CN211927776U - 一种带有积分电极的电化学测试条 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有积分电极的电化学测试条，包括绝缘基板，导电碳浆层，导电银浆层，绝缘中隔层，试剂层，垫片层，及亲水上盖，绝缘中隔层上镂空形成试剂区；还包括积分电极结构，其至少包括第一电极和第二电极，第一电极由设于导电碳浆层的积分电极一和设于导电银浆层的传输电极一组成，第二电极由设于导电碳浆层的积分电极二和设于导电银浆层的传输电极二组成，积分电极一和积分电极二以蛇形迹线分隔；传输电极一设置有可与检测仪器电性连接的第一触点，传输电极二设置有可与检测仪器电性连接的第二触点。本实用新型反应试剂和待分析物反应时各电极可获得最大量的信号，可同时检测待测样本中的两种或两种以上反应物，检测结果更准确。

Description

一种带有积分电极的电化学测试条

技术领域

本实用新型属于生物传感器领域，尤其是涉及一种带有积分电极的电化学测试条。

背景技术

丝网印刷是加工生产生物传感器的常用方法，该方法因其成本低，且制作方法简单被广泛使用。但是该方法存在固有的缺陷，加工精度低，使得印刷后的电极边缘容易出现毛刺、波纹等问题，对测试精度会有一定的影响。

另一方面，在没有酶层丝印技术的支持下，加工生产生物传感器时，一般使用点液的方式将反应试剂设置到电极上，点液区溶液的扩散及分布的情况是否均匀会影响到生物传感器的性能，而点液的过程以及烘干溶液的过程都容易导致溶液扩散不均匀。

当使用丝网印刷加工电极和使用点液的方式设置反应试剂同时应用时，相应的问题还会加重，表现出一定的批内差和批间差。

另外，针对血糖血酮指数(GKI)需要分别找到对应的测试条并完成两个测试才能得到最终所需的结果，罗氏的专利US20170191958A1提供了一种电极载体弯曲后形成两个同向进样通道的结构设计，这种设计对材料180°弯折后的耐候性提出了考验；

桂林优利特的专利CN201710316621.4提供了一种双面印刷电极的测试条，两个加样口各居于基材的一侧，虽然能实现一根测试条两个指标的检测，但是加样的同步性是个考验；

天津九安的专利CN201310397436.4有提到试纸条绝缘基板上设置测量电极的设置方法为丝网印刷和/或激光雕刻导电层方法，但是需要贴合一个单独制作完成的参数识别元件用于测试条的编码信息识别，工艺制作比较麻烦；

苏州玮琪的实用新型CN201520079975.8，提供了一种分支进样实现多个检测的测试条结构，这种设计的加样需血量较多；

Bayer的专利US8399070，提供了一种利用激光切割技术切穿覆盖在导电电极上的绝缘层并刻画出需要暴露的导电层的方法，由于需要切穿绝缘层并对下层的电极进行雕刻，对设备的切割精度要求非常高；

Inside Biometrics的专利US20180372670，在两层导电电极之间增加多个点样的小孔结构。这种设计对于试剂在测试条小孔上的分配以及干燥后的覆盖均匀度提出了考验；

罗氏二合一的专利US20190233870和生命扫描的专利US20110048972A1有涉及到两个工作电极共用一个对电极，这样的设计无法同一时间采集两路电信号，必须考虑分段测试；同时在两路信号切换时极易导致电子的回溯效果，引起两个回路间的信号串扰。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种可以充分利用反应区域，反应试剂和待分析物反应时各电极可以获得均匀且最大量的信号，信号强度高的带有积分电极的电化学测试条，该测试条可以同时测量两种或两种以上待测物的浓度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带有积分电极的电化学测试条，包括绝缘基板，导电碳浆层，导电银浆层，绝缘中隔层，试剂层，垫片层，及亲水上盖，所述绝缘中隔层上镂空形成与试剂层对应的试剂区；还包括积分电极结构，该积分电极结构至少包括第一电极和第二电极，所述的第一电极由设于导电碳浆层的积分电极一和设于导电银浆层的传输电极一组成，所述的第二电极由设于导电碳浆层的积分电极二和设于导电银浆层的传输电极二组成，所述的积分电极一和积分电极二以蛇形迹线分隔形成，所述的传输电极一设置在积分电极一所在一侧，传输电极二设置在积分电极二所在一侧；所述的传输电极一设置有可与检测仪器电性连接的第一触点，传输电极二设置有可与检测仪器电性连接的第二触点。

