KR20230104120A - 분석물 센서의 적어도 하나의 전극을 제조하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
분석물 센서(112)의 적어도 하나의 전극(110)을 제조하기 위한 방법이 개시된다. 상기 방법은 다음의 단계를 포함한다:
a) 스텐실(118)을 제공하는 단계(116) ― 상기 스텐실(118)은 제1 스텐실 측면(120), 제2 스텐실 측면(122) 및 상기 제1 스텐실 측면(120)에서부터 상기 제2 스텐실 측면(122)까지 뻗어 있는 적어도 하나의 관통 구멍(124)을 포함하며, 상기 제1 스텐실 측면(120) 및 상기 제2 스텐실 측면(122) 중 적어도 하나가 제1 습윤 속성을 가짐 ― ,
b) 기판(128)을 제공하는 단계(126) ― 상기 기판(128)은 제1 측면(130) 및 제2 측면(134)을 포함함 ― ,
c) 상기 스텐실(118)을 기판(128)의 제1 측면(130)에 도포하는 단계(136),
d) 저점도 조성물(140)을 상기 스텐실(118)의 상기 관통 구멍(124) 내로 도포하는 단계(138) ― 저점도 조성물(140)은 상기 제1 스텐실 측면(120) 및 상기 제2 스텐실 측면(122) 중 적어도 하나의 제1 습윤 속성과 반대인 제2 습윤 속성을 가짐 ― ,
e) 상기 저점도 조성물(140)을 건조하는 단계(141),
f) 상기 적어도 하나의 전극(110)을 획득하는 단계(142).
a) 스텐실(118)을 제공하는 단계(116) ― 상기 스텐실(118)은 제1 스텐실 측면(120), 제2 스텐실 측면(122) 및 상기 제1 스텐실 측면(120)에서부터 상기 제2 스텐실 측면(122)까지 뻗어 있는 적어도 하나의 관통 구멍(124)을 포함하며, 상기 제1 스텐실 측면(120) 및 상기 제2 스텐실 측면(122) 중 적어도 하나가 제1 습윤 속성을 가짐 ― ,
b) 기판(128)을 제공하는 단계(126) ― 상기 기판(128)은 제1 측면(130) 및 제2 측면(134)을 포함함 ― ,
c) 상기 스텐실(118)을 기판(128)의 제1 측면(130)에 도포하는 단계(136),
d) 저점도 조성물(140)을 상기 스텐실(118)의 상기 관통 구멍(124) 내로 도포하는 단계(138) ― 저점도 조성물(140)은 상기 제1 스텐실 측면(120) 및 상기 제2 스텐실 측면(122) 중 적어도 하나의 제1 습윤 속성과 반대인 제2 습윤 속성을 가짐 ― ,
e) 상기 저점도 조성물(140)을 건조하는 단계(141),
f) 상기 적어도 하나의 전극(110)을 획득하는 단계(142).
Description
본 발명은 일반적으로 분석물 센서의 적어도 하나의 전극 또는 테스트 필드를 제조하기 위한 방법과 관련되며 전극 또는 테스트 필드를 포함하는 분석물 센서와 관련되고, 샘플 내 적어도 하나의 분석물을 검출하기 위한 분석물 센서의 용도와 관련된다. 분석물 센서는, 주로, 체액 내 분석물 농도, 특히, 체액 내 포도당 레벨 또는 하나 이상의 다른 분석물의 농도의 장기 모니터링을 위해 사용될 수 있다. 본 발명은 가정 간호 및 병원과 같은 전문 간호 분야 모두에 적용될 수 있다. 그러나, 그 밖의 다른 분야에도 적용 가능하다.
특정 신체 기능을 모니터링하는 것, 더 구체적으로, 특정 분석물의 하나 이상의 농도를 모니터링하는 것이 다양한 질병의 예방 및 치료에서 중요한 역할을 한다. 추가 가능한 적용예를 제한하지 않고, 본 발명은 간질액에서의 포도당 모니터링을 참조하여 이하에서 기재된다. 그러나, 본 발명은 다른 유형의 분석물에도 적용될 수 있다. 포도당 모니터링은, 특히, 광학 측정외에 전기화학적 분석물 센서를 이용함으로써 수행될 수 있다. 체액 내 포도당을 측정하기 위한 전기화학적 분석물 센서의 예가 US 5,413,690 A, US 5,762,770 A, US 5,798,031 A, US 6,129,823 A 또는 US 2005/0013731 A1에 공지되어 있다.
사용자, 즉, 사람이나 동물로부터 체액 샘플을 표적 방식으로 채취하여 분석물 농도와 관련하여 검사하는 "스팟 측정" 외에도 연속 측정이 점점 더 많이 확립되고 있다. 따라서 최근에는 간질 조직 내 포도당을 연속 측정하는 것, 즉, "연속 포도당 모니터링(continuous glucose monitoring)", 약칭하여 "CGM"이 당뇨병 상태의 관리, 모니터링 및 통제를 위한 또 다른 중요한 방법으로 확립되었다. 여기서, 액티브 센서 영역은 일반적으로 간질 조직에 배열된 측정 부위에 직접 적용되며, 예를 들어 효소, 특히 포도당 산화효소(GOD: glucose oxidase) 및/또는 포도당 탈수소효소(GDH: glucose dehydrogenase)를 이용함으로써, 포도당을 전기적으로 대전된 개체로 변화할 수 있다. 결과적으로, 검출 가능한 전하는 포도당 농도와 관련될 수 있고, 따라서 측정 변수로 사용될 수 있다. US 6,360,888 B1 또는 US 2008/ 0242962 A1에 예시가 기재되어 있다.
분석물 센서를 제조하는 동안, 화학 시약이 센서 기판, 가령, 탄소, 금 또는 플라스틱 포일에 정확한 위치와 모양으로 도포되어야 한다. 고점도 페이스트형 유체, 가령, 저 휘발성 용매에 기반하여 제조된 것의 경우, 예를 들어 스크린-인쇄 또는 회전 스크린 인쇄 기법이 사용될 수 있다. 그러나 수성 또는 용매 기반 저점도 유체를 사용한 이산 코팅은 훨씬 더 어렵다. 예를 들어, ≤ 4 ㎜의 선 폭을 갖는 얇은 선, ≤ 4 ㎜의 지름을 갖는 원, 또는 ≤ 4 ㎜의 변 길이를 갖는 정사각형 또는 직사각형을 기판 상에 직접 도포하는 것은 매우 어려울 수 있다. 유체가 센서 기판의 표면 상에 그리고 스크린 상에서 흘러 모든 것이 젖을 수 있기 때문에 스크린 인쇄가 불가능할 수 있다. 표준 기술로서, 일반적으로 분사 기술이 사용되는데, 여기서, 한 자릿수 나노리터 범위의 단일 작은 액적이 기판에 도포되거나 바늘이나 캐뉼라를 이용해 선이 이동하는 기판 상에 도포될 수 있다.
