CN2876778Y

CN2876778Y - 用于生物传感器的生物感测试片结构

Info

Publication number: CN2876778Y
Application number: CN 200620040721
Authority: CN
Inventors: 戴铿硕; 林家骐
Original assignee: 戴铿硕; 林家骐
Current assignee: Visgeneer Inc
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2016-03-31

Abstract

本实用新型涉及一种用于生物传感器的生物感测试片结构，它包括一绝缘基板，基板上的工作电极及参考电极，一绝缘垫高片，酵素反应区，以及一上盖片。绝缘基板上工作电极及参考电极的两端分别为酵素反应端和生物传感器连接端。绝缘垫高片的顶端具有一U型内凹缺口与绝缘基板形成酵素反应区，该酵素反应区内涂布有至少一层酵素反应膜。上盖片与绝缘垫高片及绝缘基板共同形成一个三度空间的酵素反应室。上盖片的顶端具有一半圆形开口，为样品吸入口。上盖片对应于绝缘垫高片U型内凹缺口的底部三度空间，具有一长方形小开口，为样品吸入的排气口，亦可为样品是否充满酵素反应室的窗口。本实用新型的生物感测试片的有益效果是，使用简单、方便、准确，只需微量样品，且防止了操作错误。

Description

用于生物传感器的生物感测试片结构

技术领域

本实用新型涉及一种可用于生物传感器的感测试片，尤其涉及一种利用反应区内酵素与样品中特定标的物发生反应所产生电子传递量的改变，并结合生物传感器的使用从而换算出样品中特定标的物浓度的生物感测试片结构。

背景技术

自20世纪开始，随着医疗体系的进步，人类寿命正在延长，但是各种文明病却逐渐滋生起来，糖尿病就是其中一个重要的例子。在糖尿病方面，根据世界卫生组织(WHO)报告统计，2000年死于糖尿病的全球人口约有81万人，而患有糖尿病者约有1495万人。在大部分已开发国家中，糖尿病所造成的死亡人数排名为第四。预计到2025年，全球糖尿病患者将增加到3亿，占总人口数的1.67％，这一庞大的数字使得我们不得不重视对糖尿病的控制。

随时监控血糖浓度是控制糖尿病过程中非常重要的步骤。目前临床上测定血中生化物质浓度的方法很多，较被广泛使用的是临床生化实验室里的大型生化检测机台，由于此类仪器必须安置在特定的医疗机构内才能使用，这样就限制了检测地点。为了便于携带以及个人使用方便，掌上型生物传感器(biosensor)结合抛弃式生物感测试片(strip)就成为个人居家检测的主流。

生物传感器是一种侦测装置，由具专一性的生物性物质与转换器(transducer)组合而成。具专一性的生物性物质会辨识特定的标的物，并且转换成为另一种生物分子，此变化通常会被转换器转化为电子讯号，并调校到特定范围以利侦测。抛弃式生物感测试片的应用方法可分两种：光学法与电化学法。光学法开发较早，反应窗口必须保持干净，否则侦测结果容易受到干扰，若以电化学法侦测则可免除上述缺点。电化学法侦测的原理系利用试片表面反应区的酵素与标的物产生氧化还原反应所得的电流讯号，换算成为标的物的浓度。现有技术的电化学生物感测试片的结构包括一绝缘基板，基板上的电极(工作电极及参考电极)，一绝缘垫高片，酵素反应区，以及一上盖片。上述电化学生物感测试片的结构设计，常常让使用者在操作过程中由于下列原因而导致操作与判断错误：

1.样品吸入口的位置不合适；

2.样品需求量多；

3.操作时没有简单、明显的指示或窗口；

4.不易区别不同功能的生物感测试片等。

发明内容

为了对目前所用生物感测试片将样品吸入口位于试片的侧面(侧吸式)而造成使用者操作不便等情况加以改进，本实用新型的任务是提供一种改进的用于生物传感器的生物感测试片结构，它将上盖片的半圆形内凹缺口与绝缘垫高片的U型内凹缺口均对应于绝缘基板的顶端侧，这样样品吸入口将位于试片的顶端(顶吸式)。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于生物传感器的生物感测试片结构，它包括一绝缘基板，基板上的工作电极及参考电极，一绝缘垫高片，酵素反应区，以及一上盖片；

所述绝缘基板上有一酵素反应区平面以及三个以上其中包含一个工作电极和二个以上参考电极的电极；

所述工作电极的一端延伸至酵素反应区平面，另一端为与生物传感器接触的连接端；所述参考电极的一端延伸至酵素反应区平面，形成一扩大面积，参考电极的另一端为与生物传感器接触的连接端，形成二个以上电极相连而成的短路结构；