进一步的，所述迹线为由激光烧灼或轰击形成的空白分隔线。

进一步的，所述积分电极一上设有第一辅助迹线；或所述积分电极二上设有第一辅助迹线；或所述积分电极一上设有第一辅助迹线，所述积分电极二上设有第二辅助迹线。

进一步的，所述积分电极结构还包括由积分电极三和传输电极三组成的第三电极，由积分电极四和传输电极四组成的第四电极，所述传输电极三设置有可与检测仪器电性连接的第三触点，传输电极四设置有可与检测仪器电性连接的第四触点；所述试剂区包括与第一试剂层对应的第一试剂区，和与第二试剂层对应的第二试剂区。

进一步的，所述第一试剂区和第二试剂区沿绝缘基板的长度方向依次布设。

进一步的，所述第一试剂区和第二试剂区对应的积分电极区域之间设有水平分割线。

进一步的，所述积分电极结构设有多条蛇形迹线，相邻迹线所在区域之间设有水平分割线，所述分割线由激光烧灼或轰击形成。

本实用新型的有益效果是：1)当积分电极结构的第一电极和第二电极的面积相等时，反应试剂和待分析物反应时各个电极可以获得均匀的信号；2)试剂区被迹线分隔成第一电极和第二电极，试剂区被充分利用，使得反应试剂和待分析物反应时各电极可以获得最大量的信号，信号强度高；3)积分电极结构的第一电极和第二电极的面积也可以不相等，从而提高电子传递的可通过面积，增加信号强度；4)同一个测试条可以有两个或两个以上反应试剂体系，可同时检测待测样本中的两种或两种以上反应物，相对于普通的电极，相同的面积平均可获得更多信号，得到的检测结果更为准确；5)积分式电极生物传感器的制作方法简单，加工精度高，不同批次之间的差异小；6)可以实现一个测试条内含有两个检测单元，一次加样同时得到血糖和血酮两个结果，检测结束仪器直接将测得的血糖值与血酮值换算成GKI指标，有效减少了不同指标测试条之间的测试误差，并且提高了用户使用的便捷性；7)通过增加激光蚀刻的工艺，使电极间隔更小，增加试剂与反应区接触后的扩散效果；8)反应区内的电极排布更加紧密，有效减少测试时的样本体积。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的分解结构示意图。

图2为本实用新型实施例一的积分电极结构示意图。

图3为本实用新型实施例一的积分电极结构简示图。

图4为本实用新型实施例二的分解结构示意图。

图5为本实用新型实施例二的积分电极结构示意图。

图6为本实用新型实施例二积分电极结构(带有辅助迹线)示意图。

图7为本实用新型实施例二的积分电极结构简示图。

图8为本实用新型实施例三的分解结构示意图。

图9为本实用新型实施例三的积分电极结构简示图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1所示，一种带有积分电极的电化学测试条，包括绝缘基板1、导电碳浆层2、导电银浆层3、绝缘中隔层5、试剂层6、垫片层7，及亲水上盖8；还包括积分电极结构。

