KR20120102799A - 바이오센서에 대한 전극 배치물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 바이오센서에 관한 것이다. 바이오센서는 지지 기판, 지지 기판에 위치된 전극, 지지 기판에 위치된 스페이서 기판, 및 스페이서 기판에 위치된 커버를 포함한다. 커버는 지지 기판과 협업하여 캐필러리 채널을 정의한다. 전극은 캐필러리 채널에 동작 전극 영역을 정의하는 적어도 하나의 동작 전극을 포함한다. 동작 전극은 캐필러리 채널 내의 유효 동작 전극 영역을 또한 최대화하면서 동작 전극에 대한 스페이서 기판 배치에서의 변동들로 인한 캐필러리 채널에서의 유효 동작 전극 영역의 변동을 최소화하도록 구성된다.
Description
전기화학적 바이오센서가 알려져 있다. 이들은 생체 샘플들, 특히 혈액으로부터 여러 분석물들의 농도를 결정하는데 이용되어 왔다. 전기화학적 바이오센서들은 미국 특허 제5,413,690호; 제5,762,770호; 제5,798,031호; 제5,997,817l호; 제7,073,246호; 제7,195,705호; 및 제7,473,398호 및 미국 특허 출원 공개 공보 제2005/0016844호에 개시되어 있으며, 각각의 개시물을 여기서는 참조로서 포함한다.
예를 들어, 당뇨병 및 유사한 내과 질환 상태를 겪는 환자들의 수가 증가함에 따라, 환자가 자신의 혈당 레벨을 모니터링하는 혈당의 자체 모니터링이 일상적인 것이 되어왔다. 혈당 레벨을 모니터링하는 목적은 농도 레벨을 결정한 다음 레벨이 너무 높거나 낮은지 여부에 기초하여 조정 액션 (corrective action) 을 취하여, 레벨을 정상 범위 내로 되돌리는 것이다. 조정 액션을 취하는데 있어서의 실패는 심각한 내과적 손상을 가져올 수 있다. 포도당 모니터링은 당뇨병 환자에게는 일상 생활이다. 혈당 레벨들을 적절하게 그리고 규칙적으로 테스트하는 것에 있어서의 실패는 심혈관 질환, 비뇨계 질환, 신경 손상, 및 실명을 포함한 심각한 당뇨 관련 합병증을 가져올 수 있다.
복수의 바이오센서들은 분석물 농도에 관련된 전류를 측정함으로써 혈당 레벨을 결정하기 위해 전기 화학적 분석을 적용한다. 이러한 바이오센서들은 전극 기판에 캐필러리 채널을 채용하여 캐필러리 채널에 동작 전극 영역을 제공할 수 있다. 전기 화학적 셀의 전류 응답은 동작 전극 영역에 직접 비례한다. 그러나, 캐필러리 채널을 정의하는 바이오센서의 컴포넌트들의 제조 및 어셈블리 동안에 동작 전극 영역에서의 변동들이 발생된다. 전극 영역에서의 변동은 측정된 분석물 농도에 부정확성을 도입하기 때문에 한 바이오센서로부터 다른 바이오센서로의 캐필러리 채널의 동작 전극 영역에서의 변동들은 바람직하지 못하다. 따라서, 바이오센서의 제조시 동작 전극 영역에서의 변동들을 최소화하는 바이오센서 배치물이 바람직하다.
본 발명은 바이오센서에 관한 것이다. 바이오센서는 지지 기판, 지지 기판에 위치된 전극, 지지 기판에 위치된 스페이서 기판, 및 스페이서 기판에 위치된 커버를 포함한다. 커버는 지지 기판과 협업하여 캐필러리 채널을 정의한다. 전극은 캐필러리 채널에 동작 전극 영역을 정의하는 적어도 하나의 동작 전극을 포함한다. 동작 전극은 캐필러리 채널 내의 유효 동작 전극 영역을 또한 최대화하면서 동작 전극에 대한 스페이서 기판 배치에서의 변동들로 인한 캐필러리 채널에서의 유효 동작 전극 영역의 변동을 최소화하도록 구성된다.
일 양상에 따르면, 바이오센서는 제 1 및 제 2 대향 단부들과 제 1 및 제 2 대향 에지들 사이에 연장된 지지 기판; 지지 기판에 위치되고, 제 1 및 제 2 대향 단부들과 제 1 및 제 2 대향 에지들 사이에 지지 기판을 따라 연장된 내부 에지들을 포함하는 스페이서 기판; 스페이서 기판과 협업하여 스페이서 기판의 내부 에지가 캐필러리 채널의 바운더리를 정의하도록 하는 커버; 및 캐필러리 채널에서의 적어도 하나의 동작 전극을 포함한다. 동작 전극은 폭 및 메인 바디부의 대향 단부들 사이의 폭에 대해 횡방향으로의 길이를 따라 연장된 메인 바디부를 포함한다. 메인 바디부는 캐필러리 채널에서 메인 바디부의 길이를 따라 위치된 적어도 두개의 동작 전극부들을 포함하고, 적어도 두개의 동작 전극부들은 적어도 하나의 접속부에 의해 접속된다. 동작 전극은 메인 바디부의 대향 단부들 중 적어도 하나의 단부로부터 스페이서 기판의 내부 에지를 가로질러 연장된 적어도 하나의 접속 넥 (connective neck) 을 더 포함한다. 두개의 동작 전극부들 각각은 접속 넥의 최대 또는 최장 폭보다 큰, 최소 또는 최단 폭을 정의하고, 접속부는 접속 넥의 최소 또는 최단 폭보다 작은 최대 또는 최장 폭을 정의한다.
이 양상의 일 개선예에서, 캐필러리 채널은 지지 기판의 제 1 단부에서 도입부 (inlet) 를 포함하고, 동작 전극의 메인 바디부는 캐필러리 채널 내에 완전히 위치된다.
이 양상의 다른 개선예에서, 동작 전극은 캐필러리 채널에서 메인 바디부의 대향 단부들 중 타방으로부터 연장되는 제 2 넥을 포함하고 제 2 넥은 스페이서 기판의 내부 에지를 가로질러 연장된다.
이 양상의 다른 개선예에서, 동작 전극은 캐필러리 채널에서 적어도 두개의 동작 전극부들 사이에 연장되고 적어도 두개의 동작 전극부들을 서로 접속시키는 제 1 및 제 2 접속부들을 포함한다. 제 1 및 제 2 접속부들 각각은 접속 넥의 최소 또는 최단 폭보다 작은 최대 또는 최장 폭을 포함하고, 제 1 및 제 2 접속부들은 접속부들과 동작 전극부들 사이의 비전도성 스페이스에 의해 서로 분리된다.
이 양상의 다른 개선예에서, 동작 전극의 적어도 하나의 접속부는 동작 전극의 적어도 두개의 동작 전극부들 사이에 연장된 복수의 접속부 로우들을 포함한다. 접속부 로우들의 인접 쌍들은 비전도성 스페이스에 의해 서로 분리되고, 각각의 접속부 로우는 적어도 하나의 넥의 최소 또는 최단 폭보다 작은 최대 또는 최장 폭을 포함한다.
이 양상의 다른 개선예에서, 동작 전극의 메인 바디부의 적어도 두개의 동작 전극부들은 동작 전극의 메인 바디부에 대한 그리드 형상 패턴을 형성하도록 복수의 접속부 로우들을 따라 이격된 복수의 동작 전극부들을 포함한다.
다른 양상에 따르면, 바이오센서는 제 1 및 제 2 대향 단부들 및 제 1 및 제 2 대향 에지들 사이에 연장된 지지 기판; 지지 기판에 위치되고, 지지 기판을 따라 연장된 내부 에지를 포함하는 스페이서 기판으로서, 내부 에지는 지지 기판의 제 1 및 제 2 대향 단부들 및 제 1 및 제 2 대향 에지들 사이에 위치된, 스페이서 기판; 스페이서 기판과 협업하여 스페이서 기판의 내부 에지가 캐필러리 채널의 바운더리를 정의하도록 하는 커버; 및 적어도 하나의 동작 전극을 포함한다. 적어도 하나의 동작 전극은 폭, 및 메인 바디부의 대향 단부들 사이에서 폭에 대해 횡방향인 길이를 정의하는 메인 바디부를 포함한다. 길이 및 폭은 메인 바디부가 캐필러리 채널에 위치되도록 사이징된다. 동작 전극은 메인 바디부의 대향 단부들의 각각의 단부로부터 스페이서 기판의 내부 에지를 가로질러 각각 연장된 제 1 및 제 2 접속 넥들을 더 포함한다. 메인 바디부는 제 1 및 제 2 넥들 각각의 최대 또는 최장 폭보다 큰 최소 또는 최단 폭을 정의한다. 제 1 및 제 2 접속 넥들 각각은 지지 기판에서 메인 바디부로부터 전극 리드부로 연장되어 제 1 및 제 2 접속 넥들 각각이 동작 전극과의 전기 접속을 제공한다.
이 양상의 일 개선예에서, 동작 전극의 메인 바디부는 메인 바디부의 중심에서 최대 폭을 포함하고 중심으로부터 제 1 및 제 2 접속 넥들 각각을 향하여 폭에 있어서 테이퍼링한다.
이 양상의 다른 개선예에서, 제 1 접속 넥은 지지 기판을 따라 전극 콘택트로 연장된 전극 리드부로 연장되고, 제 2 접속 넥은 캐필러리 채널 외부에 위치된 전극 루핑부 (electrode looping portion) 로 연장된다. 전극 루핑부는 제 2 접속 넥과 전극 리드부를 연결하여 동작 전극이 캐필러리 채널 외부 및 내부에 위치된 연속 루프를 형성하게 한다.