앞서 언급한 기술의 성과에도 불구하고 몇 가지 과제가 남아 있다. 일반적으로, 기판의 젖은 표면은 유체의 표면 장력과 기판의 표면 에너지에 의해 형성된다. 모서리가 선명한 사각형은 이런 식으로 도포될 수 없다. 또한, 원과 같은 이산적인 2차원 요소를 도포하는 경우 제작 속도가 느려질 수 있다. 또한, > 50-100 ㎛의 더 큰 습식 코팅 두께의 코팅은 건조 중 유체의 누출로 인해 가능하지 않을 수 있다. 유체가 아래 층으로 흘러 들어갈 수 있기 때문에 전극 스팟과 같은 층상 코팅도 구현하기 어려울 수 있다.
EP1690087은 코팅된 테스트 요소, 특히, 모세관 갭을 포함하는 테스트 요소를 설명한다. 상기 테스트 요소는, 적어도 모세관 갭을 둘러싸는 영역 내에서, 소수성으로 구조화된 코팅을 포함하다.
Pellitero외 "Rapid prototyping of electrochemical lateral flow devices: stencilled electrodes", Analyst 2016, 141, 2515가 전기화학적 횡방향 유동 장치의 빠른 프로토타이핑을 기술한다. 구멍의 사용 가능한 형태와 크기를 제한할 수 있는 스텐실을 현장에서 준비하는 것이 제안된다. 특히, Pellitero외는 차후에 템플릿 역할을 할 라이너 상에 접착제를 바르고 페이스트를 도포하는 것을 제안한다. 접착제는 페이스트 아래의 기판 상에 남아 있다. 스텐실은 기판에 스텐실을 고정하는 접착제가 제거되지 않도록 한 측면이 소수성이다.
WO 2016/064881 A1가 스크린 인쇄 기술을 사용함으로써 제조될 수 있는 종이 기판, 미세유체 장치를 설명한다. 이 장치는 친수성 잉크가 스텐실을 사용하여 도포될 수 있는 소수성 기판을 포함한다. 이 문서는 스텐실에 대한 세부정보를 제공하지 않는다.
WO 2014/025430 A2는 스텐실을 사용하여 전기화학적 바이오센서를 제작하기 위한 방법, 구조, 장치 및 시스템을 기술한다.
KR 101 352 665 B는 바이오센서용 스크린 인쇄 전극 및 그 제조 방법을 개시한다.
WO 2016/090189 A1는 비침습성 표피 전기화학적 센서 및 그 제조 방법을 기술하고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 공지된 분석물 센서 및 관련 방법의 단점을 적어도 부분적으로 회피하고 앞서 언급된 과제를 적어도 부분적으로 해결하는, 분석물 센서의 적어도 하나의 전극 및/또는 적어도 하나의 테스트 필드를 제조하기 위한 방법, 분석물 센서 및 이의 용도를 제공하는 것이다. 구체적으로, 방법 및 장치는 작은 면적, 가령, 약 <= 3 ㎜의 면적 내에서, 특히 90°의 선명한 에지 및 코너의 코팅을 가능하게 하는 대량 생산 코팅 방법을 가능하게 하는 것이 바람직하다.
이 문제는 독립항의 특징을 갖는 분석물 센서의 적어도 하나의 전극을 제조하는 방법, 분석물 센서 및 이들의 용도에 의해 해결된다. 독립적으로 또는 임의의 무작위 조합으로 구현될 수 있는 바람직한 실시예가 종속 청구항에 그리고 명세서 전체에서 나열된다.
이하에서 사용될 때, 용어 "갖다(have)", "포함하다(comprise)" 또는 "포함하다(include)" 또는 이들의 임의의 무작위적 변형이 비배타적 방식으로 사용된다. 따라서 이들 용어는 모두, 이들 용어에 의해 도입되는 특징들 외에, 어떠한 추가 특징도 이 맥락에서 개체 내에 존재하지 않는 상황과 하나 이상의 추가 특징이 존재하는 상황을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 표현 "A는 B를 가진다", "A는 B를 포함한다" 및 "A는 B를 포함한다"는 B외에 어떠한 다른 요소도 A에 존재하지 않는 상황(즉, A가 B만으로 독점적으로 구성되는 상황) 및 B외에 하나 이상의 추가 요소, 가령, 요소 C 및 D, 또는 심지어 또 다른 요소까지가 개체 A에 존재하는 상황 모두를 지칭할 수 있다.
또한, 용어 "적어도 하나", "하나 이상" 또는 특징 또는 요소가 한 번 이상 존재할 수 있음을 나타내는 유사한 표현은 일반적으로 각자의 특징 또는 요소를 소개할 때 한 번만 사용될 것이다. 이하에서, 대부분의 경우, 각자의 특징 또는 요소를 참조할 때, 각자의 특징 또는 요소가 한 번 이상 존재할 수 있다는 사실에도 불구하고, 표현 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"은 반복되지 않을 것이다.
또한, 이하에서 사용될 때, 용어 "바람직하게", "더 바람직하게", "특히", "더 특히", "구체적으로", "더 구체적으로" 또는 유사한 용어가, 대안 가능성을 제한하지 않으면서, 선택적 특징과 함께 사용된다. 따라서, 이들 용어에 의해 소개되는 특징이 선택적 특징이며 청구항의 범위를 어떠한 식으로도 제한하려는 의도가 없다. 본 발명은, 해당 분야의 통상의 기술자라면 알 바와 같이, 대안 특징을 이용함으로써 수행될 수 있다. 마찬가지로, "본 발명의 하나의 실시예에서" 또는 유사한 표현으로 도입되는 특징은, 본 발명의 대안 실시예에 대한 어떠한 제한 없이, 본 발명의 범위에 대한 어떠한 제한 없이, 그리고 이러한 방식으로 도입된 특징을 본 발명의 다른 선택적 또는 비-선택적 특징과 조합할 가능성에 대한 어떠한 제한 없이, 선택적 특징인 것으로 의도된다.
본 발명의 제1 양태에서, 분석물 센서의 적어도 하나의 전극을 제조하기 위한 방법이 개시된다. 또한, 분석물 센서의 적어도 하나의 테스트 필드를 제조하기 위한 방법이 개시된다.
방법은 적어도 하나의 전극을 제조하는 것과 관련하여 이하에서 기재된다. 그러나 통상의 기술자라면 바로 알 바와 같이, 주어진 실시예 및 정의는 적어도 하나의 테스트 필드를 제조하기 위한 방법에도 적용될 수 있다.
