CN220983183U - 电极芯片及电化学检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电化学检测技术领域，公开了电化学检测装置的电极芯片及电化学检测装置，所述电极芯片包括基底、工作电极、参比电极和对电极，所述基底包括第一面、第二面和第三面，所述第一面、所述第二面与所述第三面中的任意两者不在同一平面内，所述工作电极设于所述第一面，所述参比电极设于所述第二面，所述对电极设于第三面。本申请提供的电极芯片及电化学检测装置，工作电极、参比电极及对电极分别设置在基底的不同的平面内，不存在重叠结构，不需要使用绝缘层，提高电极芯片生成良率，简化电极芯片安装方式。

Description

电极芯片及电化学检测装置

技术领域

本申请涉及电化学检测技术领域，尤其涉及一种电极芯片及电化学检测装置。

背景技术

电化学检测装置的电极(如葡萄糖传感器电极等)一般具有三电极芯片，三电极芯片包括工作电极、参比电极与对电极。通过在工作电极上固定响应分析物的敏感物质，可以将所需信号转化为电压、电流或电阻等可测量的电信号，并通过其与分析物浓度之间的线性关系进行定量分析。植入式的电化学检测装置的电极需植入体内进行长时间的生物信号的测量，当电极体积较大时，对人体组织的刺激较大，可能会导致严重的异体反应，不仅会影响测量的准确性，同时会为用户带来极差的佩戴体验。

传统的电极为了减小植入部分的体积，一般是在较薄的基片正反面进行三电极的分布，这就需要印刷多层绝缘层，但在制造的过程中依然难以避免同一面的两个电极发生短路。

实用新型内容

本申请提供的电极芯片及电化学检测装置，在基底的多面设置工作电极、参比电极及对电极，减少绝缘层的使用，降低制造难度。

本申请实施例提供的电化学检测装置的电极芯片，包括基底、工作电极、参比电极和对电极，所述基底包括第一面、第二面和第三面，所述第一面、所述第二面与所述第三面中的任意两者不在同一平面内，所述工作电极设于所述第一面，所述参比电极设于所述第二面，所述对电极设于第三面。

可选地，所述第一面、所述第二面和所述第三面均为平面。

可选地，所述第一面、所述第二面及所述第三面均为曲面。

可选地，所述基底还包括第四面，所述第三面与所述第四面邻接，所述第四面与所述第一面、所述第二面、所述第三面任意两者不在同一平面内，第四面上设置有所述对电极。

可选地，所述基底还包括第五面，所述第四面与所述第五面邻接，所述第五面与所述第四面、所述第一面、所述第二面、所述第三面任意两者不在同一平面内，所述第五面上设置有所述对电极。

可选地，所述工作电极、所述参比电极及所述对电极的表面设有通量限制膜和/或生物相容膜。

本申请还提供一种电化学检测装置，包括上述的电极芯片；还包括电极连接器和电路板，所述电极芯片通过所述电极连接器与所述电路板电性连接。

可选地，所述电极连接器设有多个导电卡扣，所述电极芯片可拆卸安装于所述电极连接器内，多个所述导电卡扣分别所述工作电极、所述参比电极及所述对电极对应且接触。

可选地，所述电路板设有安装部，所述安装部与所述电极连接器外形相适配；所述电极连接器可拆卸安装于所述安装部内。

可选地，所述安装部设有与所述导电卡扣相适配的安装槽，所述导电卡扣可插设安装于所述安装槽内。

本申请实施例提供的电极芯片，包括基底，基底包括第一面、第二面和第三面，第一面、第二面与第三面中的任意两者不在同一平面内，所以在制造电极芯片的过程中，可以分别在基底的不同面上设置工作电极、参比电极和对电极，工作电极、参比电极及对电极之间不需要使用绝缘层，降低制作工艺要求，明显提高电极芯片的良率，且不需要设置过孔，结构较为简单。电路板开设安装部，电极芯片通过电极连接器安装在电路板上，即可实现工作电极、参比电极及对电极与电路板导通，安装更加简便。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请其中一个实施例中电极芯片的结构示意图；

图2是图1所示的电极芯片的另一视角的结构示意图；

图3是包括有图1所示的电极芯片的电化学检测装置的组装结构示意图；

图4是图3所示的电化学检测装置的分解结构示意图；

图5是图4所示的电化学检测装置的A部位的局部放大图。

图中标记的含义为：

10、电极芯片；

11、基底；

111、第一面；112、第二面；113、第三面；114、第四面；

12、工作电极；

121、第一导电触点；122、第一导线；123、分析物敏感物质；

13、参比电极；

131、第二导电触点；132、第二导线；133、参比物质；

14、对电极；

141、第一部；142、第二部；143、第三导电触点；144、第三导线；

20、电极连接器；

21、主体件；22、第一导电卡扣；23、第二导电卡扣；24、第三导电卡扣；

30、电路板；

31、安装部；32、第一安装槽；33、第二安装槽；34、第三安装槽。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”、“一些实施例”或“实施例”意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征、结构或特性。