다른 양상에 따르면, 바이오센서는 제 1 및 제 2 대향 단부들과 제 1 및 제 2 대향 에지들 사이에 연장된 지지 기판; 지지 기판에 위치되고 지지 기판을 따라 연장된 내부 에지를 포함하는 스페이서 기판으로서, 내부 에지는 지지 기판의 제 1 단부에 인접하게 제 1 에지로부터 제 2 에지로 연장된, 스페이서 기판; 스페이서 기판과 협업하여 스페이서 기판의 내부 에지가 캐필러리 채널의 바운더리를 정의하는 커버; 및 캐필러리 채널에서의 적어도 하나의 동작 전극을 포함한다. 동작 전극은 캐필러리 채널 내에서 제 1 및 제 2 에지들을 향하여 연장된 길이를 갖는 메인 바디부를 포함한다. 동작 전극은 메인 바디부의 단부로부터 지지 기판의 제 2 단부를 향하여 연장된 접속 넥을 더 포함한다. 내부 에지는 메인 바디부로부터 이격되어 접속 넥을 가로질러 연장되며 접속 넥은 지지 기판의 제 2 단부를 향하여 연장되도록 배향된다.
이 양상의 일 개선예에서, 동작 전극의 메인 바디부는 캐필러리 채널 내에 완전히 위치된다.
이 양상의 다른 개선예에서, 동작 전극은 메인 바디부의 대향 단부들로부터 지지 기판의 제 2 단부를 향하여 연장된 제 1 및 제 2 접속 넥들을 포함하고, 내부 에지는 제 1 및 제 2 접속 넥들 각각을 가로질러 연장되며, 제 1 및 제 2 접속 넥들은 지지 기판의 제 2 단부를 향하여 배향된다.
이 양상의 다른 개선예에서, 메인 바디부는 길이의 상당 부분을 따르는 최소 또는 최단 폭을 포함하고, 접속 넥은 지지 기판의 제 1 및 제 2 에지들을 향하는 방향에서 측정될 때 최대 또는 최장 폭을 포함하고, 메인 바디부의 최소 폭은 접속 넥의 최대 폭보다 크다.
다른 양상에 따르면, 바이오센서를 제조하는 방법은 지지 기판을 제공하는 단계; 지지 기판에 적어도 하나의 동작 전극을 형성하는 단계로서, 동작 전극은 메인 바디부 및 메인 바디부의 일단부로부터 연장된 적어도 하나의 접속 넥을 포함하고, 적어도 하나의 접속 넥의 폭은 동작 전극의 메인 바디부의 부분의 최소 또는 최단 폭보다 큰, 적어도 하나의 동작 전극을 형성하는 단계; 및 지지 기판에 스페이서 기판을 위치시키는 단계로서, 스페이서 기판은 캐필러리 채널의 바운더리를 정의하는 내부 에지를 포함하고, 내부 에지는 동작 전극의 적어도 하나의 접속 넥을 가로질러 연장되어, 최소 폭을 정의하는 메인 바디부의 부분이 캐필러리 채널 내에 완전히 위치되는, 스페이서 기판을 위치시키는 단계를 포함한다.
다른 양상에 따르면, 바이오센서를 제조하는 방법은 지지 기판을 제공하는 단계; 지지 기판 상에 적어도 하나의 동작 전극을 형성하는 단계로서, 동작 전극은 메인 바디부의 길이의 상당 부분을 따라 실질적으로 일정한 폭을 정의하는 메인 바디부를 포함하고, 동작 전극은 폭으로부터 외부 방향으로 돌출한 중심부를 포함하는, 적어도 하나의 동작 전극을 형성하는 단계; 및 스페이서 기판의 내부 에지의 대향부들이 메인 바디부의 대향 측부들을 가로질러 연장되고 동작 전극의 중심부가 내부 에지의 부분들에 의해 정의된 캐필러리 채널에 완전히 위치되도록 지지 기판에 스페이서 기판을 위치결정하는 단계로서, 중심부는 내부 에지의 부분들 사이에 메인 바디부의 길이의 1/2 보다 작게 점유하는, 스페이서 기판을 위치결정하는 단계를 포함한다.
추가 양상들, 실시형태들, 형태들, 특징들, 이점들, 목적들, 및 장점들은 여기에 제공된 상세한 설명 및 도면으로부터 명백해 질 것이다.
도 1 은 일 실시형태의 바이오센서의 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 바이오센서의 부분적인 이미지 (partial phantom) 로 나타낸 부분들을 갖는 평면도이다.
도 3 은 뷰 라인 3-3 을 따르는 도 1 의 바이오센서 부분의 횡단면도이다.
도 4 는 샘플 리바이싱 챔버 및 전극 배치물을 나타낸 도 1 의 바이오센서 부분의 평면도이다.
도 5 는 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 6 은 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 7 은 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 8 은 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 9 는 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 10 은 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 11 은 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 12 는 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 13 은 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 14 는 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 15 는 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 16 은 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 17 은 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 2 는 도 1 의 바이오센서의 부분적인 이미지 (partial phantom) 로 나타낸 부분들을 갖는 평면도이다.
도 3 은 뷰 라인 3-3 을 따르는 도 1 의 바이오센서 부분의 횡단면도이다.
도 4 는 샘플 리바이싱 챔버 및 전극 배치물을 나타낸 도 1 의 바이오센서 부분의 평면도이다.
도 5 는 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 6 은 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 7 은 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 8 은 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 9 는 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 10 은 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 11 은 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 12 는 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 13 은 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 14 는 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 15 는 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 16 은 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
도 17 은 다른 실시형태의 캐필러리 채널 및 전극 배치물의 평면도이다.
본 발명의 원리의 이해를 촉진하기 위한 목적으로, 이하에서는 도면에서 설명되는 실시형태들에 대하여 참조하며, 실시형태들을 설명하는데 있어 특정 언어를 이용할 것이다. 그럼에도 불구하고, 이에 의해 본 발명의 범위의 어떠한 제한도 의도되지 않으며, 여기에 설명된 바와 같은, 예시된 디바이스에서의 변경 및 추가 변형들 및 본 발명의 원리들의 추가의 적용예들은 본 발명이 관련된 당해 기술 분야의 숙련된 자에게 일반적으로 발생되는 것으로 간주됨이 이해될 것이다.
본 발명은 제조 변동들에 대한 유효 동작 전극 영역의 민감도를 감소시키는 바이오센서 및 바이오센서 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 유효 동작 전극 영역과 접하여 바이오센서의 캐필러리 채널에 위치된 분석물의 전기화학적 분석에 있어 전류 측정의 정밀성 및 정확성을 개선한다. 바이오 센서 및 제조 방법은 동작 전극 영역을 정의하도록 절연성 오버레이들의 스크린 프린팅에 수반되는 제조 프로세스에서의 상당한 추가 단계들 또는 물질들을 반드시 요구함이 없이도 이점들을 실현하기 때문에 비교적 비용이 낮다. 본 발명의 양상들은 일정 비율로 나타내지 않은 도 1 내지 도 17 을 참조로 설명하며, 수개의 도면들에서의 동일한 컴포넌트들은 동일하게 넘버링한다.
도 1 내지 도 3 은 전극-지지 기판 (12), 지지 기판 (12) 에 위치되어 전극들 (14, 16, 18) 을 정의하는 전기 컨덕터 (13), 지지 기판 (12) 에 위치된 스페이서 기판 (20), 및 스페이서 기판 (20) 에 위치된 커버 (22) 를 갖는 바이오센서 (10) 의 형태로 본 발명의 일 양상을 나타낸다. 스페이서 기판 (20) 은 지지 기판 (12) 을 따라 캐필러리 채널 (25) 을 정의한다. 전극들 (14, 16, 18) 은 캐필러리 채널에서 유효 동작 전극 영역을 정의하는 적어도 하나의 동작 전극을 포함한다. 유효 동작 전극 영역은 캐필러리 채널 (25) 이 측정 시퀀스를 개시하기 위해 상당량의 유체 샘플을 포함하는 경우에, 캐필러리 채널 (25) 의 유체 샘플과 접촉하는 동작 전극의 영역이다.
바이오센서 (10) 는 형상에 있어서 직사각형으로서 나타나 있지만, 바이오센서 (10) 는 이 개시물의 원리에 따라 복수의 형상들 중 어느 것으로도 제공될 수 있음이 이해된다. 또한, 바이오센서 (10) 는 이 개시물의 원리에 따라 재료의 롤들, 재료의 시트들, 또는 다른 재료의 원료 (stock) 로부터 제조된 상당수의 바이오센서들 중 어느 것일 수 있다. 일 실시형태에서, 바이오센서 (10) 의 구성에 대한 재료들의 선택은 롤 처리에 대해 충분히 유연성있지만, 완성된 바이오센서 (10) 에 대해 유용한 강성도를 제공하기 충분한 강도를 여전히 갖는 원료를 포함한다. 여기에 개시된 바이오센서 장치 및 바이오센서 제조 방법은 한 바이오센서로부터 다른 바이오센서로의 유효 동작 전극 영역에서의 변동들을 최소화하여, 유체 샘플의 전기화학적 분석 동안에 동작 전극에 의해 측정된 전류 판독의 정밀성 및 정확성을 개선시킨다.
유효 동작 전극 영역에서의 변동은 동작 전극 또는 적어도 캐필러리 채널 내에서 노출된 동작 전극의 부분을 형성하는데 있어서의 비정밀성에 의해 야기될 수 있다. 그러나, 본 발명에 의해 해결되도록 시도되는 변동 문제는 유효 동작 영역이 노출된 캐필러리 채널 자체를 형성하는데 있어서의 비정밀성에 의해 야기된다. 캐필러리 채널을 정의하는 스페이서 층을 이용하는 바이오센서에서는, 캐필러리 채널을 정의하는 스페이서 층에 형성된 내부 에지 또는 에지들에서 비정밀성이 존재할 수도 있다. 이는 동작 전극이 내부 에지를 가로질러 연장된 유효 동작 전극 영역에 영향을 주며, 여기서, 그 위치에서의 스페이서의 내부 에지의 편차 (deviation) 는 캐필러리 채널 내의 동작 전극의 노출된 부분을 직접적으로 증가 또는 감소시킴으로써 유효 동작 전극 영역을 증가 또는 감소시킨다. 따라서, 본 발명은 캐필러리 채널에서 노출된 전체 동작 전극 영역에서의 내부 에지의 전반적인 비정밀성 영향을 최소화하도록 설계된 동작 전극 구성들에 관련된다.
