CN201207049Y - 生化感测系统、量测装置及生化感测试片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生化感测系统、量测装置及生化感测试片。生化感测系统包含生化感测试片及量测装置。生化感测试片具有绝缘基板、设置于绝缘基板上的电极组、以及由绝缘基板所构成的辨识单元。量测装置具有微处理单元以及连接器，其中连接器耦合辨识单元以接收辨识单元所表示的识别码的信号，且微处理单元耦合连接器以接收信号。其中辨识单元是以绝缘基板的预定区域是否有至少一凹槽形成，并且配合至少一凹槽的位置而组合成所表示的识别码。

Description

生化感测系统、量测装置及生化感测试片

技术领域

本实用新型涉及一种生化感测系统、量测装置及生化感测试片，特别是，关于一种可免除密码卡需求的自动校正的生化感测系统、量测装置、及生化感测试片。

背景技术

随着医学的进步与现代人对于健康护理观念的日益提升，定点照护检测(Point-of-Care；POCT)的市场普及化也大增。这类的检测趋向快速、便宜、体积小、以及不需专业人员操作的自我检验产品，例如血糖仪、电子耳温枪、以及电子是血压计等。而在此领域中，生化感测试片的使用已经是一项极为纯熟的技术，其中又以分析血糖的应用最为广泛。

已知生化感测系统中，每一批生化感测试片在生产过程中都已设定独特的变异参数。因此，在使用量测装置对该批生化感测试片进行量测之前需通过一密码卡(code card)来对量测装置进行校正，如美国专利第5,366,609号以及PCT专利第WO00/33072号所揭示。然而，密码卡的烧录和制备会增加人力与制造成本，而且也常发生用户忘记插入或插错密码卡导致校正错误及数据判读上的错误、或是密码卡遗失等问题。

为了改善密码卡使用上所造成的不便，美国专利第6,814,844号披露了一种利用条码(bar code)作为辨识方式。图1显示美国专利第6,814,844号所披露的已知检测试片100，其包含具有多个彼此绝缘的电极的试片导电组110以及设置于试片导电组110间的条码120。条码120为利用激光消熔法(laserablation method)而形成于基板上的条码图形。详言之，利用高能量脉冲激光光轰击已涂覆于基板上的金靶材的表面，使得金靶材表面瞬间蒸发，而形成条码图形。然而，如美国专利第6,814,844号所揭示，条码120的辨识方式为光学式的检测系统，例如使用CCD或LED作为侦测，其需使用额外的光学元件制造成本较高。再者，此种辨识条码120的再现性与准确度受限于靶材表面材料，不但会造成工艺上的限制亦可能增加制造成本。

因此，有必要提供一种免除密码卡的校正且可维持工艺成品率及检测准确率的生化感测系统。

实用新型内容

鉴于先前技术所存在的问题，本实用新型提供了一种可免除密码卡的使用、减少操作失误、且可减少工艺不成品率的自动校正的生化感测系统。

根据本实用新型之一方面，提供了一种生化感测系统，其包含生化感测试片及量测装置。生化感测试片具有绝缘基板、设置于绝缘基板上的电极组、以及由绝缘基板所构成的辨识单元。量测装置具有微处理单元以及连接器，其中连接器耦合辨识单元以接收辨识单元所表示的识别码的信号，且微处理单元耦合连接器以接收信号。

在一实施例中，辨识单元是以绝缘基板的预定区域是否有至少一凹槽形成，并且配合至少一凹槽的位置而组合成所表示的识别码。举例而言，至少一凹槽包含贯穿绝缘基板之一槽道、缺口或孔洞，以及未贯穿绝缘基板的凹槽或凹穴。连接器系具有至少一感测单元组，且感测单元组的数目系相应于预定区域所能划分的凹槽的数目。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种量测装置。此量测装置系用以搭配生化感测试片使用。生化感测试片具有绝缘基板、设置于绝缘基板上的电极组、以及由绝缘基板所构成的辨识单元，其中辨识单元是以绝缘基板的预定区域是否有至少一凹槽形成，并且配合凹槽的位置而组合成所表示的识别码。量测装置包含连接器，耦合由绝缘基板所构成的辨识单元，以接收辨识单元所表示的识别码的信号；以及微处理单元，耦合连接器以接收来自连接器的信号。