所述酵素反应区平面上涂布有一层以上其中含有与样品中标的物产生生化或化学反应物质的生物反应膜；

所述绝缘垫高片覆盖并遮蔽部分电极及绝缘基板的表面，露出酵素反应区平面及与生物传感器的接触端；绝缘垫高片对应于绝缘基板的样品吸入侧具有一U型内凹缺口；

所述上盖片覆盖于绝缘垫高片上，与绝缘基板的酵素反应区平面共同形成一个三度空间的酵素反应室。

所述绝缘垫高片的U型内凹缺口的大小与酵素反应区的面积成正比例。

所述酵素反应区的面积长度介于2～6毫米，宽度介于1～4毫米。

所述绝缘垫高片的厚度与酵素反应区三度空间的高度成正比例。

所述绝缘垫高片的厚度介于0.1～0.5毫米。

所述酵素反应室的体积介于0.2～12微升。

所述上盖片对应于绝缘基板的样品吸入侧具有一半圆形内凹缺口。

所述上盖片半圆形内凹缺口为样品吸入口。

所述上盖片对应于绝缘垫高片U型内凹缺口的底部三度空间具有一长方形开口。

所述上盖片长方形开口为吸入样品充满酵素反应室的窗口，或为样品吸入的排气口。

本实用新型的具顶吸式结构的生物感测试片将有利于使用者操作，无须在样品吸入时转变生物感测试片的方向或角度。

为了减少使用者在操作过程中因样品例如血液需求量多而造成使用者的疼痛感，或因样品采取量不够、无法充满酵素反应室而造成数值不准需重复检测的困扰，以及因此导致生物感测试片的浪费，本实用新型将酵素反应区的三度空间缩小，以减少生物感测试片的样品需求量，该需求量约为2.5微升，相当于一般人的一滴血液量。

为了避免使用者在操作过程中担心由于吸入生物感测试片的样品量不足而导致所测出特定标的物的数值不准问题，本实用新型将生物感测试片的上盖片上的方向箭头(倒三角形)中设置一长方形小开口，对应于绝缘垫高片U型内凹缺口的底部三度空间，作为样品采取量是否足够的窗口。例如，当此开口内的颜色改变为样品的颜色时，代表样品已充满酵素反应区的三度空间，此为一固定的量，此时所测出的数值会对样品中特定标的物的浓度准确地作出反应。这样，使用者在操作过程中只需判断上盖片上的方向箭头中开口内的颜色变化，即可确定酵素反应室的样品吸入量是否足够。

配合一机多功能生物传感器时，使用者常常在操作过程中因不容易辨认不同功能的生物感测试片，而导致错用及误判。为了改善过去因使用者在操作上的困扰，本实用新型将生物感测试片上参考电极与生物传感器接触的连接端，形成至少二个电极相连而成的短路结构，也就是本实用新型第一实施例中的二个电极相连而成的短路结构，以及第二实施例中的三个电极相连而成的短路结构。这样的电极所形成的短路结构既具有启动生物传感器的功能，又具有区别生物感测试片种类的功能。使用者在操作过程中无须担心由于放错生物感测试片而导致误判病情及造成试片浪费的问题。

本实用新型的生物感测试片的有益效果是，使用简单、方便、准确，只需微量样品，且防止了操作错误。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型第一实施例的生物感测试片立体分解图。

图2是本实用新型第一实施例的生物感测试片立体透视图。

图3是本实用新型第一实施例的生物感测试片立体前视图。

图4是本实用新型第二实施例的生物感测试片立体分解图。

图5是本实用新型第二实施例的生物感测试片立体透视图。

图6是本实用新型第二实施例的生物感测试片立体前视图。

图中：100、100a生物感测试片；110、110a绝缘基板；111、111a顶端样品吸入侧；112、112a底部生物传感器接触端；113、113a酵素反应区平面；121、121a工作电极；122、122a参考电极；123、123a工作电极的酵素反应端；124、124a参考电极的酵素反应端；125、125a工作电极的生物传感器连接端；126、126a参考电极的生物传感器连接端；127、127a参考电极的生物传感器连接端；128参考电极的生物传感器连接端；210、210a绝缘垫高片；211、211a U型内凹缺口；310、310a上盖片；311、311a半圆形内凹缺口(样品吸入口)；312、312a箭头(倒三角形)；313、313a长方形小开口。

具体实施方式

参见图1和图4，本实用新型提供了两个实施例的生物感测试片结构。由于这两个实施例的生物感测试片结构仅在参考电极的生物传感器连接端的短路结构上有所区别，因此本实用新型在下面对生物感测试片的实施方式只详细说明第一实施例。