전극-지지 기판 (12) 이 도 2 및 도 3 에 나타나 있다. 지지 기판 (12) 은 스페이서 기판 (20) 에 대면하는 제 1 표면 (24) 및 제 1 표면 (24) 에 대향하는 제 2 표면 (26) 을 포함한다. 추가로, 지지 기판 (12) 은 제 1 및 제 2 대향 단부들 (28, 30) 및 제 1 및 제 2 대향 단부들 (28, 30) 사이에 연장된 대향 에지들 (32, 34) 을 갖는다. 지지 기판 (12) 의 단부들 (28, 30) 및 대향 에지들 (32, 34) 이 일반적으로 직사각형 형상을 형성하는 것으로 나타나 있지만, 지지 기판 (12) 의 단부들 및 에지들은 이 개시물의 원리에 따라 다양한 형상들 및 크기들 중 어느 것을 형성할 수도 있는 것임을 이해하여야 한다. 일 특정 실시형태에서, 지지 기판 (12) 은 예를 들어, PEN (polyethylene naphthalate) 과 같은 폴리에스테르 또는 폴리이미드를 포함하는 플렉시블 폴리머로 형성될 수 있다. 당해 기술 분야의 숙련된 자에게 발생되는 바와 같은 지지 기판 (12) 에 대해 다른 적절한 재료들이 또한 고려된다.
전극들 (14, 16, 18) 은 지지 기판 (12) 의 제 1 표면 (24) 상에 제공된 전기 컨덕터 (13) 로부터 형성된다. 전기 컨덕터 (13) 에 대하여 적절한 재료의 비제한적인 예들은 알루미늄, (그래파이트와 같은) 카본, 코발트, 구리, 갈륨, 금, 인듐, 이리듐, 철, 납, 마그네슘, (아말감과 같은) 수은, 니켈, 니오븀, 오스뮴, 팔라듐, 백금, 레늄, 로듐, 셀레늄, (고농도로 도핑된 다결정질 실리콘과 같은) 실리콘, 은, 탄탈륨, 주석, 티타늄, 텅스텐, 우라늄, 바나늄, 아연, 지르코늄, 이들의 혼합물, 및 이들 원소의 합금, 산화물, 또는 금속 화합물을 포함한다. 일 특정 실시형태에서, 전극들 (14, 16, 18) 은 레이저 애블레이션 또는 레이저 스크라이빙에 의해 나머지 전기 컨덕터 (13) 로부터 분리되고 전극들 (14, 16, 18) 은 넓은 필드 애블레이션에 의해서와 같이 넓게 또는 라인 스크라이빙에 의해서와 같이 최소한으로 전극 주위에 연장된 영역으로부터 전기 컨덕터 (13) 를 제거함으로써 생성된다. 다른 실시형태들은 라미네이션, 스크린 프린팅, 또는 포토리소그래피와 같이 당해 기술 분야의 숙련된 자에게 발생되는 바와 같은 전극들 (14, 16, 18) 을 형성하기 위한 다른 기술들을 고려한다.
전극들 (14 및 18) 은 기준 또는 카운터 전극 (60) 을 정의하고 전극 (16) 은 동작 전극 (70) 을 정의하며, 이들 전극 각각의 적어도 일부분은 캐필러리 채널 (25) 에 위치된다. 리드부들 (62, 64) 은 카운터 전극 (60) 으로부터 멀리 연장되고, 리드부 (72) 는 동작 전극 (70) 으로부터 멀리 연장된다. 리드부들 (62, 64, 72) 은 전극-지지 기판 (12) 의 제 2 단부 (30) 에서 전극들 (60, 70) 로부터 콘택트들 (36, 38, 40) 로 각각 연장된다. 콘택트들 (36, 38, 40) 은 바이오센서 (10) 가 계량기 (도시 생략) 또는 다른 디바이스의 내부에 위치될 경우에 계량기 또는 다른 디바이스와의 전기적 접속을 제공한다. 전극들 (60, 70) 로부터 연장된 리드부들 (62, 64, 72) 은 임의의 적절한 길이를 갖도록 그리고 전극-지지 기판 (12) 의 임의의 적절한 위치로 연장되도록 형성될 수 있음이 고려된다. 전극들 사이의 간격 뿐만 아니라 전극들의 구성, 전극들의 수는 이 개시물에 따라 변할 수도 있고 둘 보다 많은 전극들이 여기에 추가로 예시되고 설명된 바와 같이 형성될 수도 있음이 고려된다.
바이오센서 (10) 의 스페이서 기판 (20) 은 전극-지지 기판 (12) 의 대향 에지들 (32, 34) 사이에 연장된 제 1 부재 (40) 를 포함한다. 스페이서 기판 (20) 은 단일 부재 또는 복수의 부재들로 구성될 수도 있음이 고려된다. 제 1 부재 (40) 는 캐필러리 채널 (25) 을 대면하고 캐필러리 채널 (25) 의 바운더리를 정의하는 내부 에지 (50) 를 포함한다. 도 1 내지 도 3 의 예시된 실시형태들에서, 내부 에지 (50) 는 단부들 (28, 30) 과 대향 에지들 (32, 34) 사이에 위치된 복수의 부분들 (50a, 50b, 50c) 을 포함한다. 에지들 (50a, 50b, 50c) 은 바이오센서 단부 (28) 에서 샘플 도입부 (46) 를 갖는 캐필러리 채널 (25) 의 바운더리를 정의하기 위하여 일반적으로 U자 형상인 패턴으로 캐필러리 채널 (25) 의 적어도 3개의 변들을 따라 연장된다. 도입부 (46) 는 또한 원하는 바에 따라 대향 에지들 (32, 34) 중 하나에 제공될 수도 있다 (도시 생략). 다른 실시형태들은 도 15 내지 도 17 에 도시된 바와 같이 선형인 내부 에지 (50) 를 고려한다. 또 다른 실시형태들은 반타원형상 (hemi-ovular), 반원 형상 또는 다른 형상의 캐필러리 채널들을 형성하는 내부 에지 (50) 를 고려하며, 내부 에지 (50) 의 부분들 중 하나 이상은 그 길이의 전부 또는 일부를 따라 선형 또는 비선형 에지들을 포함할 수도 있다.
스페이서 기판 (20) 이 지지 기판 (12) 에 결합되는 경우에, 전극 (60 및70) 은 지지 기판 (12) 과 커버 (22) 사이에 스페이서 기판 (20) 에 의해 형성된 캐필러리 채널 (25) 내에 놓이도록 위치된다. 내부 에지 (50) 에 의해 정의되는 캐필러리 채널 (25) 의 폭에서의 임의의 변동은 캐필러리 채널 (25) 에 위치된 동작 전극 (70) 의 유효 영역에서의 변동을 도입하고, 그 결과, 분석물 농도와 관련되어 측정된 전류의 비정밀성을 가져온다. 바이오센서 (10) 는, 스페이서 기판 (20) 이 지지 기판 (12) 에 위치될 경우에 노출될 수 있는 동작 전극 (70) 의 유효 영역을 스페이서 기판 (20) 에 의해 의도하지 않게 노출되거나 또는 커버될 수도 있는 동작 전극 (70) 의 유효 영역에 비교하여 최대화하도록 배치된다.
스페이서 기판 (20) 은 예를 들어, 접착제가 코팅된 PET (polyethylene terephthalate)-폴리에스테르를 포함하는 플렉시블 폴리머와 같은 절연성 재료로부터 형성된다. 적절한 재료의 비제한적인 예는 화이트 PET 필름을 포함하며, 이 필름 양면에는 감압 접착제 (pressure-sensitive adhesive) 가 코팅되어 있다. 스페이서 기판 (20) 은 다양한 재료들로 구성될 수도 있고, 상업적으로 이용가능한 다양한 접착제들 중 어느 하나 또는 조합을 이용하여 지지 기판 (12) 에 결합될 수도 있는 내부면 (44) 과 커버 기판 (2) 에 결합된 외부면 (48) 을 포함하는 것으로 고려된다. 또한, 지지 기판 (12) 의 표면 (24) 이 노출되어 전기 컨덕터 (13) 에 의해 커버되지 않을 경우에, 스페이서 기판 (20) 은 가열 또는 초음파 용접과 같은 용접에 의해 지지 기판 (12) 에 결합될 수도 있다. 또한, 지지 기판 (12) 의 제 1 표면 (24) 에는 예를 들어, 바이오센서 (10) 의 이용을 위하여 제품 라벨링 또는 사용 설명서들 (도시 생략) 이 프린팅될 수도 있다.
커버 기판 (22) 은 스페이서 기판 (20) 의 상부면 (48) 에 결합된다. 커버 기판 (22) 은 스페이서 기판 (20) 을 대면하는 내부면 (58) 및 외부면 (59) 을 포함한다. 또한, 커버 기판 (22) 은 제 1 및 제 2 단부들 (61, 63) 및 제 1 및 제 2 단부들 (61, 63) 사이에 연장된 에지들 (66, 68) 을 포함한다. 바이오센서 (10) 가 어셈블리될 때, 커버 (22) 는 스페이서 지지 기판 (20) 및 전극-지지 기판 (12) 과 협업하여, 샘플 수용 챔버 또는 캐필러리 채널 (25) 을 정의한다. 커버 기판 (22) 은 그 형상에 있어서 일반적으로 직사각형이지만, 커버 기판 (22) 은 이 개시물의 원리에 따라 다양한 형상들과 크기들 중 하나로 형성될 수도 있음을 알고 있다. 커버 기판 (22) 은 플렉시블 폴리머로부터 그리고 바람직하게는 폴리에스테르 또는 폴리이미드와 같은 폴리머로부터 형성될 수도 있다. 적절한 폴리머의 비제한적인 예는 친수성 폴리에스테르 필름이다.