为了说明本申请的技术方案，下面结合具体附图及实施例来进行说明。

传统的电极一般是通过丝网印刷等方式先在面积很小的基片表面沉积至少7层物质来制作，中间还需要印刷多层绝缘层，再设置过孔将不同层间的物质相连接，不仅对制造精度要求很高，使得电极制造的步骤较为复杂，且在制造的过程中同一面的两个电极有发生短路的可能。

为了解决上述问题，请参考图1和图2，图1是本申请其中一个实施例中电极芯片10的结构示意图，图2是图1所示的电极芯片10的另一视角的结构示意图。

第一方面，本申请实施例提供了一种电化学检测装置的电极芯片10，电极芯片10包括基底11、工作电极12、参比电极13和对电极14。

其中，基底11包括第一面111、第二面112和第三面113，第一面111、第二面112与第三面113中的任意两者不在同一平面内。

需要说明的是，基底11的材质可以为PET(Polyethylene terephthalate，热塑性聚酯)或PI(Polyimide，聚酰亚胺)薄膜。

第一面111、第二面112与第三面113中的任意两者不在同一平面内，可均为平面；或者，基底11包括圆周曲面，圆周曲面包括第一面111、第二面112和第三面113，即第一面111、第二面112和第三面113为圆周曲面的不同部位；或者，第一面111和第二面112均为平面且互不共面，第三面113为曲面；或者，第一面111和第三面113均为平面且互不共面，第二面112为曲面；或者，第二面112和第三面113均为平面且互不共面，第一面111为曲面。

工作电极12设于第一面111，参比电极13设于第二面112，对电极14设于第三面113。

其中，在电化学检测装置中，工作电极12用于作为目标识别，工作电极12的材质一般为惰性金属，如金属铂、金等，对电极14用于作为电流源，对电极14的材质一般为惰性金属，参比电极13用于提供一个已知的溶液稳定电位，常用的类型有标准氢电极和甘汞电极等。

可以理解的是，可以通过丝网印刷、离子溅射或电化学沉积等方法分别在基底11的第一面111和第二面112上分别沉积工作电极12和参比电极13，之后将基底11按所需尺寸切割后，再在切割下来的基底11的第三面113上沉积对电极14；或者，通过丝网印刷、离子溅射或电化学沉积等方法分别在基底11的第一面111、第二面112和上第三面113分别沉积工作电极12、参比电极13和对电极14，再将基底11按所需尺寸切割。

由于第一面111、第二面112与第三面113中的任意两者不在同一平面内，即工作电极12、参比电极13级对电极14分别设置在基底11的不同面上，工作电极12、参比电极13级对电极14彼此之间不需要设置绝缘层结构，减少绝缘层的使用，减少制作工艺步骤，且不需要在电极芯片10上设置过孔，电极芯片10制造的步骤较为简单。

可以理解的是，工作电极12包括分析物敏感物质123，如对特定有机化合物敏感的酶或者抗体，当有机化合物流过工作电极12时，分析物敏感物质123会与之发生氧化或还原反应，产生可测量的电流或电位变化，分析物敏感物质123的量的多少会影响电流的大小，参比电极13包括参比物质133，如Ag或AgCl等，参比物质133的量会影响参比电极13的长期稳定性。

请参考图1和图2，在其中的一些实施例中，第一面111、第二面112和第三面113均为平面。

通过采用上述方案，方便在基底11上沉积工作电极12、参比电极13和对电极14。

可以理解的是，本实施例中，由于第一面111、第二面112和第三面113均为平面，所以可以增大工作电极12、参比电极13和对电极14的面积，从而能够在工作电极12上沉积更多分析物敏感物质123，使信号更强，降低测量的误差，同时能够在参比电极13上沉积更多参比物质133，避免长时间测量时由于参比物质133的消耗使电化学信号发生较大偏移。

在其中的一些实施例中，第一面111、第二面112和第三面113均为曲面。

通过采用上述方案，方便在基底11上沉积工作电极12、参比电极13和对电极14。

可选地，基底11包括圆周曲面，圆周曲面包括第一面111、第二面112和第三面113。可以理解地，基底11可以为圆柱体，第一面111、第二面112及第三面113为基底11曲面的一部分。如此设置，能够使得电极芯片10的结构较为简单，从而能够进一步地简化电极芯片10的结构。