용어 "분석물 센서"는 본 명세서에서 사용될 때, 넓은 의미의 용어이며 해당 분야의 통상의 기술자에게 일반적이고 관례적인 의미를 가질 것이고 특수한 또는 맞춤 의미로 한정되지 않을 것이다. 상기 용어는 구체적으로, 적어도 하나의 의학적 분석을 수행하기 위해 적어도 하나의 측정 신호를 획득함으로써 분석물의 검출을 수행하도록 구성된 임의의 장치를 지칭할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 특히, 분석물 센서는 전기화학적 센서 또는 광학 센서일 수 있다.
본 명세서에서 사용될 때, 용어 "전기화학적 센서"는 분석물의 전기화학적 검출 가능 속성, 가령, 전기화학적 검출 반응의 검출에 적합한 분석물 센서를 지칭한다. 따라서, 예를 들어, 전기화학적 검출 반응은 하나 이상의 전극 전위를 인가하고 비교함으로써 검출될 수 있다. 구체적으로, 전기화학적 센서는 전기화학적 검출 반응, 가령, 적어도 하나의 전류 신호 및/또는 적어도 하나의 전압 신호의 존재 여부 및/또는 범위를 직접 또는 간접적으로 나타낼 수 있는 적어도 하나의 측정 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 측정은 정성적 및/또는 정량적 측정일 수 있다. 또한, 그 밖의 다른 실시예가 가능하다.
본 명세서에서 사용될 때, 용어 "광학 센서"는 분석물의 적어도 하나의 광학 검출을 수행하도록 구성된 분석물 센서를 지칭한다. 본 명세서에서 사용될 때, 용어 "광학 검출"이라는 용어는 분석물의 존재 하에 색이 변하는 광학 테스트 화학물, 가령, 색상 변화 테스트 화학물을 이용한 반응의 검출을 지칭한다. 색상 변화는 특히 샘플에 존재하는 분석물의 양에 따라 달라질 수 있다. 광학 검출에 의해 분석물을 결정하고, 특히 테스트 필드 상의 스팟의 색상을 분석하기 위한 기술이 일반적으로 통상의 기술자에게 알려져 있다. 또한, 그 밖의 다른 실시예가 가능하다. 용어 "테스트 필드"는 바람직하게는 적어도 하나의 캐리어, 가령, 적어도 하나의 캐리어 필름, 본 경우 기판에 의해 고정되는, 테스트 화학물질이라고도 지시되는 테스트 화학물의 연속 또는 불연속적 양을 지칭할 수 있다. 테스트 화학물은 테스트 필드의 하나 이상의 필름 또는 층을 형성하거나 이에 포함될 수 있고/있거나 테스트 필드는 하나 이상의 층을 갖는 층 설정을 포함할 수 있으며, 이때 층들 중 적어도 하나는 테스트 화학물을 포함한다. 따라서, 테스트 화학물은 분석물의 존재 하에 색상 변화를 생성하기 위해 분석물과 반응하기 위한 적어도 하나의 화학 시약을 포함하는 것도 본 발명에 의해 예상된다. 테스트 화학물은 평가될 분석물과 관련하여 선택될 수 있다. 통상의 기술자에게 잘 알려진 바와 같이, 각각의 다양한 분석물과 함께 사용할 수 있는 수많은 화학물질이 있다. 따라서 적절한 화학물의 선택은 통상의 기술자에게 잘 알려져 있으며, 본 발명을 만들고 사용할 수 있도록 여기에서 추가 설명이 필요하지 않다.
분석물 센서는 특히 생체내 센서일 수 있다. 특히 바람직하게는, 분석물 센서는 피하 조직 내 사용자의 체액, 특히 간질액 내 분석물의 검출을 수행하도록 구성될 수 있는 완전히 또는 부분적으로 이식될 수 있는 분석물 센서일 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때 용어 "이식형 분석물 센서" 또는 "경피적 분석물 센서"는 환자 또는 사용자의 신체 조직 내에 완전히 또는 적어도 부분적으로 배열되도록 구성된 임의의 분석물 센서를 지칭한다. 이를 위해, 분석물 센서는 삽입형 부분을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, "삽입형 부분"이라는 용어는 일반적으로 임의의 신체 조직에 삽입될 수 있도록 구성된 요소의 일부 또는 구성요소를 지칭한다. 분석물 센서의 다른 부품 또는 구성요소는 신체 조직 외부에 남아 있을 수 있는데, 예를 들어, 상대 전극 및/또는 기준 전극 또는 결합된 상대/기준 전극이 신체 조직 외부에 남아 있을 수 있다. 바람직하게는, 삽입형 부분은 적어도 일반적인 사용 기간 동안, 사용자 또는 신체 조직에 해로운 영향을 가능한 한 적게 미칠 수 있는 생적합성 표면을 완전히 또는 부분적으로 포함할 수 있다. 이를 위해, 삽입 가능한 부분은 적어도 하나의 생적합성 멤브레인 층, 가령, 적어도 하나의 폴리머 멤브레인, 가령, 겔 멤브레인으로 완전히 또는 부분적으로 덮일 수 있다.
대안으로, 분석물 센서는 생체외 또는 시험관내 센서일 수 있다. 분석물 센서는 적어도 하나의 전기화학적 측정, 가령, 적어도 하나의 전압 및/또는 적어도 하나의 전류의 측정을 이용함으로써 분석물을 검출하도록 구성된 적어도 하나의 테스트 요소, 가령, 적어도 하나의 전기화학적 테스트 요소를 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안으로 그 밖의 다른 유형의 테스트 요소가 사용될 수 있다. 테스트 요소는 바람직하게는 테스트 스트립, 즉, 스트립-형태의 테스트 요소, 가령, 5 ㎜ 내지 100 ㎜, 바람직하게는 10 ㎜ 내지 50 ㎜의 스트립 길이 및 바람직하게는 1 ㎜ 내지 30 ㎜, 바람직하게는 3 ㎜ 내지 10 ㎜의 스트립 폭을 갖는 테스트 요소이다. 테스트 스트립의 두께는 바람직하게는 2 ㎜ 미만, 바람직하게는 500 ㎛ 미만이다. 테스트 스트립은 바람직하게는 손으로 변형 가능한 것과 같이 가요성일 수 있다. 테스트 요소는 검출될 분석물의 존재 하에 하나 이상의 검출 가능한 검출 반응을 수행할 수 있는 테스트 화학물로도 지시되는 하나 이상의 화학 시약을 포함할 수 있다. 테스트 요소에 포함된 화학 시약에 관련하여 가령, J. Hoenes외: The Technology Behind Glucose Meters: Test Strips, Diabetes Technology & Therapeutics, Volume 10, Supplement 1, 2008, S-10 to S-26가 참조될 수 있다. 다른 유형의 화학 시약이 가능하며 본 발명을 수행하는 데 사용될 수 있다.