이하, 도 3 을 참조하여 보면, 캐필러리 채널 (25) 은 단부들 (61 및 28) 에 인접하게, 커버 (22) 와 지지 기판 (12) 사이에 샘플 도입부 (46) 를 포함한다. 도 1 및 도 2 에 나타낸 바와 같이, 캐필러리 채널 (25) 은 에지들 (32, 66) 과 에지들 (34, 68) 사이에 각각 위치된다. 캐필러리 채널 (25) 은 또한 커버 (22) 를 관통하는 하나 이상의 홀들 또는 공기 배출부로서 역할을 하고 에지들 (32, 66) 및/또는 에지들 (34, 68) 로 연장된 추가적인 채널들을 포함할 수도 있다. 캐필러리 채널 (25) 은 또한 스페이서 기판 (20) 의 제 1 부재 (40) 의 내부 에지 (50) 에 의해 정의된다. 따라서, 바이오센서 (10) 가 어셈블리될 경우에, 캐필러리 채널 (25) 은 카운터 및 동작 전극들 (60, 70) 의 적어도 일부분을 가로질러 연장된다.
전기 화학적 시약들이 카운터 및 동작 전극들 (60, 70) 에 위치될 수 있음이 또한 고려된다. 시약들은 특정 분석물에 전기 화학적 프로브들을 제공한다. 특정 시약의 선택은 측정될 고유 분석물 또는 분석물들에 의존하며 당해 기술 분야의 숙련된 자에게 잘 알려져 있다. 바이오센서 (10) 에 이용될 수도 있는 시약의 일례는 전혈 샘플로부터 포도당을 측정하기 위한 시약이다.
캐필러리 채널 (25) 에서의 카운터 전극 (60) 및 동작 전극 (70) 의 일 배치는 도 4 에 또한 나타나 있다. 동작 전극 (70) 은 대향 단부들 사이의 길이와, 그 길이의 상당부를 따라 그리고 상당부에 대해 횡방향으로 최소 또는 최단 폭 (W1) 을 갖는 메인 바디부 (74) 를 포함한다. 길이 및 폭은 메인 바디부 (74) 가 캐필러리 채널 (25) 내에 완전히 위치되도록 사이징된다. 접속 넥들 (76) 은 메인 바디부의 대향 단부들로부터 내부 에지 (50) 를 가로질러 연장된다. 접속 넥들 (76) 각각은 최소 폭 (W1) 보다 실질적으로 작은 최대 또는 최장 폭 (W2) 을 갖는다. 접속 넥들 (76) 은, 내부 에지 (50) 의 부분들 (50a, 50c) 이 접속 넥들 (76) 에는 위치되지만 메인 바디부 (74) 에는 위치되지 않게 될 수 있도록 그 길이가 사이징된다. 캐필러리 채널 (25) 에 있을 수 있는 메인 바디부 (74) 의 영역은 접속 넥들 (76) 의 영역보다 실질적으로 크기 때문에, 내부 에지 (50) 의 크기 및 형상에서의 변동에 의해 및 스페이서 기판 (20) 의 지지 기판 (12) 상으로의 배치에 의해 야기되는 캐필러리 채널 (25) 의 유효 동작 전극 영역에서의 변동이 최소화된다.
또한, 접속 넥들 (76) 양쪽 모두가 적어도 리드부 (72) 를 통하여 콘택트 (40) 로의 동작 전극 (70) 의 접속을 제공함으로써 측정 정확도가 개선된다. 전극 루핑부 (78) 는 동작 전극 (70) 의 일측에서 접속 넥 (76) 으로부터 스페이서 기판 (20) 아래로 연장되고, 캐필러리 채널 (25) 에 인접하는 위치에서 다른 접속 넥 (76) 으로부터 연장된 리드부 (72) 에 결합된다.
전극 루핑부 (78) 를 포함하는 바이오센서가 바람직한 기본 실시형태인 범위에서는, 접속 넥들 (76) 은 전극, 특히 동작 전극의 전자기 간섭에 대한 민감도를 최소화하는 루핑부의 유효 영역을 더욱 최소화시킨다.
도 5 는 바이오센서 (100) 에 대한 전극 배치물의 다른 실시형태의 일부를 나타내며, 이는 여기에 설명된 다른 바이오센서의 다른 특징들 중 어느 것과도 조합하여 사용될 수 있는 특징을 갖는다. 바이오센서 (100) 는 제 1 카운터 전극 (60) 및 제 2 카운터 전극 (160) 을 갖는 캐필러리 채널 (25) 을 포함한다. 동작 전극 (170) 은 제 1 및 제 2 카운터 전극 (60, 160) 사이에서 캐필러리 채널 (25) 에 위치된다. SSWE (sample sufficiency working electode)(180) 는 충분한 양의 분석물 샘플이 캐필러리 채널 (25) 에 수용될 때를 검출하기 위해 도입부 (46) 에 대향하는 캐필러리 채널 (25) 의 단부에 위치된다. 동작 전극 (170) 은 동작 전극 (70) 과 유사하며, 캐필러리 채널 (25) 에 완전히 위치된 최소 폭 (W1) 및 대향 단부들 사이의 길이를 갖는 메인 바디부 (174) 를 포함한다. 접속 넥들 (176) 은 메인 바디부 (174) 의 대향 단부들로부터 내부 에지 (50) 를 향하여 연장된다. 접속 넥들 (176) 은 최소 폭 (W1) 보다 실질적으로 작은 최대 폭 (W2) 을 갖는다. 캐필러리 채널 (25) 에 위치되게 한 메인 바디부 (174) 의 영역은 캐필러리 채널 (25) 에서 변하는 접속 넥들 (176) 의 영역보다 실질적으로 크기 때문에, 스페이서 기판 (20) 의 지지 기판 (12) 상으로의 배치와 내부 에지 (50) 에 의해 형성된 채널의 크기에서의 변동에 의해 생성된 캐필러리 채널 (25) 에서의 유효 동작 전극 영역의 변동이 최소화된다. 또한, 접속 넥들 (176) 중 오직 하나만이 동작 전극 (170) 의 콘택트 (40) 로의 접속을 제공한다. 다른 접속 넥 (176) 은 지지 기판 (12) 을 따라 바이오센서 (100) 의 다른 콘택트 (도시 생략) 로 연장되는 감지 리드 접속부 (178) 로 연장된다.
도 6 은 바이오센서 (200) 에 대한 전극 배치물의 다른 실시형태의 일부를 나타내며, 여기에 설명된 다른 바이오센서 실시형태의 다른 특징들 중 어느 것과 조합하여 이용될 수 있는 특징들을 갖는다. 바이오센서 (200) 는 제 1 카운터 전극 (60) 및 제 2 카운터 전극 (260) 을 갖는 캐필러리 채널 (25) 을 포함한다. 카운터 전극들 (60, 260) 은 지지 기판 (12) 의 에지 (32) 를 따라 위치된 내부 에지 (50) 를 가로질러 리드부들 (62, 262) 로 연장된다. 동작 전극 (270) 은 카운터 전극들 (60, 260) 사이에서 캐필러리 채널 (25) 에 위치된다. SSWE (280) 및 SSCE (sample sufficiency counter electrode) (290) 는 충분한 양의 분석물 샘플이 채널 (25) 에 수용될 때를 검출하기 위해 도입부 (46) 에 대향하는 캐필러리 채널 (25) 의 단부에 위치된다. SSWE (280) 및 SSCE (290) 는 리드부들을 따라 지지 기판 (12) 의 콘택트 (도시 생략) 로 연장된다.
동작 전극 (270) 은 길이를 따라 이격된 동작 전극부들 (274a, 274b) 의 쌍을 갖는 메인 바디부를 포함한다. 동작 전극부 (274a, 274b) 각각은 길이를 따라 횡방향으로 최소 폭 (W1) 을 가지며 캐필러리 채널 (25) 에 완전히 위치되도록 사이징된다. 넥들 (276) 은 동작 전극부들 (274a, 274b) 의 개개의 동작 전극부들의 대향 단부들로부터 연장되고, 내부 에지 (50) 를 가로질러 캐필러리 채널 (25) 외부의 위치로 연장되기에 충분한 길이들을 포함한다. 넥들 (276) 중 하나는 캐필러리 채널 외부에서 종단하여, 전극 (16) 의 다른 부분에 대해 연장 또는 리드 (lead) 되지 않음을 의미하는 터미널 넥이며, 다른 넥 (276) 에는 지지 기판 (12) 에서의 적어도 하나의 콘택트 (40) 로 연장되는 리드부들이 접속된다. 넥들 (276) 각각은 최소 폭 (W1) 보다 실질적으로 작은 최대 폭 (W2) 을 갖는다.
또한, 동작 전극부들 (274a, 274b) 은 넥들 (276) 중 어느 하나의 최소 폭 보다 작은 최대 폭 (W3) 을 갖는 접속부 (278) 에 의해 서로 접속된다. 캐필러리 채널 (25) 에 위치될 수 있는 동작 전극부들 (274a, 274b) 의 유효 영역이 내부 에지 (50) 에 의해 야기되는 넥들 (276) 의 유효 영역에서의 변동보다 실질적으로 크기 때문에, 캐필러리 채널 (25) 에서의 유효 동작 전극 영역에서의 변동이 최소화된다.
도 7 은 달리 언급되어 있는 것을 제외하면 바이오센서 (200) 와 동일할 수 있는 바이오센서 (200') 에 대한 다른 실시형태의 전극 배치물의 일부를 나타낸다. 바이오센서 (200') 는 캐필러리 채널 (25) 을 포함하며, 동작 전극 (270') 이 카운터 전극들 (60, 260) 사이에서 캐필러리 채널 (25) 에 위치된다. 동작 전극 (270') 은 동작 전극부들 (274a, 274b) 의 쌍을 갖는 메인 바디부를 포함하며 동작 전극부 각각은 최소 폭 (W1) 을 갖고, 넥들 (276) 이 동작 전극부들 (274a, 274b) 의 개개의 동작 전극부들의 대향 단부들로부터 내부 에지 (50) 를 가로질러 연장된다. 넥들 (276) 은 제 1 최소 폭 (W1) 보다 실질적으로 작은 최대 폭 (W2) 을 갖는다. 또한, 인 바디부들 (274a, 274b) 은, 각각의 넥들 (276) 의 최소 폭 보다 작은 최대 폭 (W3) 을 각각 가진 접속부들 (278a, 278b) 의 쌍에 의해 서로 접속된다.