根据本实用新型的再一方面，提供了一种生化感测试片，其具有绝缘基板；电极组设置于绝缘基板之上；以及辨识单元是由绝缘基板所构成，其中辨识单元是以绝缘基板的预定区域是否有至少一凹槽形成，并且配合凹槽的位置而决定生化感测试片的识别码。

此外，于一实施例，连接器的感测单元组是以短路方式感测辨识单元。举例而言，感测单元组包含二个导电端子及二个弹片部，其中二个弹片部互相不接触。然而，当试片嵌入量测装置时，二个弹片受到挤压而接触以形成短路，并通过导电端子与电路系统电性连接以输出信号至微处理单元。

于另一实施例，连接器的感测单元组是以断路方式感测辨识单元。举例而言，感测单元组包含二个导电端子及二个弹片部，其中二个弹片部互相接触。然而，当试片嵌入量测装置时，二个弹片受到挤开而形成断路，并通过导电端子与电路系统电性连接以输出信号至微处理单元。

本实用新型的其他方面，部分将在后续说明中陈述，而部分可由说明中轻易得知，或可由本实用新型的实施而得知。本实用新型的各方面将可利用后附的权利要求中所特别指出的元件及组合而理解并达成。需了解，前述的一般说明及下列详细说明均仅作举例之用，并非用以限制本实用新型。

附图说明

图1绘示一已知的生化感测试片；

图2绘示本实用新型一实施例的生化感测试片；

图3绘示图2的生化感测试片的结构分解图；

图4及图5为根据本实用新型不同实施例所绘示的生化感测试片；

图6为根据本实用新型一实施例所绘示的生化感测系统的方块示意图；

图7A及7B为根据本实用新型一实施例所绘示的连接器的侦测单元组与感测单元组的示意图。

附图标记说明

100   已知检测试片            110试片导电组

120   条码                    200生化感测试片

210   绝缘基板                220导电层

222   工作电极                224参考电极

226   感测电极                230绝缘垫高层

235a  开口                    235反应区

240   反应层                  250上盖

255   通气孔                  260辨识单元

262   凹槽                    400生化感测试片

410   绝缘基板                422工作电极

424   参考电极                426感测电极

460   辨识单元                462a～462f构成单元

500   生化感测试片            510绝缘基板

522   工作电极            524参考电极

526   感测电极            560辨识单元

562a～562f  构成单元      600生化感测系统

610   生化感测试片        622工作电极

624   参考电极            626感测电极

660   辨识单元            662凹槽

630   量测装置            640连接器

650   微处理单元          655数字数据

665   电源                670显示器

具体实施方式

本实用新型披露一种不需利用密码卡校正亦不需额外涂布金属识别码的生化感测系统、量测装置、及生化感测试片，其可免除密码卡工艺、操作方便、防止忘记插入密码卡或插错密码卡等失误、且可免除制造金属识别码过程中失误发生的可能性。为了使本实用新型的叙述更加详尽与完备，可参照下列描述并配合图2至图7B的图式，其中类似的元件符号代表类似的元件。然以下实施例中所述的装置、元件及程序步骤，仅用以说明本实用新型，并非用以限制本实用新型的范围。

图2绘示本实用新型一实施例的生化感测试片200，而图3则绘示生化感测试片200的结构分解图。本实用新型的生化感测试片200包含绝缘基板210、导电层220、绝缘垫高层230、上盖250、及由绝缘基板210所构成的辨识单元260。

绝缘基板210具有电绝缘性，其材料可包含但不限于：聚氯乙烯(PVC)、玻璃纤维(FR-4)、聚酯(polyester)、电木板(bakelite)、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)或陶瓷等。