또한 일반적으로 사용될 때, 용어 "사용자" 및 "환자"는 각각 인간 또는 동물이 건강한 상태에 있거나 하나 이상의 질병을 앓을 수 있다는 사실과 무관하게 인간 또는 동물을 지칭한다. 예를 들어, 사용자 또는 환자는 당뇨병을 앓고 있는 인간 또는 동물일 수 있다. 그러나, 추가로 또는 대안으로, 본 발명은 다른 유형의 사용자, 환자 또는 질병에 적용될 수 있다.
본 명세서에서 또한 사용될 때, 용어 "체액"은 일반적으로 사용자 또는 환자의 신체 또는 신체 조직에 일반적으로 존재하고/존재하거나 사용자 또는 환자의 신체에 의해 생성될 수 있는 유체, 특히 액체를 지칭한다. 바람직하게는 체액은 혈액 및 간질액으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 그러나, 추가로 또는 대안으로, 하나 이상의 다른 유형의 체액, 가령, 타액, 누액, 소변 또는 그 밖의 다른 체액이 사용될 수 있다. 생체내 센서의 경우, 적어도 하나의 분석물의 검출 동안, 체액은 신체 또는 신체 조직 내에 존재할 수 있다. 따라서, 분석물 센서는 구체적으로 신체 조직 내의 적어도 하나의 분석물을 검출하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에서 추가로 사용될 때 용어 "분석물"은 체액에 존재하는 임의의 요소, 성분 또는 화합물을 지칭하며, 여기서 분석물의 존재 및/또는 농도는 사용자, 환자, 또는 의료진, 가령, 의사에게 흥미 있을 수 있다. 특히, 분석물은 사용자 또는 환자의 대사에 참여할 수 있는 적어도 하나의 임의의 화학 물질 또는 화학적 화합물, 가령, 적어도 하나의 대사산물이거나 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 분석물은 포도당, 콜레스테롤, 트리글리세리드, 락테이트, 특히 포도당으로 이루어진 군 중에서 선택될 수 있다. 그러나 추가로 또는 대안으로, 다른 유형의 분석물이 사용되거나 및/또는 분석물의 임의의 조합이 결정될 수 있다. 적어도 하나의 분석물의 결정은 특히, 분석물-특정적 검출일 수 있다. 추가 가능한 적용을 제한하지 않고, 본 발명은 특히 간질액 내 포도당의 검출 및/또는 모니터링을 특히 참조하여 기재된다.
분석물 센서는 적어도 한 쌍의 전극을 포함하는 적어도 하나의 전기화학적 셀을 포함할 수 있다. 구체적으로, 분석물 센서는 적어도 하나의 작업 전극 및 적어도 하나의 추가 전극 및 각자의 회로를 포함할 수 있다. 추가 전극은 상대 전극 및/또는 기준 전극 또는 결합된 상대/기준 전극일 수 있다. 작업 전극은 작업 전극과 기준 전극 사이에 인가될 수 있고 전위가변기(potentiostat)에 의해 조절될 수 있는 분극화 전압에서 관심 분석물에 대해 민감할 수 있다. 측정 신호는 상대 전극과 작업 전극 사이의 전류로서 제공될 수 있다. 별도의 상대 전극이 없을 수도 있고 상대 전극으로도 작동할 수 있는 의사 기준 전극이 존재할 수 있다.
용어 "전극"는 본 명세서에서 사용될 때, 넓은 의미의 용어이며 해당 분야의 통상의 기술자에게 일반적이고 관례적인 의미를 가질 것이고 특수한 또는 맞춤 의미로 한정되지 않을 것이다. 상기 용어는 구체적으로, 직접적으로 또는 적어도 하나의 반투과성 멤브레인 또는 층을 통해 체액과 접촉하도록 구성된 분석물 센서의 개체를 지칭할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 전극은 전극의 적어도 하나의 표면에서 전기화학 반응이 일어날 수 있도록 구현될 수 있다. 특히, 전극은 산화 프로세스 및/또는 환원 프로세스가 전극의 선택된 표면에서 일어날 수 있는 방식으로 구현될 수 있다. 일반적으로, 용어 "산화 프로세스"는 제1 물질, 가령, 원자, 이온 또는 분자로부터 전자가 방출되어 산화되는 제1 화학 또는 생화학 반응을 지칭한다. 추가 물질이 방출된 전자를 수용할 수 있도록 하는 추가 화학 또는 생화학 반응은 일반적으로 "환원 프로세스"이라는 용어로 명명된다. 함께, 제1 반응과 추가 반응은 "산화환원 반응"으로 명명될 수도 있다. 그 결과, 이동 전하와 관련된 전류가 이에 의해 생성될 수 있다. 여기서, 산화환원 반응의 상세한 과정은 전위의 인가에 의해 영향을 받을 수 있다.
전극은 전도성 물질, 특히 전기 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일반적으로 사용될 때 용어 "전도성 물질"은 물질을 통해 전류를 전도하도록 설계된 물질을 지칭한다. 이를 위해, 특히 물질 내에서 전류에 의해 운반되는 전기 에너지의 소산을 피하기 위해, 낮은 전기 저항을 갖는 고전도성 물질이 선호된다. 바람직하게는, 전도성 물질은 귀금속, 특히 금, 또는 전기 전도성 탄소 물질로부터 선택될 수 있지만 또 다른 유형의 전도성 물질도 가능할 수 있다.
전극, 특히 작업 전극은 전기 전도성 물질 상에 배치된 적어도 하나의 화학 시약을 더 포함할 수 있다. 화학 시약은 적어도 폴리머 물질, 구체적으로 적어도 폴리머 물질 및 적어도 금속 함유 착물일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 금속 함유 착물은 전이 금속 원소 착물의 군으로부터 선택될 수 있고, 구체적으로, 금속 함유 착물은 오스뮴 착물, 루테늄 착물, 바나듐 착물, 코발트 착물, 및 철 착물, 예를 들어, 페로센, 예를 들어, 2-아미노에틸페로센 중에서 선택될 수 있다. 훨씬 더 구체적으로, 화학 시약은 예를 들어 WO 01/36660 A2에 기재된 바와 같은 폴리머 전이 금속 착물일 수 있으며, 그 내용은 참조로 포함된다. 특히, 화학 시약은 두자리 결합을 통해 공유 결합된 폴리(비-이미디질) Os 착물이 로딩된 개질된 폴리(비닐피리딘) 골격을 포함할 수 있다. 화학 시약은 Feldmann외, Diabetes Technology & Therapeutics, 5 (5), 2003, 769-779에 추가로 설명되어 있으며, 그 내용은 참조로 포함되어 있다.