도 8 은 달리 설명된 것을 제외하면 바이오센서 (200) 와 동일할 수 있는 바이오센서 (200") 에 대한 다른 실시형태의 전극 배치의 일부를 나타낸다. 바이오센서 (200") 는 캐필러리 채널 (25) 을 포함하며, 동작 전극 (270") 은 카운터 전극들 (60, 260) 사이에서 캐필러리 채널 (25) 에 위치된다. 동작 전극 (270") 은 동작 전극부들 (274a", 274b") 의 쌍을 갖는 메인 바디부 및 동작 전극부들 (274a", 274b") 의 개개의 동작 전극부들의 대향 단부들로부터 내부 에지 (50) 를 가로질러 연장된 넥들 (276) 을 포함하며, 동작 전극부 각각은 캐필러리 채널 (25) 에 위치된 최소 폭 (W1) 을 갖는다. 넥들 (276) 은 최소 폭 (W1) 보다 실질적으로 작은 최대 폭 (W2) 을 갖는다. 또한, 메인 바디부들 (274a", 274b") 은 접속 넥들 (276) 의 최소 폭 보다 작은 최대 폭 (W3) 을 갖는 접속부 (278) 에 의해 서로 접속된다.
동작 전극부들 (274a", 274b") 각각은 개개의 넥 (276) 과 접속부 (278) 사이에 연장되는 타원 형상부를 포함한다. 일 실시형태에서, 동작 전극부들의 증가 영역은 넥 (276) 과 접속부 (278) 사이의 위치에 전극 재료를 추가함으로써 형성된다. 다른 실시형태에서, 전극부의 증가 영역은 메인 바디부들 (274a", 274b") 사이의 및 주위의 충분한 전극 재료를 제거 또는 커버하여 접속부 (278) 및 넥들 (276) 을 형성함으로써 형성된다. 예를 들어, 메인 바디부의 원하는 형상 및 구성을 형성하기에 충분한 도체 재료를 커버하도록 캐필러리 채널 (25) 에 절연체 재료를 프린팅할 수 있거나 접찹제 및/또는 스페이서 재료를 배치할 수 있다.
도 9 는 달리 설명된 것을 제외하면 다른 바이오센서 실시형태 (200) 와 동일할 수 있는 바이오센서 (200"') 에 대한 다른 실시형태의 전극 배치물의 일부를 나타낸다. 바이오센서 (200"') 는 캐필러리 채널 (25) 을 포함하고, 동작 전극 (270"') 이 카운터 전극들 (60, 260) 사이에서 캐필러리 채널 (25) 에 위치된다. 동작 전극 (270"') 은 캐필러리 채널 (25) 에 위치된 최소 폭 (W1) 을 갖고 외부방향으로 돌출한 중심 바디부 (274a"') 를 포함하며, 측부들 (276a"', 276b"') 이 중심 바디부 (274a"') 의 대향 단부들로부터 내부 에지 (50) 를 가로질러 연장된다. 각각의 측부들 (276a"', 276b"') 은 제 1 폭 (W1) 보다 실질적으로 작은 최대 폭 (W2) 을 갖는다. 측부들 (276a"', 276b"') 은 캐필러리 채널 (25) 에서의 에지 (50) 의 대향부들 사이에서 동작 전극 (270"') 의 길이의 상당 부분을 따라 연장된다.
일 실시형태에서, 측부들 (276a"', 276b"') 은 내부 에지 (50) 의 대향면들 사이에서 동작 전극 (270"') 의 전체 길이의 적어도 50% 를 따라 연장된다. 다른 실시형태에서, 측부들 (276a"', 276b"') 은 내부 에지 (50) 의 대향면들 사이에서 동작 전극 (270"') 의 전체 길이의 적어도 75% 를 따라 연장된다. 외부 방향으로 돌출한 중심 바디부 (274a"') 는 캐필러리 채널 (25) 에 위치될 수 있는 동작 전극 (270"') 의 유효 영역을 증가시켜, 내부 에지 (50) 에 의해 생성된 유효 동작 전극 영역에서의 가변성 영향을 감소시킨다. 일 실시형태에서, 중심 바디부 (274a"') 는 동작 전극 (270"') 의 중심부에 또는 근처에서의 폭을 증가시키기 위하여 측부들 (276a"', 276b"') 사이의 동작 전극에 추가의 도체 재료를 포함시킴으로써 형성된다. 스페이서는, 추가 도체 재료를 포함시키기 보다는, 측부들 (276"') 의 노출된 폭은 감소되고, 폭의 감소되지 않은 부분은 중심 바디부 (274a"') 를 형성하도록 구성 (또는 절연성 재료가 추가) 될 수도 있다.
이들 특정 실시형태들의 유용한 일 양상은 도 6 내지 도 8 의 실시형태들의 적어도 하나의 접속부들 및 도 9 의 실시형태의 중심부를 제조 목적의 포지티브 또는 네가티브 위치맞춤 패턴들로서 이용될 수도 있다는 점이다. 예를 들어, 제조 장비는 스페이서 자체의 또는 접착제의 적절한 배치를 결정하기 위하여 접속부들 또는 중심부의 위치를 광학적으로 검출하도록 구성될 수도 있다. 이 개시물을 감안하면, 당해 기술 분야의 숙련된 자는 본 발명의 이들 실시형태 및 다른 실시형태들의 추가의 유용한 양상들을 이해할 것이다.
도 10 은 여기에 설명된 다른 바이오센서의 다른 특징들 중 어느 것과 조합하여 이용될 수 있는 특징들을 갖는 바이오센서 (300) 의 다른 실시형태를 나타낸다. 바이오센서 (300) 는 최소 폭 (W1) 을 정의하는 메인 바디부 (374) 를 갖는 동작 전극 (370) 및 메인 바디부 (374) 의 단부들로부터 내부 에지 (50) 를 따라 캐필러리 채널 (25) 외부의 위치로 연장되는 대향 넥들 (376) 을 포함한다. 메인 바디부 (374) 는 캐필러리 채널 (25) 내에 위치된다. 넥들 (376) 각각은 최소 폭 (W1) 보다 실질적으로 작은 최대 폭 (W2) 을 정의한다. 메인 바디부 (374) 는 그리드 형상 패턴을 형성하도록 동작 전극부들의 일련의 상호접속된 로우들 (378) 및 칼럼들 (380) 로 구성된다. 비전도성 영역들 (382) 은 로우들 및 컬럼들 (378, 380) 사이에 놓인다. 로우들 (378) 및 칼럼들 (380) 각각은 넥들 (376) 의 최소 폭보다 작은 최대 폭을 정의한다.
도 10 의 실시형태에서, 카운터 전극들 (360, 390) 은 각각 캐필러리 채널 (25) 로 연장된 두꺼운 단부들 (362, 392) 및 각각 캐필러리 채널 (25) 을 가로질러 개개의 단부들 (362, 392) 로 연장되는 중심부들 (364, 394) 를 포함한다. 단부들 (362, 392) 및 중심부들 (364, 394) 은 동작 전극 (370) 의 그리드 형상 메인 바디부 (374) 를 프레임화한다. 또한, 내부 에지 (50) 는 중심부 (394) 및 단부들 (362, 392) 을 따라 오버랩하여 연장된다. 도 11 의 실시형태는, 바이오센서 (300') 가 완전히 캐필러리 채널 (25) 을 가로질러 내부 에지 (50) 를 통하여 캐필러리 채널 (25) 의 외부의 위치로 연장된 균일 폭을 각각 포함하는 카운터 전극들 (360', 390') 을 포함한다는 점을 제외하면 바이오센서 (300) 와 동일하다.
도 12 는 다른 실시형태의 바이오센서 (300") 를 나타내며, 이 바이오센서 (300") 는 듀얼 샘플 충족 (dual sample sufficiency) 전극 배치물 대신에 SSWE (386") 만을 포함하도록 하고 또한 다른 구성의 동작 전극 (370) 을 포함한다는 점을 제외하면 다른 바이오센서 (300') 와 동일하다. 동작 전극 (370") 은 캐필러리 채널 (25) 내에 위치된 메인 바디부 (374") 를 포함한다. 메인 바디부 (374") 는 개개의 가늘고 긴 절연성 또는 비전도성 로우 부분들 (378") 에 의해 분리된 동작 전극부들의 가늘고 긴 복수의 로우들 (376") 에 의해 형성된다. 메인 바디부 (374") 는 또한, 넥들 (382") 의 개개의 넥들과 함께, 개개의 로우들의 단부들 (376") 을 가로질러 접속 로우들 (376") 로 연장된 대향하는 동작 전극 단부들 (380") 을 포함한다. 각각의 로우들 (376") 은 최대 폭 (W1) 을 정의하고 각각의 넥들 (376") 은 최대 폭 (W1) 보다 큰 최소 폭 (W2) 을 정의한다. 또한, 메인 바디부 (374") 는 넥들 (382") 의 최대 폭보다 큰 단부들 (380") 에서 최소 전폭을 포함한다.