如图2及图3所示，辨识单元260是由绝缘基板210的预定区域A所构成。举例而言，预定区域A位于绝缘基板210的一侧，而辨识单元260是以绝缘基板210的预定区域A是否有至少一凹槽262形成，并且配合凹槽262的位置而组合成所表示的识别码。举例而言，辨识单元260可为绝缘基板210的预定区域A，其上无需额外涂布已知作为条码的金属图案，且绝缘基板210的预定区域A可依据所欲提供的识别码数目，划分成多个子区域，以作为辨识单元260的构成元件。当辨识单元260包含凹槽262时，可依据凹槽262的数目及位置，而组合出辨识单元260所表示的识别码。亦即，每个子区域系表示凹槽262潜在的位置，而凹槽262的尺寸可依所划分的子区域变化，较佳小于等于一个子区域。如图所示，于此实施例中，作为辨识单元260的绝缘基板210的预定区域A划分为6个子区域，且其中一个子区域形成有凹槽262。而本实用新型凹槽262可为贯穿绝缘基板210的槽道、缺口或孔洞，亦可为未贯穿绝缘基板210的凹槽或凹穴。在此实施例中，为举例一缺口(或称矩形槽道)的态样。然，本实用新型并不限制辨识单元260的形状。有关于辨识单元260的操作将于后详述。

导电层220至少包含电极组。电极组至少包含工作电极与参考电极。在一实施例中，电极组220包含相互绝缘的工作电极222、参考电极224、及感测电极226。

导电层220的材料可为任何导电物质，例如碳胶、金银胶、铜胶、碳银混合胶、或其类似物及组合等。在一实施例中，导电层220是由导电银胶层以及置于导电银胶层之上的导电碳粉层所组成。在此实施例中，感测电极226设置于工作电极222及参考电极224之间，用以感测生化感测试片200与量测装置(如图6的630)间的电性连接。当生化感测试片200置入量测装置后，感测电极226将与量测装置间形成回路，而启动量测装置。事实上，只要各电极组的配置作用如上述，且各电极之间彼此绝缘即已足够。本实用新型并不限制工作电极222、参考电极224、及感测电极226的安排方式，亦不限制电极的数量，可根据实际应用所需而增加其他电极。

绝缘垫高层230系置于导电层220之上，且绝缘垫高层230包含开口235a，以暴露导电层220的一部分而定义反应区235(如导电层220的虚线部分所示)。开口235a只要能够暴露出部分的工作电极222及部分的参考电极224即已足够，本实用新型并不限制开口235a(亦即反应区235)的形状。此外，绝缘垫高层230的设计亦暴露出导电层220的另一部分(例如接近辨识单元260的部分，图未标示)，以使导电层220可与量测装置(如图6的630)电性相接。绝缘垫高层230的材料可包含但不限于PVC绝缘胶带、PET绝缘胶带、热干燥型绝缘漆或紫外光固化型绝缘漆。

上盖250置于绝缘垫高层230之上，且覆盖所定义的反应区235(如开口235a)。介于绝缘基板210与上盖250之间的部分形成具毛细吸引力的取样空间，即反应区235。当取样空间的面积固定时，其体积可取决于绝缘垫高层230的厚度。一般而言，绝缘垫高层230的厚度介于约0.005毫米至约0.3毫米，然不在此限。此外，在制造过程中，可将已裁切出用以定义反应区235的开口235a的绝缘垫高层230放置于绝缘基板210与导电层220上，亦可以印刷的方式避开所欲定义的反应区235及用以与量测装置电性相接的区域，而直接形成绝缘垫高层230于部分的绝缘基板210与导电层220之上。

本实用新型的生化感测试片200还包含置于反应区235中的反应层240，其具有专一性辨识生物材料或信号的能力，其中反应层240的材料系随样品不同而有所不同，例如可为氧化还原酶，用以与样品产生化学反应。一般而言，反应层240至少覆盖部分的工作电极222。

本实用新型的上盖250可为透明或半透明材料，以方便观察反应区235是否已填入样品，避免样品未填入前即进行检测，而导致错误的结果。上盖250的接近反应区的下表面可涂布亲水材料，以加强反应区235内部壁面的毛细作用，用以更迅速有效地将样品导入反应区235中。上盖250还包含相应于反应区235的通气孔255，用以排出反应区235内的气体以加强毛细作用，一般而言，通气孔255系靠近反应区235末端。本实用新型并不限制通气孔255的形状，举例来说，通气孔255可为圆形、椭圆形、长方形、菱形等。