绝缘基板1呈长方形薄片，其宽度为5-10mm，长度为10-40mm，厚度为0.1-0.5mm；

绝缘中隔层5上镂空形成的腰形区域为试剂区51，该试剂区51为用于设置试剂层6的区域；

如图2、3所示，所述积分电极结构500包括第一电极501和第二电极502，第一电极由积分电极一5011、传输电极一5012及位于传输电极一5012端部的第一触点507组成，传输电极一5012设置在积分电极一5011所在一侧；第二电极由积分电极二5021、传输电极二5022及位于传输电极二5022端部的第二触点506组成，传输电极二5022设置在积分电极二5021所在一侧；

积分电极一5011和积分电极二5021通过蛇形迹线5001分隔形成，积分电极一5011和积分电极二5021可以无缝拼合，两者结构相同，只不过设置方向不同，积分电极一5011逆时针旋转180°后移动位置可以与积分电极二5021重合，迹线5001为积分电极一4011和积分电极二4021之间的导电碳浆被激光烧灼或轰击，导电碳浆被轰击并气化脱离形成的空白分隔线。

电极一5011的宽度为20-200um，电极一5011和电极二5021的间距为10-200um。

电化学测试条通过第一触点506和第二触点507与检测仪器电性连接

迹线5001以积分的方式将积分电极结构分成至少两个电极，使试剂层6通过试剂区51作用在第一电极501和第二电极502上时，被均匀地分配给各电极，也就是说，各电极能够得到体积相同的反应试剂，反应区域被充分利用，从而在反应试剂与待分析物反应时各电极可以获得均匀且最大量的信号，提高信号的强度。

具体的，积分电极一5011、积分电极二5021设置在导电碳浆层2上，传输电极一5012、传输电极二5022设置在导电银浆层3上。

上述结构中，第一电极501和第二电极502的结构是相同的，第一电极和第二电极的结构也可以不相同，即蛇形迹线分割成的两个梳状结构的电极面积也可以是不对称的，每个梳齿的宽度可以不同，蛇形弯曲延伸的蛇形迹线可以是垂直弯折，也可以是有弧度的弯折，或其它任何的弯折方式，例如，扩大工作电极对应的梳状区域，减少对电极/参比电极对应的梳状区域，可进一步提高电子传递的可通过面积，增加信号强度。

实施例二

如图4-7所示，一种带有积分电极的电化学测试条，包括自下而上依次排列的绝缘基板1、导电碳浆层2、导电银浆层3、绝缘中隔层5、试剂层6、垫片层7，及亲水上盖8；还包括积分电极结构，其具有两个反应试剂体系，可以同时检测待测样本中的两种反应物，绝缘中隔层5上镂空形成两个腰形区域作为与第一试剂层61对应的第一试剂区511，和与第二试剂层62对应的第二试剂区512。

具体的，该积分电极结构600包括第一电极601、第二电极602、第三电极608和第四电极609，第一电极601由积分电极一、传输电极一和第一触点607组成，第二电极602由积分电极二、传输电极二和第二触点606组成，第三电极608由积分电极三、传输电极三和第三触点611组成，第四电极609由积分电极四、传输电极四和第四触点610组成。

积分电极一、积分电极二、积分电极三和积分电极四设置在导电碳浆层2上，传输电极一、传输电极二、传输电极三和传输电极四设置在导电银浆层3上。

两个反应试剂体系之间通过水平分割线6002分隔形成，水平分割线6002由激光烧灼或轰击形成，水平分割线6002两侧对应的反应体系分别对应蛇形迹线6001和蛇形迹线6005，蛇形迹线6001、蛇形迹线6005和分割线6002组合，从而形成第一电极601、第二电极602、第三电极608和第四电极609。生物传感器通过第一触点607、第二触点606、第三触点611和第四触点610与检测仪器电性连接。

于本实施例中，两组独立的工作电极-第一电极601和第二电极602、第三电极608和第四电极609，即参比/对电极组合，可以保证测试过程中两路信号同时、同步测量，互不干扰，并且利用激光蚀刻技术有效控制了总的反应区域面积。