도 10 내지 도 12 에 도시된 바와 같이 전극의 전도성 부분들에 의해 완전히 또는 적어도 부분적으로 둘러싸인 동작 전극의 "개방 (open)" 영역들 또는 비전도성 부분들을 가진 이들 특정 실시형태의 유용한 일 양상은, 동작 전극이 단기간에 걸쳐서는 동작 전극부들의 실제 영역에 대응하는 영역을 가진 평면 전극처럼 거동한다는 점이다. 그러나, 장기간에 걸쳐서는, 동작 전극이, 바운딩된 비전도성 부분들의 영역 및 동작 전극의 실제 영역 양쪽 모두를 포함하는 영역을 가진 평면 전극처럼 거동할 것이다. 따라서, 시간에 걸쳐, 동작 전극 영역은 증가하는 것으로 보여져, 바이오센서가 측정된 전류의 상이한 시간 경과의 이점을 취하도록 허용한다. 전류 측정에서의 이러한 변화에 대한 시간 상수들은 측정된 유체 또는 샘플 물질 내의 전기 활성 물질의 확산 계수에 관련된다. 이는 유체 내의 전기 활성 물질의 확산 계수 및 농도에 관한 정보를 획득하도록 허용한다. 동작 전극의 실제 전도성 표면 영역과 관련되지만, 보다 장기간에서는 페러데이 전류가, 비전도성 부분들을 포함한 전도성 동작 전극에 의해 둘러싸이거나 적어도 부분적으로 둘러싸인 동작 전극의 영역과 관련되기 때문에, 전류 측정과 관련된 상이한 시간 상수들은 또한 커패시턴스 및 패러데이 전류의 별도의 측정을 허용한다. 따라서, 동작 전극들은 보다 작은 "피크" 전류를 갖도록 형성될 수 있어, 전류 측정 디바이스의 기능을 보조한다. 이 개시물을 감안하면, 당해 기술 분야의 숙련된 자는 본 발명의 이들 실시형태 및 다른 실시형태들의 추가의 유용한 양상들을 이해할 것이다.
도 13 은 여기에 설명된 다른 바이오센서의 다른 특징들 중 어느 것과 조합하여 이용될 수 있는 특징들을 갖는 바이오센서 (400) 의 다른 실시형태를 나타낸다. 바이오센서 (400) 는 제 1 카운터 전극 (460) 및 제 2 카운터 전극 (490) 을 갖는 캐필러리 채널 (25) 을 포함한다. 동작 전극 (470) 은 카운터 전극들 (460, 490) 사이에서 캐필러리 채널 (25) 에 위치된다. 동작 전극 (470) 은 캐필러리 채널 (25) 내에 위치된 제 1 최대 폭 (W1) 을 가진 메인 바디부 (474) 및 메인 바디부 (474) 의 대향 단부들로부터 내부 에지 (50) 를 가로질러 연장되는 넥들 (476) 을 포함한다. 넥들 (476) 각각은 최대 폭 (W1) 보다 실질적으로 작은 최대 폭 (W2) 을 갖는다. 또한, 메인 바디부 (474) 는 메인 바디부 (474) 의 중심에 또는 근처에서의 최대 폭 (W1) 으로부터, 넥들 (476) 의 개개의 넥들과의 접합에서의 최소 폭 (W3) 으로 테이퍼링하며, 여기서 메인 바디부 (476) 의 최소 폭 (W3) 은 넥들 (476) 의 최대 폭 (W2) 보다 크다. 카운터 전극들 (460, 490) 은 전극들 각각이 카운터 전극들 (460, 490) 의 대향면들에서 최소폭으로부터 멀리 내부 에지 (50) 의 부분들을 향하여 증가하는 중심부에서 또는 그 근처에서 최소폭을 갖도록 배치된다. 이러한 배치물은 캐필러리 채널 (25) 에서의 동작 전극 영역과 카운터 전극 영역을 최대화하면서 또한, 내부 에지 (50) 를 가로질러 연장될 수 있는 넥들 (476) 의 영역에 비해, 캐필러리 채널 (25) 을 정의하는 내부 에지 (50) 의 부분들 사이에 위치될 수 있는 동작 전극 영역 (470) 의 보다 큰 유효 영역을 제공한다.
도 14 는 여기에 설명된 다른 바이오센서의 다른 특징들 중 어느 것과 조합하여 이용될 수 있는 특징들을 갖는 바이오센서 (500) 의 다른 실시형태를 나타낸다. 바이오센서 (500) 는 제 1 카운터 전극 (560) 과 제 2 카운터 전극 (590) 을 갖는 캐필러리 채널 (25) 을 포함한다. 동작 전극 (570) 은 카운터 전극들 (560, 590) 사이에서 캐필러리 채널 (25) 에 위치된다. 동작 전극 (570) 은 접속부들 (580) 과 서로 접속된 복수의 노드 형상의 동작 전극부들 (578) 을 갖는 메인 바디부 (574) 를 포함한다. 넥들 (576) 은 메인 바디부 (574) 의 대향면들로부터 내부 에지 (50) 를 가로질러 연장된다. 동작 전극부들 (578) 각각은 캐필러리 채널 (25) 에 위치된 최대 폭 (W1) 을 가지며, 넥들 (576) 각각은 제 1 폭 (W1) 보다 실질적으로 작은 최대 폭 (W2) 을 갖는다. 접속부들 (578) 각각은 넥들 (576) 의 최소 폭보다 작은 최대 폭 (W3) 을 포함한다.
예시된 실시형태에서, 동작 전극부들 (578) 각각은 실질적으로 원의 형상을 포함한다. 다른 실시형태들은 동작 전극부들 (578) 에 대해, 예를 들어 타원, 정사각형, 직사각형, 다각형, 및 원이 아닌 형상들을 포함한 다른 노드형 형상들을 고려한다. 예시된 실시형태에서, 복수의 노드들은 5개의 노드 형상의 동작 전극부들을 포함하며, 접속부는 4개의 접속부들을 포함하고, 동작 전극부들의 인접 쌍들은 4개의 접속부들의 개개의 접속부들에 의해 접속된다. 다른 실시형태들은 둘 이상의 노드 형상부들을 고려하며 적절한 수의 접속부들이 노드 형상부들을 접속한다.
도 15 는 전폭 단부 도즈 바이오센서 (full width end dose biosensor) 인 다른 실시형태의 바이오센서 (600) 를 나타낸다. 바이오센서 (600) 는 지지 기판 (612) 의 전체 폭을 가로질러 연장된 캐필러리 채널 (625) 을 포함한다. 캐필러리 채널의 에지 (650) 는 스페이서 기판 (620) 에 의해 형성된다. 제 1 카운터 전극 (660) 및 제 2 카운터 전극 (690) 은 캐필러리 채널 (625) 을 가로질러 연장되며 동작 전극 (670) 은 제 1 및 제 2 카운터 전극 (660, 690) 사이에서 캐필러리 채널 (625) 에 위치된다. SSCE (692) 및 SSWE (694) 는 지지 기판 (612) 의 에지들에 인접하게 캐필러리 채널 (625) 에 위치된다. 바이오센서 (600) 의 도시되지 않은 부분들은 여기에 개시된 바이오센서 실시형태들의 임의의 특징들을 포함할 수 있다.
동작 전극 (660) 은 사이에서 지지 기판 (612) 의 측면 에지들을 향하여 측방향으로 연장된 메인 바디부 (674) 및 메인 바디부 (674) 로부터 캐필러리 채널 (625) 과 대향하는 바이오센서 (600) 의 단부를 향하여 연장되는 대향 접속 넥들 (676) 을 포함한다. 스페이서 기판 (612) 은, 내부 에지 (650) 가 접속 넥들 (676) 을 가로질러 연장되도록 그리고 메인 바디부 (674) 가 캐필러리 채널 (625) 내에 완전히 위치되도록 위치결정된다. 이 배치물은 접속 넥들 (676) 을 따르는 내부 에지 (650) 의 배치 위치로 인해 및/또는 내부 에지 (650) 에 의해 형성된 캐필러리 채널 (625) 의 바운더리들에서의 임의의 불규칙성으로 인하여 발생할 수 있는 유효 동작 전극 영역에서의 변동들에 비해, 캐필러리 채널 (625) 에 위치될 수 있는 동작 전극 (670) 의 영역을 최대화한다.
도 16 은 도 15 의 바이오센서 (600) 의 다른 실시형태를 나타낸다. 바이오센서 (600') 는 메인 바디부 (674') 로부터 내부 에지 (650) 를 가로질러 연장된 오직 하나의 접속 넥 (676') 만을 포함하는 동작 전극 (670') 을 포함한다. 따라서, 접속 넥 (676') 에 의해 형성된 캐필러리 채널 (625) 에서의 동작 전극 (670') 의 유효 영역은 도 15 실시형태의 접속 넥들 (676) 에 의해 형성된 유효 영역의 1/2 이다. 따라서, 캐필러리 채널 (625) 에 위치될 수 있는 동작 전극 (670') 의 메인 바디부 (674') 의 영역은 접속 넥 (676') 을 따르는 내부 에지 (650) 의 배치 위치로 인하여 및/또는 내부 에지 (650) 에 의해 형성된 캐필러리 채널 (625) 의 바운더리들에서의 임의의 불규칙성으로 인하여 발생할 수 있는 유효 동작 전극 영역에서의 임의의 변동보다 실질적으로 더 크다.
도 16 의 실시형태는 카운터 전극들의 배치에 있어 도 15 의 실시형태와 다르다. 카운터 전극들 (660', 690') 은 지지 기판 (612) 의 일측을 따라 단일 리드부 (662') 에 접속된다. 도 15 및 도 16 실시형태들 양쪽 모두에서, 내부 에지 (650) 는 카운터 전극들 (660', 690') 을 따라 연장되어 부분적으로 오버랩한다.
도 17 에는, 도 16 의 전폭 단부 도즈 바이오센서 (600') 의 다른 실시형태가 나타나 있다. 바이오센서 (600") 는 메인 바디부 (674") 로부터 내부 에지 (650) 를 가로질러 연장된 오직 하나의 접속 넥 (676") 만을 포함하는 동작 전극 (670") 을 포함한다. 또한, 동작 전극 (670") 은 내부 에지 (650) 를 가로질러 연장된 접속 넥 (676") 부분의 최대 폭 (W2) 보다 실질적으로 큰, 길이의 모든 부분 또는 상당 부분을 따르는 최소 폭 (W1) 을 포함한다. 따라서, 캐필러리 채널 (625) 에 위치될 수 있는 동작 전극 (670") 의 영역은 접속 넥 (676") 을 따르는 내부 에지 (650) 의 배치 위치로 인하여 및/또는 내부 에지 (650) 에 의해 형성된 캐필러리 채널 (625) 의 바운더리들에서의 임의의 불규칙성으로 인하여 발생할 수 있는 유효 동작 전극 영역에서의 임의의 변동보다 실질적으로 더 크고 최대화된다.