图4及图5为根据本实用新型不同实施例所绘示的生化感测试片400及500，其为方便说明并未绘示绝缘垫高层及上盖。生化感测试片400包含绝缘基板410、与相互绝缘的工作电极422、参考电极424、感测电极426。其中绝缘基板410的一部分(亦即预定区域A)构成辨识单元460。辨识单元460包含多个由预定区域A划分而成的子区域而形成多个构成单元。在此实施例中，辨识单元460有6个构成单元(例如462a～462f)，且其中一个构成单元462b形成为凹槽，而其余则为绝缘基板410的预定区域剩余部分。形成有凹槽的构成单元462b较佳为贯穿绝缘基板410的缺口，但不以此为限。于另一实施例，参考图5，生化感测试片500的配置与图4所示类似，其包含绝缘基板510、相互绝缘的工作电极522、参考电极524、及感测电极526。其中辨识单元560有二个构成单元562b、562e形成为凹槽，而其余则为绝缘基板510的预定区域剩余部分(如562a，562c，562d，562f)。在图5所示的实施例中，构成单元562b及562e为未贯穿绝缘基板510的凹道。亦即，当利用裁切或冲床工艺于绝缘基板510上形成辨识单元560所代表的识别码时，系仅移除部分绝缘基板510，使得部分预定区域(即构成单元562b，562e)的厚度较原本绝缘基板510的厚度为薄。因此，当生化感测试片200、400或500置入量测装置时，量测装置将依据辨识单元260、460、560中是否有凹槽形成，并配合凹槽的数目及位置而启动连接器上相对应的感测单元组，进而与量测装置形成电性连接，使量测装置由此而得以辨别生化感测试片400及500，进而采行相对应校正参数或模式进行量测。

虽然图4及图5显示了具有六个构成单元的辨识单元，但本实用新型并不限制构成单元的数量。亦应了解到，构成单元的数量及位置可由设计者根据实际应用自行设定，其可组合出多个不同的识别码。举例来说，当辨识单元具有N个构成单元时(即绝缘基板的预定区域区分成N个子区域)，将可组合出2^N-1个识别码。亦即，每个构成单元(子区域)因应凹槽的存在与否可具有两种状态(如0或1)，而配合每个构成单元的位置，即可组合成多个独特的识别码。辨识单元将可由此用以表示不同功能的生化感测试片，或不同批次的生化感测试片。在其他实施例中，辨识单元的构成单元可为贯穿或未贯穿绝缘基板的孔洞。只要量测装置能辨识出辨识单元利用构成单元状态(如0或1)所表示的识别码，本实用新型并不限制孔洞的形状与大小。

图6为根据本实用新型一实施例所绘示的生化感测系统600的方块示意图，其包含生化感测试片610及一量测装置630。生化感测试片610包含工作电极622、参考电极624、感测电极626、及辨识单元660，其中辨识单元660包含至少一构成单元，如前所述。举例而言，于此实施例有6个构成单元，其中之一构成单元626形成有凹槽。量测装置630包含连接器640及耦合至连接器640的微处理单元650，其中微处理单元650内建一数字数据655，其可例如为校正参数、检测模式、或其他信息等。工作电极622、参考电极624、感测电极626、及辨识单元660透过与连接器640之间的相接而与量测装置630电性相连。

当生化感测试片610与连接器640连接，感测电极626与连接器640之间将形成回路，而使微处理单元650启动量测装置630。此外，由于辨识单元660的多个构成单元分别有不同状态(例如有凹槽或没凹槽)，因此将与连接器640的连接产生不同的形式，由此将产生对应此辨识单元660所表示的识别码的信号至微处理单元650。微处理单元650则可将根据此信号进行辨识，并自数据655中选择相应此信号的参数或模式以执行。量测装置630还包含用以显示各种量测结果的显示器670，以及用以提供所需电源的电源665。在另一实施例中，显示器670及电源665可为外接装置，而不包含于量测装置630中。