请继续参考图1和图2，在其中的一些实施例中，基底11还包括第四面114，第三面113与第四面114邻接，且第四面114与第一面111、第二面112、第三面113分别是基底11的不同面，可以理解为基底11为长方体的四个不同面，第四面114上设置有对电极14。

通过采用上述方案，能够增大对电极14的面积，从而可以降低电流密度，减少局部过热和对电极14上物质的聚集，进而提高了对电极14的稳定性。

此外，大面积对电极14也能更好地应对因环境变化而导致的波动，使电极芯片10更加稳定可靠。

请参考图1和图2，在其中的一些实施例中，基底11还包括第五面(图中未示出)第四面114与第五面邻接，第五面与第四面114第一面111、第二面112、第三面113分别是基底11的不同面，可以理解为基底11为长方体的五个不同面，第五面上设置有对电极14。

通过采用上述方案，能够进一步地增大对电极14的面积，从而可以进一步地降低电流密度，减少局部过热和对电极14上物质的聚集，进而提高了对电极14的稳定性，使电极芯片10更加稳定可靠。

可选地，对电极14包括第一部141、第二部142和第三部(图中未示出)，第一部141设于第三面113，第二部142设于第四面114，第三部设于第五面。

本实施例中，基底11可以为长方体、棱柱、圆柱或者多面体，第三面113、第四面114和第五面为前述基底11的不同表面。

可选地，本申请实施例提供的电极芯片10在制备完成后，可在工作电极12、参比电极13及对电极14上涂覆通量限制膜和/或生物相容膜，以调节通过的分析物的通量，使测量值处于线性范围内，并增加电极芯片10的生物相容性。本申请中的通量限制膜和生物相容膜均为现有技术，在此不再赘述。

传统的电极芯片10制作方式一般是通过在基底11的一面或两面进行三电极的分布来构造，不仅需要通过丝网印刷等方式在面积很小的基底11表面沉积多层物质，对制造精度要求很高，并且由于三个电极的触点分别分布在基底11的正反两面上，在与电路板30等待安装槽进行配合时，需要在触点处设置过孔，并在过孔的内壁上注入导电涂料，以使三个触点可以在同一面并与电极连接器20上的导电位点配合，使电极芯片10制造的过程步骤变得复杂。并且，由于需要在连接处设置三个电极的触点，触点分布处的基底11面积很大，需要进行弯折并装入较大的电极连接器20中才能与电路板30配合，对基底11和电极芯片10材料的柔韧性都提出了很高的要求。

请参考图1、图2、图3和图4，图3是包括有图1所示的电极芯片10的电化学检测装置的组装结构示意图，图4是图3所示的电化学检测装置的分解结构示意图。

在其中的一些实施例中，电化学检测装置还包括电极连接器20和电路板30，电极芯片10可拆卸安装于电极连接器20内，电极芯片10通过电极连接器20与电路板30电性连接。电极连接器20设有多个导电卡扣，电极芯片10可拆卸安装于电极连接器20内，工作电极12、参比电极13及对电极14分别与导电卡扣对应且接触，即导电卡扣为铜合金或其他金属材料，导电卡扣一方面可以将电极芯片10进行固定，另外一方面导电卡扣分别与工作电极12、参比电极13及对电极14接触，然后与电路板30进行配合，实现工作电极12、参比电极13及对电极14与电路板30电路导通。

通过采用上述方案，通过导电卡扣将工作电极12、参比电极13及对电极14与电路板30电连接，不需要在基底11上设置过孔，也不需要对电极芯片10进行弯折，可减少很多生产制造的步骤，并进一步减小整个电化学检测装置的尺寸。

请参考图1、图2、图3、图4和图5，图5是图4所示的电化学检测装置的A部位的局部放大图。

在其中的一些实施例中，工作电极12设有第一导电触点121，参比电极13设有第二导电触点131，对电极14设有第三导电触点143，多个导电卡扣包括与第一导电触点121相对应的第一导电卡扣22、与第二导电触点131相对应的第二导电卡扣23以及与第三导电触点143相对应的第三导电卡扣24，第一导电卡扣22、第二导电卡扣23及第三导电卡扣24围设电极连接器20的外周。

通过采用上述方案，电极芯片10通过电极连接器20安装于电路板30上时，第一导电触点121通过第一导电卡扣22与电路板30电性连接，第二导电触点131与第二导电卡扣23与电路板30电性连接，第三导电触点143通过第三导电卡扣24与电路板30电性连接。