사용시, 복수의 바이오센서들은 통상적으로 약병 내에 패키징되고, 일반적으로 마개 또는 다른 장치가 약병을 밀봉하도록 형성된다. 그러나, 바이오센서들이 개별적으로 패키징될 수도 있거나 또는 바이오센서들이 서로 폴딩되고, 코일로 롤링되고, 카세트 매거진 내에 적층되고, 블리스터 패키징에 팩킹될 수도 있음을 알 것이다. 다른 실시형태에서, 패키징은 바이오센서들로 구성된 개개의 제거가능 세그먼트들을 가진 카드로서 형성되며, 그 예들은 발명의 명칭이 "BIOSENSOR TEST STRIP CARDS" 인 미국 특허 출원 제12/198,197호에서 찾을 수 있으며 여기서는 그 내용을 참조로서 포함한다. 바이오센서들이 스페이서 기판의 내부 에지의 배치에 의해 영향을 받는 동작 전극의 부분의 영역에 비해, 캐필러리 채널에 위치될 수 있는 동작 전극의 영역을 최대화하도록 여기에 개시된 장치를 포함하고 있기 때문에, 바이오센서들에 의해 취해지는 분석물 측정의 정밀도가 개선된다.
여기에 설명된 바이오센서들을 이용하여 다수의 유체 샘플 유형들이 분석될 수도 있다. 예를 들어, 전혈, 혈장, 혈청, 림프, 담즙, 정액, 뇌척수 유체, 척수 유체, 눈물 유체, 및 대변 시료 뿐만 아니라 당해 기술 분야의 숙련된 자에게 당연히 명백한 기타 생물학적 유체와 같은 인체의 유체가 측정될 수도 있다. 음식, 발효 제품, 및 환경 물질과 함께 조직의 유체 표본도 또한 분석될 수 있다. 바람직하게는 전혈이 바이오센서로 분석된다.
바이오센서의 사용자는 캐필러리 채널로의 도입부에 대해 혈액 수집을 위하여 손가락을 찌르거나 상처를 낸다. 캐필러리 힘은 찔린 부분 또는 상처 부분으로부터 캐필러리 채널 내의 전극들 및 시약들에 걸쳐 캐필러리 채널을 통하여 그리고 캐필러리 채널로 흐르는 액체 혈액 샘플을 끌어당긴다. 액체 혈액 샘플은 시약을 분해하여 캐필러리 채널 내의 전극들에 적용되고 여기서 전기화학적 반응이 발생한다.
반응이 시작한 후, 전원 (예를 들어, 배터리) 이 각각 전극들 사이에 전위차를 각각 인가한다. 전위차가 인가된 경우에, 기준 또는 카운터 전극에서의 매개 물질의 산화된 형태의 정도 및 전위치는 동작 전극의 표면에서 매개 물질의 환원된 형태의 전극 산화를 일으키기에 충분해야 한다. 전류 측정계 (도시 생략) 는 동작 전극의 표면에서 매개 물질의 환원된 형태의 산화에 의해 발생된 전류를 측정한다. 여기에 설명된 바이오센서는 캐필러리 채널에서의 동작 전극 영역의 변동을 최소화하여, 한 바이오센서로부터 다음 바이오센서로 측정된 전류의 정확성 및 정밀성을 개선한다.
전기화학적 기술에 이용하기 위하여 구성된 바이오센서의 일례는 ACCU-CHEK® Aviva 테스트 스트립이며, 이는 여기서는 그 내용이 참조로서 포함된 미국 출원 공개 공보 제2005/0016844호에 개시되어 있다. 이 예시적인 소자는 미국 인디아나주 인디아나폴리스의 Roche Diagnostics Corporation 사에 의해 배포되어 있다.
바이오센서를 제조하는 일 예시적인 방법은 지지 기판을 제공하는 단계; 지지 기판에 적어도 하나의 동작 전극을 형성하는 단계로서, 동작 전극은 메인 바디부 및 메인 바디부의 일단부로부터 연장된 적어도 하나의 접속 넥을 포함하고, 적어도 하나의 접속 넥의 폭은 동작 전극의 메인 바디부의 부분의 최소 또는 최단 폭보다 큰, 적어도 하나의 동작 전극을 형성하는 단계; 및 지지 기판에 스페이서 기판을 위치시키는 단계로서, 스페이서 기판은 캐필러리 채널의 바운더리를 정의하는 내부 에지를 포함하고, 내부 에지는 동작 전극의 적어도 하나의 접속 넥을 가로질러 연장되어, 최소 폭을 정의하는 메인 바디부의 부분이 캐필러리 채널 내에 완전히 위치되는, 스페이서 기판을 위치시키는 단계를 포함한다.
일 개선예에서, 이 방법은 또한, 적어도 스페이서 기판에 커버를 위치시켜, 지지 기판과 커버 사이에 캐필러리 채널을 형성하는 단계를 포함할 수도 있다. 본 방법의 다른 개선예에서, 바이오센서는 포도당 센서이다.
본 방법의 다른 개선예에서는, 동작 전극은 제 1 및 제 2 동작 전극부들 및 제 1 및 제 2 동작 전극부들 사이에 연장된 접속부를 포함하며, 접속부는 메인 바디부의 부분을 정의하고 제 1 및 제 2 동작 전극부들 각각은 적어도 하나의 접속 넥의 최대 폭보다 큰 캐필러리 채널에서의 최소 폭을 정의한다. 이 방법의 추가 개선예에서, 접속부는 제 1 및 제 2 동작 전극부들 사이에 연장된 로우들을 형성하는 복수의 접속부들을 포함하며, 각각의 접속부들은 최소 폭에 대응하는 폭을 정의한다. 이 방법의 또 다른 개선예에서, 제 1 및 제 2 동작 전극부들은 동작 전극에 대한 그리드형 패턴을 형성하도록 복수의 접속부들을 따라 이격된 복수의 동작 전극부들을 포함한다.
바이오센서를 제조하는 다른 예시적인 방법은 지지 기판을 제공하는 단계; 지지 기판 상에 적어도 하나의 동작 전극을 형성하는 단계로서, 동작 전극은 메인 바디부의 길이의 상당 부분을 따라 실질적으로 일정한 폭을 정의하는 메인 바디부를 포함하고, 동작 전극은 폭으로부터 외부 방향으로 돌출한 중심부를 포함하는, 적어도 하나의 동작 전극을 형성하는 단계; 및 스페이서 기판의 내부 에지의 대향부들이 메인 바디부의 대향 측부들을 따라 연장되고 동작 전극의 중심부가 내부 에지의 부분들에 의해 정의된 캐필러리 채널에 완전히 위치되도록 지지 기판에 스페이서 기판을 위치결정하는 단계로서, 중심부는 내부 에지의 부분들 사이에 메인 바디부의 길이의 1/2 보다 작게 점유하는, 스페이서 기판을 위치결정하는 단계를 포함한다. 이 방법의 개선예에서, 중심부는 내부 에지의 부분들 사이에서의 메인 바디부의 길이의 1/4 보다 작게 점유한다.
종래의 혈당계들 및 관련된 전기적 및 광학적 컴포넌트들 및 이들 개개의 측정 기술들의 추가의 세부 내용 및 일례들은 미국 특허 제5,352,351호; 제4,999,482호; 제5,438,271호; 제6,645,368호; 제5,997,817호; 제6,662,439호; RE 36,268; 제5,463,467호; 제5,424,035호; 제6,055,060호; 제6,906,802호; 및 제5,889,585호에 개시되어 있으며, 이들 개시물의 내용을 여기서는 참조로서 포함한다.
본 발명의 도면 및 상술한 설명을 통하여 예시되고 설명되어 있지만, 이는 예시로서 간주되며 특징상 제한하기 위한 것이 아니며, 특정 실시형태만이 나타나 있지만, 본 발명의 범위 내에 오는 모든 변경 및 수정이 보호되는 것으로 이해되어야 한다. 상기 설명에 이용된 바람직하게, 바람직한, 선호되는, 또는 더 바람직한과 같은 용어들은 그렇게 설명된 특징이 더 바람직할 수도 있다는 것을 나타낸 것이지만, 반드시 필수적인 것이 아닐 수도 있으며 이들이 없는 실시형태들도 다음에 오는 청구범위에서 정의되어진 본 발명의 범위 내의 것으로서 고려될 수도 있다. 청구항을 읽을 때, "하나", "한", "적어도 하나" 또는 "적어도 일부"와 같은 용어가 이용되는 경우에, 청구항에 대하여 달리 구체적으로 진술되지 않은 한, 오직 하나의 항목만으로 청구항을 제한하려 의도되지 않는다. 언어 "적어도 일부" 및/또는 "일부"는 달리 진술되지 않는 한, 일부 및/또는 전체 항목을 포함할 수 있다.
