DE60217226T2

DE60217226T2 - Elektrochemischer Sensor und Verfahren zu seiner Darstellung

Info

Publication number: DE60217226T2
Application number: DE60217226T
Authority: DE
Inventors: Frank W. Granger Wogoman
Original assignee: Bayer Corp
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2022-06-07
Also published as: EP1267159A2; JP3691457B2; AU784599B2; US20020185375A1; US7122102B2; CA2388207A1; AU4576902A; US20070023287A1; EP1267159A3; JP2003028827A; EP1267159B1; DE60217226D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Verfahren zur Herstellung von elektrochemischen Sensoren und im Besonderen von elektrochemischen Sensoren mit Kapillarkanälen, die durch Opfereinsetzteile ausgebildet werden.
Hintergrund der Erfindung
Elektrochemische Sensoren werden zur Quantifizierung von Komponenten oder Analyten in einer Flüssigkeitsprobe, wie etwa Blut oder Urin, eingesetzt. Sensoren dieses Typs sind in den US-Patenten Nr. 5.958.199 und 5.798.031 offenbart. Diese Sensoren umfassen eine Isolierbasis mit auf der Basis aufgedruckten Kohleelektroden. Die Elektroden werden mit einem Reagens abgedeckt und in einem Kapillarkanal angeordnet. Der Kapillarkanal wird durch ein zwischen der Basis und einem Abdeckstück positioniertes Abstandsstück definiert.
Andere elektrochemische Sensoren weisen zwei Teile, nämlich eine Basis und einen Deckel, auf. Drei Seiten eines Kapillarraums werden vom Deckel und die vierte von der Basis gebildet. Die Basis und der Deckel werden zusammenlaminiert, um den Sensor zu bilden.
Sensoren dieses Typs werden zum Eintauchen eines offenen Endes des Kapillarkanals in die Probenflüssigkeit verwendet. Die Flüssigkeit wird durch Kapillarwirkung in den Kapillarkanal gesaugt, um ein Reagens und/oder ein Enzym im Kapillarkanal nahe einer oder mehrerer Elektroden zu bedecken. Dann kann eine Messung eines Analyts in der Probenflüssigkeit durchgeführt werden. Üblicherweise erfolgt die Herstellung von Sensoren dieses Typs durch die Festlegung von aktiven Siebdruckbereichen innerhalb eines durch einen geformten, oberen Deckel ausgebildeten Kapillarbereichs. Es wäre wünschenswert, die Kosten und die für diese Konstruktion benötigte Einheit in ihren Ausmaßen zu verringern. Ferner ist es schwierig, Elektroden in einem kleinen, geformten Kapillarkanal mit weniger als 0,13 mm (0,005 Zoll) Höhe bereitzustellen und es wäre wünschenswert, einen Sensor dieser Größe mit geformten Elektroden bereitzustellen, so dass ein derartiger Sensor für die elektrochemische Analyse verwendet werden könnte.
EP 1 215 479 A2 , das ein Dokument nach Art. 54(3) EPÜ ist, offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Kapillarkanals für einen elektrochemischen Sensor unter Verwendung des Spritzgussverfahrens. Die herkömmliche Spritzgusstechnik wird so eingesetzt, dass der gesamte Sensor in einem Stück erzeugt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrochemischen Sensors. Der Sensor der vorliegenden Erfindung umfasst einen Kapillarkanal von ungefähr 0,13 mm (0,005 Zoll) Höhe, welcher während eines Gussvorgangs durch ein Opfereinsetzteil ausgebildet wird. Elektroden können aufgedruckt und ein Reagens auf eine Sensorbasis aufgetragen werden und ein Opfer- oder Schutzeinsetzteil wird oberhalb der gedruckten Elektroden und dem Reagens angeordnet. Sobald das Gussmaterial ausgehärtet ist, wird das Einsetzteil entfernt, wodurch ein Kapillarkanal und ein Deckel zurückbleiben.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden durch die Lektüre der folgenden, detaillierten Beschreibung und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ersichtlich, in denen:
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Basisstreifens oder einer Basis eines elektrochemischen Biosensors;
2 ist eine ähnliche Ansicht wie 1 mit einem Opferschutzeinsetzteil, welches oberhalb der gedruckten Schaltkreise auf dem Basisstreifen positioniert ist;
3 ist eine ähnliche Ansicht wie 1, wobei ein Gussmaterialspender so positioniert ist, dass er Gussmaterial abgibt.
4 ist eine perspektivische Ansicht des Biosensors, wobei sich das Gussmaterial auf dem Biosensor befindet; und
5 zeigt das vom Gussmaterial entfernte Einsetzteil.
Während verschiedene Änderungen und Modifikationen an der Erfindung vorgenommen werden können sowie alternative Formen der Erfindung möglich sind, wurden spezifische Ausführungsformen der Erfindung in beispielhafter Weise in den Zeichnungen dargestellt und im Folgenden detailliert beschrieben.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In den 1 bis 5 wird die Bildung eines Deckels 10 und eines Kapillarkanals für einen elektrochemischen Biosensor 14 veranschaulicht. Für die herkömmliche Konstruktion eines Biosensors ist es für den Sensorbetrieb notwendig, dass ein Distanzstück und ein Deckel oder ein geformter Deckel zur Herstellung eines Kapillarkanals miteinander verbunden werden. Für das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ein Gussvorgang verwendet, bei dem der Kapillarkanal 12 und der Deckel 10 in einem Arbeitsablauf erzeugt werden.
Die Bildung des Biosensors 14 beginnt mit einem Standard-Basisstreifen 16, welcher einen genau festgelegten, aktiven Siebdruckbereich 18 aufweist, der standardmäßig in herkömmlichen Biosensoren (1) vorhanden ist. Ein Schutz- oder Opfereinsetzteil 20 wird oberhalb des aktiven Bereichs 18, wo der Kapillarkanal 12 benötigt wird (2), angeordnet. Ein Spender 22 zum Abgeben des Gussmaterials wird oberhalb des Einsetzteils 20 über dem gedruckten, aktiven Bereich 18 (3) positioniert und das Gussmaterial wird über dem Einsetzteil 20 und dem gedruckten, aktiven Bereich 18 (4) verteilt. Nach dem Aushärten des Gussmaterials bildet dieses den Deckel 10 aus. Zu diesem Zeitpunkt kann das Einsetzteil 20 vom Gussmaterial oder Deckel 10 entfernt werden, wodurch der Basisstreifen 16 mit dem sehr kleinen Kapillarkanal 12 überbleibt. Durch diesen Vorgang werden sehr kleine, präzise und reproduzierbare Kapillarkanäle zu niedrigen Kosten erzeugt.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Kapillarkanals (12) in einem elektrochemischen Sensor (14), umfassend: das Bereitstellen einer Sensorbasis (16); das Platzieren eines Einsetzteils (20) auf dieser Sensorbasis (16); das Auftragen eines Gussmaterials auf das Einsetzteil (20); und das Entfernen des Einsetzteils (20), sodass ein Kapillarkanal (12) mit einem Deckel (10) bleibt.
Verfahren zur Herstellung eines Kapillarkanals (12) in einem elektrochemischen Sensor (14) nach Anspruch 1, das Bereitstellen eines Reagens in diesem Kapillarkanal (12) umfassend.
Verfahren zur Herstellung eines Kapillarkanals (12) in einem elektrochemischen Sensor (14) nach Anspruch 1, das Bereitstellen von Elektroden in diesem Kapillarkanal (12) umfassend.
Verfahren zur Herstellung eines Kapillarkanals (12) in einem elektrochemischen Sensor (14) nach Anspruch 1, das Härten des Gussmaterials vor dem Entfernen des Einsetzteils (20) umfassend.