本实用新型的生物感测试片结构包括一绝缘基板110，印刷于该绝缘基板上的一对电极121、122，一绝缘垫高片210以及一上盖片310。绝缘基板110的材料应具有良好的耐热性、绝缘性以及质轻、耐冲击、不易碎裂等特性，例如聚酰胺(polyamide)、聚酯(polyester)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride)等。该绝缘基板110的材质可采用上述材料的其中一种或两种以上混合而成，其外观为一长方形条状。该长方形绝缘基板的四个侧缘分别被定义为顶端、左侧端、右侧端以及底端。顶端为样品吸入侧111，底端为绝缘基板与生物传感器的接触端112。靠近绝缘基板顶端111的平面为一酵素反应区平面113。

印刷于该绝缘基板110上的一对电极分别为一工作电极121及一参考电极122。工作电极121的一端延伸至酵素反应区平面113，为该工作电极121的生化反应端123；参考电极122的一端延伸至酵素反应区平面113，形成一扩大面积为该参考电极122的生化反应端124。工作电极121的另一端延伸至绝缘基板的底端112与生物传感器接触，为该工作电极121的连接端125；参考电极122的另一端延伸至绝缘基板的底端112，形成至少二个电极相连而成的短路结构与生物传感器接触，为该参考电极122的连接端126及127，使生物传感器可区别生物感测试片的种类。工作电极121及参考电极122的材料应具有良好的电传导性，例如金、银、钯、铂、碳。该对电极121、122的材质可采用上述材料的其中一种或两种以上混合而成。酵素反应区的面积长度可以介于2～6毫米，宽度可以介于1～4毫米。

一绝缘垫高片210，其外观为一长方形条状，其宽度与绝缘基板110的宽度相同，但长度不同。该长方形绝缘垫高片210的顶端对应于绝缘基板110的顶端，覆盖并遮蔽部分电极121、122及绝缘基板110的表面。该长方形绝缘垫高片210的顶端具有一U型内凹缺口211，该U型内凹缺口211的长度与宽度的大小用以决定酵素反应区面积的大小；绝缘垫高片210的厚度决定酵素反应区三度空间的高度，绝缘垫高片210的厚度介于0.1～0.5毫米。该酵素反应区内的绝缘基板110上涂布有一层酵素反应膜。绝缘垫高片210的材质可采用下述材料的其中一种或两种以上混合而成：聚酰胺(polyamide)、聚酯(polyester)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride)等。

一上盖片310，其宽度与绝缘基板110的宽度相同，但长度不同。该上盖片310的顶端对应于绝缘垫高片210的顶端并覆盖在酵素反应区211上，以形成一个具有三度空间的酵素反应室。酵素反应室的体积介于0.2～12微升。上盖片310的顶端包含一半圆形内凹缺口311，与绝缘基板110的顶端样品吸入侧111形成一待测样品的吸入口。上盖片310上有一方向箭头(倒三角形)312，作为本实用新型的生物感测试片插入生物传感器的方向指标。上盖片310上的箭头312中具有一长方形开口313，对应于绝缘垫高片U型内凹缺口的底部三度空间，为样品吸入的排气口，亦可作为观测吸入样品是否充满酵素反应室的窗口。

配合传感器装置使用，本实用新型的顶吸式电化学生物感测试片能够方便且迅速地检测出待测样品中标的物的浓度。

以上诸实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，本技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化，因此所有等同的技术方案应该属于本实用新型的范畴且由各权利要求限定。

Claims

1.一种用于生物传感器的生物感测试片结构，它包括一绝缘基板，基板上的工作电极及参考电极，一绝缘垫高片，酵素反应区，以及一上盖片，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的用于生物传感器的生物感测试片结构，其特征在于，所述绝缘垫高片的U型内凹缺口的大小与酵素反应区的面积成正比例。

3.根据权利要求2所述的用于生物传感器的生物感测试片结构，其特征在于，所述酵素反应区的面积长度介于2～6毫米，宽度介于1～4毫米。

4.根据权利要求1所述的用于生物传感器的生物感测试片结构，其特征在于，所述绝缘垫高片的厚度与酵素反应区三度空间的高度成正比例。

5.根据权利要求4所述的用于生物传感器的生物感测试片结构，其特征在于，所述绝缘垫高片的厚度介于0.1～0.5毫米。

6.根据权利要求1所述的用于生物传感器的生物感测试片结构，其特征在于，所述酵素反应室的体积介于0.2～12微升。

7.根据权利要求1所述的用于生物传感器的生物感测试片结构，其特征在于，所述上盖片对应于绝缘基板的样品吸入侧具有一半圆形内凹缺口。

8.根据权利要求7所述的用于生物传感器的生物感测试片结构，其特征在于，所述上盖片半圆形内凹缺口为样品吸入口。

9.根据权利要求1所述的用于生物传感器的生物感测试片结构，其特征在于，所述上盖片对应于绝缘垫高片U型内凹缺口的底部三度空间具有一长方形开口。

10.根据权利要求9所述的用于生物传感器的生物感测试片结构，其特征在于，所述上盖片长方形开口为吸入样品充满酵素反应室的窗口，或为样品吸入的排气口。