Claims (21)
- 바이오센서로서,
제 1 및 제 2 대향 단부들과 제 1 및 제 2 대향 에지들 사이에 연장된 지지 기판;
상기 지지 기판에 위치되고, 상기 제 1 및 제 2 대향 단부들 및 상기 제 1 및 제 2 대향 에지들 중 일방 또는 양방 사이에 상기 지지 기판을 따라 연장된 내부 에지를 포함하는 스페이서 기판;
상기 스페이서 기판과 협업하여, 상기 스페이서 기판의 내부 에지가 캐필러리 채널의 바운더리를 정의하게 하는 커버; 및
상기 캐필러리 채널에서의 적어도 하나의 동작 전극으로서, 상기 동작 전극은 폭 및 메인 바디부로서, 상기 메인 바디부의 대향 단부들 사이의 폭에 대해 횡방향으로의 길이를 따라 연장된 상기 메인 바디부를 포함하며,
상기 메인 바디부는 상기 캐필러리 채널에서 상기 메인 바디부의 길이를 따라 위치된 적어도 두개의 동작 전극부들을 포함하고, 상기 적어도 두개의 동작 전극부들은 적어도 하나의 접속부에 의해 접속되며,
상기 동작 전극은 상기 메인 바디부의 상기 대향 단부들 중 적어도 하나의 단부로부터 상기 스페이서 기판의 상기 내부 에지를 가로질러 연장된 적어도 하나의 접속 넥 (connective neck) 을 더 포함하며,
상기 두개의 동작 전극부들 각각은 상기 접속 넥의 최대 폭보다 큰 최소 폭을 정의하고, 상기 접속부는 상기 접속 넥의 최소 폭보다 작은 최대 폭을 정의하는, 바이오센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 캐필러리 채널은 상기 지지 기판의 상기 제 1 대향 단부에서 도입부 (inlet) 를 포함하고, 상기 동작 전극의 상기 메인 바디부는 상기 캐필러리 채널 내에 완전히 위치되는, 바이오센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 동작 전극은 상기 캐필러리 채널에서 상기 메인 바디부의 상기 대향 단부들 중 다른 하나의 단부로부터 연장된 제 2 넥을 포함하고 상기 제 2 넥은 상기 스페이서 기판의 상기 내부 에지를 가로질러 연장되는, 바이오센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 캐필러리 채널에 적어도 하나의 카운터 전극을 더 포함하고, 각각의 상기 적어도 하나의 카운터 전극은 상기 동작 전극에 실질적으로 인접하게 위치되는, 바이오센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 동작 전극은 상기 캐필러리 채널에서 상기 적어도 두개의 동작 전극부들 사이에 연장되고 상기 적어도 두개의 동작 전극부들을 서로 접속시키는 제 1 및 제 2 접속부들을 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 접속부들 각각은 상기 접속 넥의 최소 폭보다 작은 최대 폭을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 접속부들은 상기 접속부들과 상기 동작 전극부들 사이의 비전도성 스페이스에 의해 서로 분리되는, 바이오센서. - 제 1 항에 있어서,
각각의 상기 동작 전극부들은 직사각형 형상, 원 형상, 및 타원 형상 중 하나를 포함하는, 바이오센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 두개의 동작 전극부들은 5개의 동작 전극부들을 포함하고, 상기 적어도 하나의 접속부는 4개의 접속부들을 포함하고, 상기 동작 전극부들의 인접 쌍들은 상기 4개의 접속부들의 개개의 접속부들에 의해 접속되는, 바이오센서. - 제 1 항에 있어서,
상기 동작 전극의 상기 적어도 하나의 접속부는 상기 동작 전극의 상기 적어도 두개의 동작 전극부들 사이에 연장된 복수의 접속부 로우들을 포함하고, 상기 접속부 로우들의 인접 쌍들은 비전도성 스페이스에 의해 서로 분리되고, 각각의 상기 접속부 로우들은 상기 적어도 하나의 접속 넥의 최소 폭보다 작은 최대 폭을 포함하는, 바이오센서. - 제 8 항에 있어서,
상기 동작 전극의 상기 메인 바디부의 상기 적어도 두개의 동작 전극부들은 상기 동작 전극의 상기 메인 바디부에 대한 그리드 형상 패턴을 형성하도록 상기 복수의 접속부 로우들을 따라 이격된 복수의 동작 전극부들을 포함하는, 바이오센서. - 바이오센서로서,
제 1 및 제 2 대향 단부들 및 제 1 및 제 2 대향 에지들 사이에 연장된 지지 기판;
상기 지지 기판에 위치되고, 상기 지지 기판을 따라 연장된 내부 에지를 포함하는 스페이서 기판으로서, 상기 내부 에지는 상기 지지 기판의 상기 제 1 및 제 2 대향 단부들 및 상기 제 1 및 제 2 대향 에지들 사이에 위치된, 상기 스페이서 기판;
상기 스페이서 기판과 협업하고, 상기 스페이서 기판의 상기 내부 에지가 캐필러리 채널의 바운더리를 정의하는 커버; 및
폭, 및 메인 바디부로서, 메인 바디부의 대향 단부들 사이에서 폭에 대해 횡방향인 길이를 정의하는 상기 메인 바디부를 포함하는 적어도 하나의 동작 전극으로서, 길이 및 폭은 상기 메인 바디부가 상기 캐필러리 채널에 위치되도록 사이징되는, 상기 적어도 하나의 동작 전극을 포함하며,
상기 동작 전극은 상기 메인 바디부의 대향 단부들의 각각의 단부로부터 상기 스페이서 기판의 상기 내부 에지를 가로질러 각각이 연장된 제 1 및 제 2 접속 넥들을 더 포함하고,
상기 메인 바디부는 각각의 상기 제 1 및 제 2 넥들의 최대 폭보다 큰 최소 폭을 정의하고,
각각의 상기 제 1 및 제 2 접속 넥들은 상기 지지 기판에서 상기 메인 바디부로부터 전극 리드부로 연장되어, 각각의 상기 제 1 및 제 2 접속 넥들이 상기 바이오센서를 계측기 (meter) 에 접속하도록 구성된, 상기 동작 전극과 적어도 하나의 콘택트 사이의 전기 접속을 제공하는, 바이오센서. - 제 10 항에 있어서,
상기 지지 기판의 상기 제 1 및 제 2 대향 단부들과 상기 제 1 및 제 2 대향 에지들은 직사각형 형상을 형성하는, 바이오센서. - 제 10 항에 있어서,
상기 캐필러리 채널은 상기 지지 기판의 상기 제 1 대향 단부에 위치되고, 상기 캐필러리 채널은 상기 지지 기판과 상기 커버 사이에 상기 제 1 대향 단부에서 도입부를 포함하는, 바이오센서. - 제 12 항에 있어서,
상기 내부 에지는 일반적으로 U자 형상의 구성을 정의하며, 상기 동작 전극의 상기 메인 바디부는 상기 캐필러리 채널 내에 완전히 위치되는, 바이오센서. - 제 10 항에 있어서,
상기 동작 전극의 상기 메인 바디부는 상기 메인 바디부의 중심에서 또는 중심 부근에서 최대 폭을 포함하고 각각의 상기 제 1 및 제 2 접속 넥들에 인접하게 최대폭에서부터 최소폭으로 폭에 있어서 테이퍼링하는, 바이오센서. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 접속 넥은 상기 지지 기판을 따라 적어도 하나의 콘택트로 연장된 전극 리드부로 연장되고, 상기 제 2 접속 넥은 상기 캐필러리 채널의 외부에 위치된 전극 루핑부 (electrode looping portion) 로 연장되며, 상기 전극 루핑부는 상기 제 2 접속 넥과 상기 전극 리드부를 결합하여 상기 동작 전극이 상기 캐필러리 채널의 외부 및 내부에 위치된 연속 루프를 형성하게 하는, 바이오센서. - 바이오센서로서,
제 1 및 제 2 대향 단부들과 제 1 및 제 2 대향 에지들 사이에 연장된 지지 기판;
상기 지지 기판에 위치되고 상기 지지 기판을 따라 연장된 내부 에지를 포함하는 스페이서 기판으로서, 상기 내부 에지는 상기 지지 기판의 제 1 대향 단부에 인접하게 제 1 대향 에지로부터 제 2 대향 에지로 연장된, 상기 스페이서 기판;
상기 스페이서 기판과 협업하여 상기 스페이서 기판의 상기 내부 에지가 캐필러리 채널의 바운더리를 정의하게 하는 커버; 및
상기 캐필러리 채널에서의 적어도 하나의 동작 전극으로서, 상기 동작 전극은 상기 캐필러리 채널 내에서 상기 제 1 및 제 2 대향 에지들을 향하여 연장된 길이를 갖는 메인 바디부를 포함하는, 상기 적어도 하나의 동작 전극을 포함하며,
상기 동작 전극은 상기 메인 바디부의 단부로부터 상기 지지 기판의 상기 제 2 대향 단부를 향하여 상기 메인 바디부에 대해 횡방향으로 연장된 접속 넥을 더 포함하며,
상기 내부 에지는 상기 메인 바디부로부터 이격되고 상기 접속 넥을 가로질러 연장되며 상기 접속 넥은 상기 지지 기판의 상기 제 2 대향 단부를 향하여 배향되는, 바이오센서. - 제 16 항에 있어서,
상기 동작 전극의 상기 메인 바디부는 상기 캐필러리 채널 내에 완전히 위치되는, 바이오센서. - 제 16 항에 있어서,
상기 동작 전극은 상기 메인 바디부의 상기 대향 단부들로부터 상기 지지 기판의 상기 제 2 대향 단부를 향하여 상기 메인 바디부에 횡방향으로 연장된 제 1 및 제 2 접속 넥들을 포함하고, 상기 내부 에지는 각각의 상기 제 1 및 제 2 접속 넥들을 가로질러 연장되며, 상기 제 1 및 제 2 접속 넥들은 상기 지지 기판의 제 2 대향 단부를 향하여 배향되는, 바이오센서. - 제 16 항에 있어서,
상기 접속 넥은 상기 내부 에지를 가로질러 연장된 상기 메인 바디부에 단독의 전기 접속을 제공하는, 바이오센서. - 제 16 항에 있어서,
상기 메인 바디부는 길이의 상당 부분을 따르는 최소 폭을 포함하고, 상기 접속 넥은 상기 지지 기판의 상기 제 1 및 제 2 대향 에지들 사이에 연장된 방향으로 최대 폭을 포함하고, 상기 메인 바디부의 최소 폭은 상기 접속 넥의 최대 폭보다 큰, 바이오센서. - 제 16 항에 있어서,
상기 캐필러리 채널에 제 1 및 제 2 카운터 전극들을 더 포함하고,
상기 동작 전극의 상기 메인 바디부는 상기 제 1 및 제 2 카운터 전극들 사이에 위치되고,
상기 제 1 카운터 전극은 상기 지지 기판의 상기 제 1 대향 단부와 상기 동작 전극 사이에 위치되고,
상기 제 2 카운터 전극은 상기 제 1 및 제 2 대향 에지들 사이에 배향된 바디부를 포함하고, 상기 내부 에지는 상기 제 2 카운터 전극의 상기 바디부를 따라 연장되는, 바이오센서.
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