분석물 센서의 적어도 하나의 전극을 제조하기 위한 방법은 다음 단계를 포함한다:
a) 스텐실을 제공하는 단계 ― 상기 스텐실은 제1 스텐실 측면, 제2 스텐실 측면 및 상기 제1 스텐실 측면에서부터 상기 제2 스텐실 측면까지 뻗어 있는 적어도 하나의 관통 구멍을 포함하며, 상기 제1 스텐실 측면 및 상기 제2 스텐실 측면 중 적어도 하나가 제1 습윤 속성을 가짐 ― ,
b) 기판을 제공하는 단계 ― 상기 기판은 제1 측면 및 제2 측면을 포함함 ― ,
c) 상기 스텐실을 기판의 제1 측면에 도포하는 단계,
d) 저점도 조성물을 상기 스텐실의 상기 관통 구멍 내로 도포하는 단계 ― 저점도 조성물은 상기 제1 스텐실 측면 및 상기 제2 스텐실 측면 중 적어도 하나의 제1 습윤 속성과 반대인 제2 습윤 속성을 가짐 ― ,
e) 상기 저점도 조성물을 건조하는 단계,
f) 상기 적어도 하나의 전극을 획득하는 단계.
여기서, 표시된 단계는 바람직하게는 주어진 순서로 수행될 수 있으며, 이에 따라 특히 방법의 결과를 변경하지 않고 단계 a) 및 b)의 순서가 교환될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술되어 있든 그렇지 않든, 추가 단계도 수행될 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 작업 전극 필드의 스텐실 인쇄에 의해, 적어도 하나의 전극, 특히, 분석물 센서의 작업 전극을 제조하기 위한 방법을 제안한다. 이 방법은 특히 분석물 센서의 대량 생산에 적용할 수 있다. 스텐실 인쇄를 사용하면 다른 대량 생산 코팅 방법으로는 불가능한 약 <= 3 ㎜의 작은 면적 내에서 선명한 에지 및 선명한 90° 코너를 제조할 수 있다.
용어 "스텐실"은 본 명세서에서 사용될 때, 넓은 의미의 용어이며 해당 분야의 통상의 기술자에게 일반적이고 관례적인 의미를 가질 것이고 특수한 또는 맞춤 의미로 한정되지 않을 것이다. 상기 용어는 구체적으로, 기판 상에 조성물을 인쇄하기 위해 사용되는 적어도 하나의 도구, 특히 적어도 하나의 템플릿 및/또는 적어도 하나의 패턴 및/또는 적어도 하나의 마스크를 지칭할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 스텐실은 제조될 전극의 기하구조 및/또는 형태를 정의할 수 있다. 용어 "기하구조"는 전극의 치수, 가령, 크기, 길이, 두께 등을 지칭할 수 있다.
스텐실은 적어도 하나의 관통 구멍을 갖는 적어도 하나의 포일을 포함할 수 있다. 예를 들어, 포일은 금속 포일 또는 플라스틱 포일일 수 있다. 일반적으로 임의의 가요성 포일이 양 측면 상이 소수성인 스텐실로서 사용될 수 있다. 특히, 표면 에너지가 낮은, 구체적으로 표면 에너지의 극성 분율이 낮은 포일이 사용될 수 있다. 예를 들어, 표면 에너지의 극성 분율은 < 10 mN/m, 바람직하게는 < 5 mN/m일 수 있고, 여기서 표면 에너지의 극성 분율은 OWKR(Owens, Wendt, Rabel and Kaelble)-방법에 의해 측정가능할 수 있다. 추가 실리콘화가 바람직할 수 있다. 특히, 스텐실의 물질이 자성일 수 있는 경우, 이는 기판 상의 스텐실의 개선된 고정을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 스텐실은 적어도 하나의 실리콘화된 라이너를 포함할 수 있다. 실리콘이나 왁스 층을 이용함으로써 낮은 표면 에너지가 구현될 수 있다. 다른 유형의 포일도 가능할 수 있다. 용어 스텐실을 "제공"은 본 명세서에서 사용될 때, 넓은 의미의 용어이며 해당 분야의 통상의 기술자에게 일반적이고 관례적인 의미를 가질 것이고 특수한 또는 맞춤 의미로 한정되지 않을 것이다. 상기 용어는 구체적으로 스텐실 제조 및/또는 사전제조 스텐실 선택을 지칭할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 앞서 약술된 바와 같이, 스텐실은 적어도 하나의 관통 구멍을 포함한다. 스텐실을 제공하는 것은 포일 내로 관통 구멍을 절삭 및/또는 펀칭하는 것을 포함할 수 있다. 관통 구멍은 레이저 절삭 및/또는 펀칭에 의해 포일 내에 절삭될 수 있다. 관통 구멍은 제조될 전극의 기하구조 및/또는 형태를 가질 수 있다. 스텐실은 복수의 관통 구멍을 포함할 수 있다. 관통 구멍은 ≤ 4 ㎜, 바람직하게는 ≤ 1 ㎜, 더 바람직하게는 ≤ 0.5 ㎜의 지름을 가질 수 있다. 스텐실은 사전 정의된 또는 선택된 두께를 가질 수 있다. 스텐실의 두께는 나중에 인쇄하는 동안 특히 저점도 조성물의 습윤 필름 두께를 정의할 수 있다. 예를 들어, 스텐실은 ≥ 50 ㎛, 바람직하게는 ≥ 100 ㎛, 더 바람직하게는 ≥ 500 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 스텐실은 시트(sheet) 공정 및/또는 적어도 하나의 롤투롤(roll-to-roll) 공정을 사용하여 제공될 수 있고, 특히 제조될 수 있다.
스텐실은 평면 형태를 가질 수 있다. 일반적으로 사용될 때, 용어 "평면"은, 일반적으로 평면체의 "면"이라고 지시되는 두 개의 차원에서의 확장이, 일반적으로 상기 평면체의 "두께"라고도 지시되는 제3의 차원에서의 확장을, 2배, 적어도 5배, 적어도 10배, 또는 심지어 적어도 20배 이상만큼 초과하는 평면체를 지칭한다. 스텐실은, 구체적으로 세장형 형태, 가령, 시트 또는 스트립 형태 또는 막대 형태를 가질 수 있지만, 그 밖의 다른 유형의 형태가 또한 가능할 수 있다. 일반적으로 사용될 때, 용어 "세장형 형태"는 평면체의 각 측면이 이에 대해 수직인 확장부를 적어도 2배, 적어도 5배, 적어도 10배 또는 적어도 20배 이상만큼 초과하는 신장에 따른 방향으로의 확장을 가짐을 나타낸다. 신장을 따른 방향에 수직인 확장부는 두께로 표시될 수 있다.