本实施例中，电极连接器20包括主体件21主体件21具有容纳电极芯片10的腔体，第一导电卡扣22、第二导电卡扣23和第三导电卡扣24设置在主体件21的腔体侧壁。如此设置，能够使得电极芯片10的结构更加紧凑，从而能够减小整个电化学检测装置的尺寸。在本实施例中，第一导电卡扣22、第二导电卡扣23及第三导电卡扣24分别凸出于主体件21的腔体侧壁，电路板30还安装部31和安装部31的侧壁上设有第一安装槽32、第二安装槽33和第三安装槽34，安装部31与电极连接器20外形相适配；电极连接器20可拆卸安装于安装部31内。安装部31设有与导电卡扣相适配的安装槽，可以理解为第一导电卡扣22可插设安装于第一安装槽32内，第二导电卡扣23可插设安装于第二安装槽33内，第三导电卡扣24可插设安装于第三安装槽34内。

可选地，工作电极12设有第一主体部(图中未示出)和第一导线122，第一主体部和第一导电触点121通过第一导线122相连接且电性导通，分析物敏感物质123设于第一主体部。参比电极13设有第二主体部(图中未示出)和第二导线132，第二主体部和第二导电触点131通过第二导线132相连接且电性导通，参比物质133设于第二主体部。对电极14设有第三主体部(图中未示出)和第三导线144，第三主体部和第三导电触点143通过第三导线144相连接且电性导通。

本申请实施例提供的电化学检测装置，由于电极芯片10包括基底11，基底11包括第一面111、第二面112和第三面113，第一面111、第二面112与第三面113中的任意两者不在同一平面内，所以在制造电化学检测装置的过程中，可以分别在第一面111、第二面112和第三面113上对应设置工作电极12、参比电极13和对电极14，工作电极12、参比电极13和对电极14分别设置在基底11的不同面上，不需要绝缘层结构，结构更加简单，降低工艺要求，且不需要设置过孔，制造的步骤较为简单。

可选地，电路板30设有第一线路(图中未示出)、第二线路(图中未示出)和第三线路(图中未示出)，工作电极12通过第一导电卡扣22与第一线路电连接，参比电极13通过第二导电卡扣23与第二线路电连接，对电极14通过第三导电卡扣24与第三线路电连接。

可以理解的是，第一线路、第二线路和第三线路均可以为在电路板30上蚀刻获得的铜线路。

通过采用上述方案，方便将电极芯片10和电路板30相连接且电性导通。

示例地，可选地，安装部31与电极连接器20的外形相适配。

可以理解的是，电极连接器20既可以将基底11进行固定，也能将工作电极12、参比电极13和对电极14分别与电路板30相连接且电性导通。

可以理解的是，电化学检测装置还可包括信号放大单元和导线等。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.电化学检测装置的电极芯片，其特征在于，所述电极芯片包括基底、工作电极、参比电极和对电极，所述基底包括第一面、第二面和第三面，所述第一面、所述第二面与所述第三面中的任意两者不在同一平面内，所述工作电极设于所述第一面，所述参比电极设于所述第二面，所述对电极设于第三面。

2.根据权利要求1所述的电极芯片，其特征在于，所述第一面、所述第二面和所述第三面均为平面。

3.根据权利要求1所述的电极芯片，其特征在于，所述第一面、所述第二面及所述第三面均为曲面。

4.根据权利要求2所述的电极芯片，其特征在于，所述基底还包括第四面，所述第三面与所述第四面邻接，所述第四面与所述第一面、所述第二面、所述第三面任意两者不在同一平面内，第四面上设置有所述对电极。

5.根据权利要求4所述的电极芯片，其特征在于，所述基底还包括第五面，所述第四面与所述第五面邻接，所述第五面与所述第四面、所述第一面、所述第二面、所述第三面任意两者不在同一平面内，所述第五面上设置有所述对电极。

6.根据权利要求1所述的电极芯片，其特征在于，所述工作电极、所述参比电极及所述对电极的表面设有通量限制膜和/或生物相容膜。

7.一种电化学检测装置，其特征在于，包括如权利要求1至6中任意一项所述的电极芯片；还包括电极连接器和电路板，所述电极芯片通过所述电极连接器与所述电路板电性连接。

8.根据如权利要求7所述的电化学检测装置，其特征在于，所述电极连接器设有多个导电卡扣，所述电极芯片可拆卸安装于所述电极连接器内，多个所述导电卡扣分别所述工作电极、所述参比电极及所述对电极对应且接触。

9.根据权利要求8所述的电化学检测装置，其特征在于，所述电路板设有安装部，所述安装部与所述电极连接器外形相适配；所述电极连接器可拆卸安装于所述安装部内。

10.根据权利要求9所述的电化学检测装置，其特征在于，所述安装部设有与所述导电卡扣相适配的安装槽，所述导电卡扣可插设安装于所述安装槽内。