应膜，该亲水性反应膜覆盖于工作电极及参考电极，该反应膜用以与检体接触而产生专一性电化学反应，且该反应膜由亲水性反应膜构成，以使检体容易进入反应区。

3.如权利要求2所述的可微量取样电化学生物传感器试片，其特征在于，亲水性反应膜成分包含一氧化或还原酵素、亲水性高分子、电子媒介物、界面活性剂及缓冲液盐类所组成。

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