용어 "스텐실 측면"은 본 명세서에서 사용될 때, 넓은 의미의 용어이며 해당 분야의 통상의 기술자에게 일반적이고 관례적인 의미를 가질 것이고 특수한 또는 맞춤 의미로 한정되지 않을 것이다. 상기 용어는 구체적으로, 스텐실의 영역을 지칭할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 스텐실은 4개, 특히 6개의 측면을 가질 수 있으며, 그 중 2개는 서로 마주보고 있다. 제1 스텐실 측면은 스텐실이 기판 상에 도포될 때 기판 반대 방향을 향하는 스텐실의 측면일 수 있다. 제2 스텐실 측면은 스텐실이 기판 상에 도포될 때 기판과 접촉하는 스텐실의 측면일 수 있다. 스텐실의 제3 및 제4 측면, 특히 또한 제5 및 제6 측면은 스텐실의 높이를 정의할 수 있다. 스텐실의 배향은 기판에 대해 사전 정의될 수 있다. 그러나, 제1 스텐실 측면과 제2 스텐실 측면이 상호 교환 가능하여 스텐실이 두 배향 모두에서 사용될 수 있도록 하는 실시예가 가능할 수 있다.
본 명세서에서 사용될 때, 일반적으로 용어 "제1", "제2" 및 "제3"은 순서를 특정하지 않고 그러한 종류의 다른 요소가 존재할 가능성을 배제하지 않는 설명으로 간주된다.
용어 "습윤 속성"은 본 명세서에서 사용될 때, 넓은 의미의 용어이며 해당 분야의 통상의 기술자에게 일반적이고 관례적인 의미를 가질 것이고 특수한 또는 맞춤 의미로 한정되지 않을 것이다. 상기 용어는 구체적으로, 표면 자유 에너지 및 기하학적 구조와 관련된 표면 습윤성을 지칭할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 따라서, 특히 제1 스텐실 측면의 표면 및 제2 스텐실 측면의 표면 중 적어도 하나는 제1 습윤 속성을 가진다. 습윤 속성은 소수성, 친수성, 극성 또는 비극성 중 하나 이상일 수 있다. 용어 "소수성"은 본 명세서에서 사용될 때, 넓은 의미의 용어이며 해당 분야의 통상의 기술자에게 일반적이고 관례적인 의미를 가질 것이고 특수한 또는 맞춤 의미로 한정되지 않을 것이다. 상기 용어는 구체적으로 90°보다 큰 물 접촉각을 갖는 표면을 지칭할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 용어 "친수성"은 본 명세서에서 사용될 때, 넓은 의미의 용어이며 해당 분야의 통상의 기술자에게 일반적이고 관례적인 의미를 가질 것이고 특수한 또는 맞춤 의미로 한정되지 않을 것이다. 상기 용어는 구체적으로 90° 미만의 물 접촉각을 갖는 표면을 지칭할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 접촉각은 고니오미터(goniometer)를 사용하여 측정될 수 있다. 접촉각 측정 기술은 통상의 기술자에게 알려져 있다.
제1 습윤 속성은 소수성 또는 친수성일 수 있다. 제2 습윤 속성은 소수성 또는 친수성일 수 있다. 제1 스텐실 측면 및 제2 스텐실 측면 중 적어도 하나는 저점도 조성물과 반대되는 습윤 속성, 특히 반대 극성을 가질 수 있다.
본 발명의 맥락 내에서 그리고 습윤 속성에 대하여 용어 "반대"는 통상의 기술자에 의해 이해되는 것과 같은 의미를 가진다. 특히 반대라는 용어는 예를 들어 친수성 및/또는 극성과 관련하여 습윤성이 반대되는 거동을 가짐을 의미한다. 이는 예를 들어, 하나의 습윤 속성이 친수성인 반면 다른 습윤 속성은 소수성임 및/또는 하나의 습윤 속성이 극성이고 다른 습윤 속성이 비극성(무극성이라고도 함)임을 의미한다. 일반적으로, 반대 습윤 속성은 스텐실의 표면과 저점도 조성물이 접촉할 때 서로 반발 및/또는 이들의 접촉 표면을 최소화한다는 것을 의미한다.
제1 스텐실 측면 및 제2 스텐실 측면 중 적어도 하나는 소수성일 수 있고 저점도 조성물은 친수성일 수 있다. 바람직하게는 양쪽 스텐실 측면이 모두 소수성일 수 있다. 특히, 스텐실의 전체 또는 전반적인 표면이 소수성일 수 있다. 스텐실의 "전체 또는 전반적인 표면"이라는 용어는 제1 스텐실 측면, 제2 스텐실 측면 및 구멍의 표면을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 스텐실은 실리콘으로 소수성화될 수 있다. 대안으로, 제1 스텐실 측면 및 제2 스텐실 측면 중 적어도 하나는 친수성일 수 있고 저점도 조성물은 소수성일 수 있다. 적어도 하나의 스텐실 측면과 저점도 조성물 사이의 반발력은 저점도 조성물이 스텐실, 특히, 관통 구멍 내에 고정되어, 기판이 상기 관통 구멍에 의해 형성된 영역 위에 젖지 않도록 하는 효과를 가진다. 지름이 작은 캐뉼라를 분배하는 것과 비교하여 저점도 조성물의 감소된 전단이 달성될 수 있다.
특히, 제1 스텐실 측면과 제2 스텐실 측면은 낮은 표면 에너지, 구체적으로 표면 에너지의 낮은 극성 분율을 가진다. 이는 저점도 조성물이 스텐실의 관통 구멍 내에 유지되고 스텐실 위나 아래로 확산되지 않도록 할 수 있다. 구체적으로, 제1 스텐실 측면과 제2 스텐실 측면 모두가 소수성일 수 있다. 더 구체적으로, 제1 스텐실 측면 및 제2 스텐실 측면 모두 표면 에너지의 낮은 극성 분율을 가질 수 있다. 이는 특히 수성 저점도 조성물이 건조 단계 동안 원하는 형태를 유지하도록 할 수 있다.
기판의 표면, 특히, 스텐실을 향하는 기판의 제1 측면이 제1 습윤 속성에 반대인 제3 습윤 속성을 가질 수 있다. 구체적으로, 기판의 제1 측면은 친수성 또는 소수성일 수 있다. 특히, 제3 습윤 속성은 친수성 또는 소수성일 수 있다.
용어 "기판"은 본 명세서에서 사용될 때, 넓은 의미의 용어이며 해당 분야의 통상의 기술자에게 일반적이고 관례적인 의미를 가질 것이고 특수한 또는 맞춤 의미로 한정되지 않을 것이다. 상기 용어는 구체적으로 그 상에 또는 그 안에 배치된 하나 이상의 다른 요소를 운반하도록 설계된 임의의 요소를 지칭할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 특히 바람직하게는 기판은 평면 기판일 수 있다. 기판은 구체적으로 세장형 형태, 가령, 스트립 형태 또는 막대 형태를 가질 수 있지만, 그 밖의 다른 유형의 형태가 또한 가능할 수 있다. 구체적으로, 기판은 시트일 수 있다. 예를 들어, 기판은 롤업된 시트 또는 테이프로서 제공될 수 있다. 기판은 저점도 조성물로 인쇄될 수 있고 개별 분석물 센서로 연속적으로 절삭될 수 있다.