于一实施例，连接器640系具有多个侦测单元组与至少一感测单元组。如图7A所例示，连接器中640的侦测单元组742系用以侦测试片上各电极间的电性变化，进而传输至相关的电路系统。举例而言，侦测单元组742包含接触部742a及导电端子742b。接触部742a系与试片电性接触以侦测各电极间的电性变化，进而通过导电端子742b将所侦测的电性变化传输至电路系统，以进行后续的信号处理而得到量测结果。感测单元组744的数目系相应于辨识单元的构成单元的数目，亦即绝缘基板的预定区域所欲划分的潜在凹槽的数目。换言之，感测单元组744于连接器640的设置系对应于生化感测试片上的辨识单元的位置，用以耦合各个构成单元。感测单元组744可以断路方式或短路方式感测辨识单元来形成信号。如图7B所示，于一实施例，感测单元组744包含二个弹片部744a、744b及二个导电端子744c、744d，其中二个弹片部744a、744b系设计成互相不接触。然而，当试片嵌入量测装置630时，二个弹片744a、744b因应辨识单元的设计受到相应的挤压(例如受无凹槽形成的构成单元挤压)而接触形成短路，并产生信号通过导电端子744c、744d与电路系统电性连接以输出信号，以利微处理单元650进行后续的处理。亦即，因应辨识单元是否有凹槽以及配合凹槽的位置，使得连接器640相应的感测单元组744产生特定短路状态，而将此状态传送至电路系统以利微处理单元650进行后续处理。换言之，只要绝缘基板作为辨识单元的预定区域，具有可辨识的机构性几何图案化(例如穿透基板或不穿透基板的凹槽图案)，使得感测单元组744能依据个别构成单元的状态(例如是否有凹槽)产生对应信号(例如是否形成短路)，即能使得微处理器依据接收的识别码信号采用相应的模式进行处理。

此外，于选替实施例，感测单元组744的弹片部744a、744b设计成互相接触。因此，当试片嵌入量测装置时，二个弹片部744a、744b受到挤开而形成断路，并产生信号通过导电端子744c、744d与电路系统电性连接以输出信号，以利微处理单元650进行后续的处理。亦即，因应辨识单元是否有凹槽以及配合凹槽的位置，使得连接器640相应的感测单元组744产生特定断路状态，而将此状态传送至电路系统以利微处理单元650进行后续处理。换言之，只要绝缘基板作为辨识单元的预定区域，具有可辨识的机构性几何图案化(例如穿透基板或不穿透基板的凹槽图案)，使得感测单元组744能依据个别构成单元的状态(例如是否有凹槽)产生对应信号(例如是否形成断路)，即能使得微处理器依据接收的识别码信号采用相应的模式进行处理。在此需注意，侦测单元组与感测单元组的形状并不限于实施例所示，只要能达到上述作用的侦测单元组与感测单元组皆适用。

在此需注意，由绝缘基板的预定区域所划分的子区域较佳系尺寸相同，但配合连接器的感测单元组的变化，或依据不同的设计需求，每个子区域亦可为不同尺寸。亦即，辨识单元的每个构成元件只要能与感测单元组配合，其潜在欲形成的凹槽可以有不同尺寸、形状、深度。

如上所述，本实用新型的辨识单元是由机构性图案化绝缘基板的预定区域所构成，无需额外涂覆昂贵的金属材料，可节省制造成本。此外，本实用新型的辨识单元系结合于生化感测试片的绝缘基板，供辨识与指定在量测装置中所内建的数据，例如内建多组相应于试片上辨识单元组合数的校正参数、检测模式、或其他信息。因此，本实用新型所揭示的生化感测系统不但达到无需密码卡的目的并降低了试片的制造成本，且避免人为操作的疏失。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并非用以限定本实用新型的权利要求；凡其它未脱离本实用新型所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述的权利要求内。

Claims (21)

1.一种生化感测系统，其特征在于包含:

生化感测试片，具有绝缘基板、设置于该绝缘基板上的电极组、以及由该绝缘基板所构成的辨识单元；以及

量测装置，具有微处理单元以及连接器，其中该连接器耦合该辨识单元以接收该辨识单元所表示的识别码的信号，且该微处理单元耦合该连接器以接收该信号。

2.如权利要求1所述的生化感测系统，其特征在于该辨识单元系以该绝缘基板的预定区域是否有至少一凹槽形成，并且配合该至少一凹槽的位置而组合成所表示的识别码。

3.如权利要求2所述的生化感测系统，其特征在于该至少一凹槽包含贯穿该绝缘基板的槽道、缺口或孔洞，以及未贯穿该绝缘基板的凹道或凹穴。

4.如权利要求2所述的生化感测系统，其特征在于该绝缘基板的该预定区域划分为N个子区域，其中每个子区域为该凹槽的潜在位置，使得该辨识单元所代表的识别码为该N个子区域可组合成的2^N-1个识别码其中之一。

5.如权利要求4所述的生化感测系统，其特征在于该连接器具有至少一感测单元组，且该至少一感测单元组的数目系相应于该预定区域所欲划分的该子区域的数目。

6.如权利要求5所述的生化感测系统，其特征在于该感测单元组为以断路方式感测该辨识单元以形成该信号。

7.如权利要求5所述的生化感测系统，其特征在于该感测单元组为以短路方式感测该辨识单元以形成该信号。

8.如权利要求1所述的生化感测系统，其特征在于该微处理单元内建有由该微处理单元根据所接收的该信号选择其中之一以用于校正该生化感测系统的多组校正参数。

9.如权利要求1所述的生化感测系统，其特征在于该微处理单元内建有由该微处理单元根据所接收的该信号选择其中之一来执行的多个模式。

10.如权利要求1所述的生化感测系统，其特征在于该电极组包含相互绝缘的工作电极、参考电极及感测电极。

11.如权利要求10所述的生化感测系统，其特征在于该感测电极系用以感测该生化感测试片与该量测装置间的电性连接。

12.一种量测装置，用以搭配生化感测试片使用，其中该生化感测试片具有绝缘基板、设置于该绝缘基板上的电极组、以及由该绝缘基板所构成的辨识单元，其中该辨识单元系以该绝缘基板的预定区域是否有至少一凹槽形成，并且配合该至少一凹槽的位置而组合成所表示的识别码，其特征在于该量测装置包含:

连接器，耦合由该绝缘基板所构成的该辨识单元，以接收该辨识单元所表示的识别码的信号；以及

微处理单元，耦合该连接器以接收来自该连接器的该信号。

13.如权利要求12所述的量测装置，其特征在于该连接器包含至少一感测单元组，以断路方式感测该辨识单元以形成该信号。

14.如权利要求12所述的量测装置，其特征在于该连接单元包含至少一感测单元组，以短路方式感测该辨识单元以形成该信号。

15.一种生化感测试片，其特征在于包含:

绝缘基板；

电极组，设置于该绝缘基板之上；以及

辨识单元，是由该绝缘基板所构成，

其中该辨识单元系以该绝缘基板的预定区域是否有至少一凹槽形成，并且配合该至少一凹槽的位置而决定该生化感测试片的识别码。

16.如权利要求15所述的生化感测试片，其特征在于该至少一凹槽包含贯穿该绝缘基板的槽道及未贯穿该绝缘基板的槽穴。

17.如权利要求15所述的生化感测试片，其特征在于该绝缘基板的该预定区域划分为N个子区域，其中每个子区域为该凹槽的潜在位置，使得该辨识单元所代表的识别码为该N个子区域可组合成的2^N-1个识别码其中之一。

18.如权利要求15所述的生化感测试片，其特征在于还包含:

绝缘垫高层，覆盖该电极组的一部分，其中未被该绝缘垫高层覆盖的该电极组的一部分形成具有一开口端的反应区；以及

上盖，置于该绝缘垫高层之上并覆盖该反应区，该上盖具有对应该反应区的通气孔。

19.如权利要求18所述的生化感测试片，其特征在于还包含反应层，置于该反应区中，其中该反应层包含氧化还原酶。

20.如权利要求19所述的生化感测试片，其特征在于该电极组包含相互绝缘的工作电极、参考电极、及感测电极，且该反应层至少覆盖该工作电极。

21.如权利要求15所述的生化感测试片，其特征在于该电极组的材料选自碳胶、银胶、铜胶、金银混合胶和碳银混合胶其中之一或者其混合物。

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