绝缘中隔层5相对于导电碳浆层2定义了两个类圆形的反应区域，激光蚀刻路径经过这两个反应区域，通过激光的蚀刻作用使绝缘基板1上印刷的导电碳浆层2汽化并脱离绝缘基板1，形成空白轨迹，将整个反应区域分割成两个或多个平行的互不导通的区域。导电银浆层3与固定位置的导电碳浆层2相连接，用于反应时电子的传递。进一步地，激光蚀刻路径将整个导电碳浆层2分割成第一试剂区511和第二试剂区512，使每一个反应区域均包含一对独立的工作电极与参比/对电极。

一种带有积分电极的电化学测试条700，包括第一电极701、第二电极702、第三电极708和第四电极709，第一电极701由积分电极一、传输电极一和第一触点707组成，第二电极702由积分电极二、传输电极二和第二触点706组成，第三电极708由积分电极三、传输电极三和第三触点711组成，第四电极709由积分电极四、传输电极四和第四触点710组成。水平分割线7002由激光烧灼或轰击形成，水平分割线7002两侧对应的反应体系分别对应蛇形迹线7001和蛇形迹线7005，蛇形迹线7001、蛇形迹线7005和分割线7002组合，从而形成第一电极701、第二电极702、第三电极708和第四电极709。生物传感器通过第一触点707、第二触点706、第三触点711和第四触点710与检测仪器电性连接。

图6与图5的不同之处在于，积分电极三上还带有第一辅助迹线7003，其由激光烧灼或轰击形成，积分电极四上还带有第二辅助迹线7004，其由激光烧灼或轰击形成；由于印刷时，得到的镂空的试剂区会与设定区域有一定的偏差，第一辅助迹线7003的设置可以将积分电极三和试剂区对应的有效面积进行调整，将试剂区上端被第一辅助迹线7003和迹线7001框定的区域去除，同样的，第二辅助迹线7004的设置可以将积分电极四和试剂区对应的有效面积进行调整，将试剂区下端被第二辅助迹线7004和迹线7001框定的区域去除，达到增加容纳偏差空间的目的，即增加印刷的容错率。当然，也可以只在积分电极三上设置第一辅助迹线，或只在积分电极四上设置第一辅助迹线。或者，在积分电极一上设置辅助迹线，或在积分电极二上设置辅助迹线，以达到增加印刷容错率的目的。

实施例三

当然也可以设置多个反应试剂体系，相邻的反应试剂体系之间通过水平分割线分隔，每个反应试剂体系内具有激光烧灼或轰击得到的蛇形迹线。在生物传感器的反应区域设置积分电极，使区域面积被充分利用，当同时检测待测样本中的多种反应物时，相对于普通的电极，相同的面积平均可获得更多信号，得到的检测结果更为准确。

如图8所示，本实施例与实施例二的不同之处在于，在绝缘中隔层5上刻画出一个空白的区域，用于血样进样后红细胞压积的交流电测量，获得的阻抗大小与样本中红细胞压积成正比，以此实现对反应信号受到红细胞压积影响的补偿。人体的血液具有不同的红细胞压积，一般情况是在30％-60％，但也会出现低至0％，或者高至70％甚至更高，研究表明红细胞压积是影响血液黏度的重要因素。当血液粘度低时，样本迅速进入测试条，导致其与反应试剂发生反应的时间短，反应不充分，影响检测结果；当血液粘度高时，样本进入测试条速度慢，样本未进入完全反应已经结束，这就导致了反应样本量小于理论样本量，反应不完全，影响检测结果，因此红细胞压积的补偿是有必要的。通过红细胞压积补偿，去解决由于血液粘度所导致的反应不充分和反应不完全等问题，校正检测结果，以得到准确的待测物含量。

即绝缘中隔层5上镂空形成三个区域作为与第一试剂层61对应的第一试剂区511，与第二试剂层62对应的第二试剂区512，及用于血样进样的空白区513。

具体的，一种带有积分电极的电化学测试条，包括自下而上依次排列的绝缘基板1、导电碳浆层2、导电银浆层3、绝缘中隔层5、试剂层6、垫片层7，及亲水上盖8；还包括积分电极结构，其具有两个反应体系。