기판은 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 적어도 하나의 전기 절연 물질을 포함할 수 있는데, 특히 기판에 의해 운반되는 전기 전도성 요소들 사이의 원치 않는 전류를 피하기 위해서이다. 예를 들어, 전기 절연 물질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리카보네이트(PC)로부터 선택될 수 있지만, 다른 종류의 전기 절연 물질도 가능할 수 있다.
기판은 제1 측면 및 제2 측면을 포함한다. 일반적으로 사용될 때 용어 "기판의 측면"은 기판의 한 영역을 지칭한다. 특히 바람직한 배열에서, 기판의 제1 측면 및 제2 측면은 기판의 대향 측면들을 구성할 수 있다.
기판의 제1 측면은 적어도 하나의 전도성 물질을 포함할 수 있다. 용어 "전도성 물질"과 관련하여 앞서 주어진 정의가 참조된다.
기판을 제공하는 것은 전기 절연 물질의 측면, 특히 제1 측면 상에 전도성 물질의 층을 도포하는 것을 포함할 수 있다. 용어 "층"은 본 명세서에서 사용될 때, 일반적으로 층의 "두께"라고 지시되는 제3의 차원에서의 확장부를 2배, 적어도 5배, 적어도 10배, 또는 심지어 적어도 20배 이상 초과하는, 일반적으로 층의 "확장부"라고 지시되는 두 개의 차원에서의 확장부를 갖는 물질을 포함하는 부피체를 지칭하며, 상기 층은 각자의 기판에 의해 운반되어, 특히, 층의 안정성 및 무결성을 제공할 수 있다. 상기 층은 구체적으로 세장형 형태, 가령, 스트립 형태 또는 막대 형태를 가질 수 있지만, 그 밖의 다른 유형의 형태가 또한 가능할 수 있다. 일반적으로, 층은 기판의 각자의 측면을 부분적으로 또는 완전히 덮을 수 있다. 층이 기판의 각 측면의 일부만을 부분적으로 덮을 수 있는 바람직한 실시예에서, 절연 층은 부분적으로 또는 완전히 기판의 나머지 부분을 덮을 수 있다. 용어 전도성 물질을 기판에 "도포" 및 "도포하는"은 본 명세서에서 사용될 때 기판 상에 전도성 물질을 증착시키는 공정을 지칭한다. 특히, 공정은 스퀴지 코팅, 화학조 증착, 진공 증발, 스퍼터링, 원자층 증착, 화학 기상 증착, 분무 열분해, 전착, 양극 산화, 전해 변환, 무전해 침지 성장, 연속 이온 흡착 및 반응, 분자 빔 에피택시, 분자 기상 에피택시, 액상 에피택시, 잉크젯 인쇄, 그라비어 인쇄, 플렉소 인쇄, 스크린 인쇄, 스텐실 인쇄, 슬롯 다이 코팅, 닥터 블레이딩 및 용액-기체 경계 기술 중 적어도 하나로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 기판은 탄소 코팅된 기판일 수 있다. 탄소 코팅된 기판은 구입한 탄소 페이스트로 스퀴지 코팅을 사용함으로써 제조될 수 있다. 예를 들어, 기판은 금 코팅된 기판일 수 있다. 기판은 양 측면 상의 전도성 층을 포함할 수 있다.기판의 제2 측면은 바람직하게는 블랭크일 수 있거나, 대안으로서 적어도 하나의 전기 절연 물질을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때 용어 "블랭크"는 코팅되지 않은 절연 표면을 지칭한다.
본 명세서에서 사용될 때, 기판의 제1 측면에 스텐실을 "도포" 및 "도포하는"이라는 용어는 기판의 제1 측면 상에 스텐실을 증착하는 공정을 지칭한다. 스텐실은 제2 스텐실 측면 상에 추가 접착제를 사용하지 않고 기판에 도포될 수 있다. 예를 들어, 스텐실의 자체 중량이면 충분할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 스텐실은 고정될 수 있고/있거나 이의 외부 에지에 무게를 가중시킬 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 롤투롤 공정의 경우 스텐실은 기판 위에 걸쳐질 수 있다. 저점도 조성물은 소수성 및/또는 친수성 상호작용 때문에 스텐실 아래로 흐르는 것을 방지할 수 있다.
용어 "조성물"은 본 명세서에서 사용될 때, 넓은 의미의 용어이며 해당 분야의 통상의 기술자에게 일반적이고 관례적인 의미를 가질 것이고 특수한 또는 맞춤 의미로 한정되지 않을 것이다. 상기 용어는 구체적으로 적어도 두 개의 상이한 성분, 즉 적어도 하나의 제1 성분 및 적어도 하나의 제2 성분을 포함하는 임의의 물질을 지칭할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 저점도 조성물은 전극의 화학 시약을 포함 및/또는 구축 및/또는 형성할 수 있다. 구체적으로, 저점도 조성물은 물 및/또는 오스뮴계 폴리머를 포함할 수 있다. 저점도 조성물은 화학 시약을 형성하기 위한 반응성 성분을 포함할 수 있다. 그 밖의 다른 첨가제, 가령, 증점제 및/또는 계면활성제가 생략될 수 있다. 따라서, 하나의 실시예에서, 저점도 조성물은 증점제 및/또는 계면활성제를 포함하지 않는다.
용어 "저점도"는 본 명세서에서 사용될 때, 넓은 의미의 용어이며 해당 분야의 통상의 기술자에게 일반적이고 관례적인 의미를 가질 것이고 특수한 또는 맞춤 의미로 한정되지 않을 것이다. 상기 용어는 구체적으로 저마찰 및 고유속과 관련된 조성물의 속성을 지칭할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, 저점도 조성물은 유체 및/또는 페이스트일 수 있다. 저점도 조성물의 점도는 ≤ 200 mPas, 바람직하게는 ≤ 100 mPas, 더 바람직하게는 ≤ 50 mPas일 수 있고, 바람직하게는 원추-판 점도계를 사용하여 10 s-1의 전단율로 20℃에서 측정된다. 예를 들어, 저점도 조성물의 점도는 약 50 mPas일 수 있다. 예를 들어, 저점도 조성물의 점도는 10 s-1의 전단율로 20℃에서 < 100 mPas일 수 있다. 점도는 원추-판 점도계를 이용해 결정될 수 있다. 이러한 기술은 일반적으로 통상의 기술자에게 알려져 있다.