该积分电极结构800包括第一电极801、第二电极802、第三电极803、第四电极804和第五电极805，第一电极801由积分电极一8011、传输电极一8012和第一触点8013组成，第二电极802由积分电极二、传输电极二和第二触点8021组成，第三电极803由积分电极三、传输电极三和第三触点8031组成，第四电极804由积分电极四、传输电极四和第四触点8041组成，第五电极805由积分电极五、传输电极五和第五触点8051。

积分电极一、积分电极二、积分电极三、积分电极四和积分电极五设置在导电碳浆层2上，传输电极一、传输电极二、传输电极三、传输电极四和传输电极五设置在导电银浆层3上。积分电极五通过空白区域暴露，其为红细胞压积补偿电极，其结构符合电路排布规则，能实现红细胞压积校正功能，可以是与其他电极相同的结构。积分电极五与其中一个对电极形成回路，检测时电极两端提供一定频率的交流电压，检测得到的交流电信号或阻抗信号与样本中的红细胞压积呈对应关系。

两个反应体系之间通过水平分割线分隔形成，积分电极五所在的区域与反应体系所在区域之间通过水平分割线分隔而成，水平分割线由激光烧灼或轰击形成，水平分割线对应的区域分别对应第一蛇形迹线、第二蛇形迹线和第三蛇形迹线。电化学测试条通过第一触点8013、第二触点8021、第三触点8031、第四触点8041和第五触点8051与检测仪器电性连接。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种带有积分电极的电化学测试条，其特征在于：包括绝缘基板，导电碳浆层，导电银浆层，绝缘中隔层，试剂层，垫片层，及亲水上盖，所述绝缘中隔层上镂空形成与试剂层对应的试剂区；还包括积分电极结构，该积分电极结构至少包括第一电极和第二电极，所述的第一电极由设于导电碳浆层的积分电极一和设于导电银浆层的传输电极一组成，所述的第二电极由设于导电碳浆层的积分电极二和设于导电银浆层的传输电极二组成，所述的积分电极一和积分电极二以蛇形迹线分隔形成，所述的传输电极一设置在积分电极一所在一侧，传输电极二设置在积分电极二所在一侧；所述的传输电极一设置有可与检测仪器电性连接的第一触点，传输电极二设置有可与检测仪器电性连接的第二触点。

2.根据权利要求1所述的带有积分电极的电化学测试条，其特征在于：所述迹线为由激光烧灼或轰击形成的空白分隔线。

3.根据权利要求1或2所述的带有积分电极的电化学测试条，其特征在于：所述积分电极一上设有第一辅助迹线；或所述积分电极二上设有第一辅助迹线；或所述积分电极一上设有第一辅助迹线，所述积分电极二上设有第二辅助迹线。

4.根据权利要求3所述的带有积分电极的电化学测试条，其特征在于：所述积分电极结构还包括由积分电极三和传输电极三组成的第三电极，由积分电极四和传输电极四组成的第四电极，所述传输电极三设置有可与检测仪器电性连接的第三触点，传输电极四设置有可与检测仪器电性连接的第四触点；所述试剂区包括与第一试剂层对应的第一试剂区，和与第二试剂层对应的第二试剂区。

5.根据权利要求4所述的带有积分电极的电化学测试条，其特征在于：所述第一试剂区和第二试剂区沿绝缘基板的长度方向依次布设。

6.根据权利要求4所述的带有积分电极的电化学测试条，其特征在于：所述第一试剂区和第二试剂区对应的积分电极区域之间设有水平分割线。

7.根据权利要求1所述的带有积分电极的电化学测试条，其特征在于：所述积分电极结构设有多条蛇形迹线，相邻迹线所在区域之间设有水平分割线，所述分割线由激光烧灼或轰击形成。

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