저점도 조성물은 스텐실의 적어도 하나의 관통 구멍 내에 도포된다. 특히, 도포될 저점도 조성물은 임의의 위치에서 스텐실 상에 증착될 수 있고, 스퀴지 또는 와이퍼를 사용하는 것과 같이 스텐실 위에 확산, 도말, 박리 중 하나 이상일 수 있다. 이러한 공정에 의해 적어도 하나의 관통 구멍은 저점도 조성물로 채워질 수 있다. 높은 생산 속도는 특히 확산, 도말 및 박리가 적용된 임의의 넓은 스텐실을 사용 및/또는 롤투롤 공정을 사용함으로써 가능할 수 있다.
저점도 조성물의 면적당 도포량은 가변적일 수 있다. 도포량은 스텐실의 두께로 정의될 수 있다.
단계 e)에서, 방법은 저점도 조성물이 완전히 또는 부분적으로 건조되는 적어도 하나의 건조 단계를 포함한다. 따라서, 저점도 조성물은 특히 본질적으로 번짐이 발생하지 않도록 건조 동안 고정될 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 용어 "건조"는 일반적으로 저점도 조성물로부터 하나 이상의 용매를 완전히 또는 부분적으로 제거하는 것 및/또는 저점도 조성물 내에서의 하나 이상의 화학 반응, 가령, 가교 반응을 개시하는 것을 지칭한다. 후자의 경우, 적어도 하나의 화학 반응은 내부 요인, 가령, 저점도 조성물 내에 포함되는 하나 이상의 개시자에 의해 개시되거나 및/또는 하나 이상의 외부 영향, 가령, 열 및/또는 전자기 복사에 의해 개시될 수 있다. 건조는 상온 또는 그 이상의 온도에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 건조는 ≤ 50℃의 온도에서 수행될 수 있다. 건조는 가열, 뜨거운 공기와 같은 뜨거운 가스에의 노출, 전자기 복사, 바람직하게는 자외선 스펙트럼 범위의 전자기 복사에의 노출 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 건조는 특히 기판으로부터 스텐실을 제거하기 전에 수행될 수 있다. 그러나, 스텐실을 제거하기 전에 저점도 조성물이 부분적으로만 건조되는, 즉 완전 경화 또는 건조되지 않는 실시예가 가능하다. 이 경우, 스텐실을 제거한 후 추가 건조가 수행될 수 있다.
구체적으로, 저점도 조성물은 건조 단계에서 부분적으로만 건조된다. 예를 들어, 일괄 공정(batch process)에서 스텐실은 여러 번 사용되거나 롤투톨 공정에서 스텐실은 가능한 빨리 기판으로부터 제거될 수 있다. 이들 경우, 스텐실은 건조 단계에서의 형태 안정성에 도달한 후 기판으로부터 제거될 수 있다. 용어 "형태 안정"은 저점도 조성물이 스텐실 없이 모양 또는 형태를 유지한다는 것을 지칭할 수 있다.
상기 방법은 특히 후속적으로 저점도 조성물의 둘 이상의 층을 기판 상으로 도포하기 위해 단계 d)를 반복하는 것을 포함할 수 있다. 단계 d는 건조 단계 전 또는 후에 반복될 수 있다. 하나의 구현예에서 단계 d)를 반복할 때 또 다른 저점도 조성물이 도포되어 적층된 점/사각형 등이 획득될 수 있다.
저점도 조성물을 완전히 또는 부분적으로 건조시킨 후 스텐실이 기판으로부터 제거될 수 있다. 용어 "전극을 획득"은 본 명세서에서 사용될 때, 넓은 의미의 용어이며 해당 분야의 통상의 기술자에게 일반적이고 관례적인 의미를 가질 것이고 특수한 또는 맞춤 의미로 한정되지 않을 것이다. 상기 용어는 구체적으로, 전극의 제조를 완결하는 공정을 지칭할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 획득은 최종 제조 단계를 포함할 수 있다. 앞서 약술한 바와 같이, 전극을 획득하는 것은 기판으로부터 스텐실을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 단계 e)에서, 저점도 조성물이 부분적으로만 건조된 경우, 단계 f)는 건조를 완료하기 위해 추가 건조를 포함할 수 있다. 스텐실은 건조 중에 제거될 수 있다.
낮은 표면 에너지, 특히, 표면 에너지의 낮은 극성 분율을 갖는 스텐실을 사용하여 적어도 하나의 전극을 제조하기 위한 제안된 방법은 기판 상의 임의의 기하구조의 저점도 조성물의 인쇄 및/또는 코팅을 가능하게 할 수 있다. 또한, 알려진 방법에서 인쇄 및/또는 코팅을 위해 이러한 유체에 첨가되어야 하는 유동성 첨가제 및/또는 계면활성제가 없는 저점도 조성물이 사용될 수 있다.
또 다른 양태에서 적어도 하나의 분석물 센서를 제조하기 위한 방법이 개시된다. 일반적으로, 적어도 하나의 분석물 센서를 제조하기 위한 방법은 상기 개시된 실시예 중 하나 이상에 따라 및/또는 아래에서 더 상세히 개시되는 실시예 중 하나 이상에 따라 적어도 하나의 전극을 제조하는 단계를 포함한다. 따라서, 잠재적인 정의를 위해, 적어도 하나의 분석물 센서를 제조하기 위한 방법의 선택적인 실시예 또는 다른 세부사항은 적어도 하나의 전극을 제조하기 위한 방법의 각각의 개시에 참조될 수 있다.
분석물 센서의 제조는 기판을 절삭하는 것을 포함할 수 있다. 구체적으로, 분석물 센서의 제조는 분석물 센서를 개별화하는 것을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 또한 사용될 때, 용어 "개별화하다"는 일반적으로 기판을 복수의 분석물 센서로 분리하는 공정을 지칭한다. 따라서, 선택적으로 하나 이상의 후속 마무리 단계, 가령, 코팅 단계의 대상이 될 수 있는 즉시 사용 가능한 분석물 센서 및/또는 분석물 센서의 중간 제품이 생성될 수 있다. 이들 단계는 통상의 기술자에게 알려져 있다.
분석물 센서의 제조는 특히 전극 외에 적어도 하나의 추가 전극을 제조하는 것을 포함할 수 있다. 추가 전극은 전극과 반대쪽인 기판의 측면 상에 배치되도록 제조될 수 있다. 추가 전극은 바람직하게는 기판을 절삭하기 전에 제조될 수 있다.
추가 양태에서, 체액 샘플에서 적어도 하나의 분석물을 결정하기 위한 분석물 센서가 개시된다. 일반적으로, 분석물 센서는 상기 개시된 실시예 중 하나 이상에 따라 및/또는 아래에서 더 상세히 개시되는 실시예 중 하나 이상에 따라 적어도 하나의 전극을 제조하기 위한 방법을 이용함으로써 제조되는 적어도 하나의 전극을 포함한다. 따라서, 가능한 정의를 위해, 분석물 센서의 선택적인 실시예 또는 다른 세부사항은 적어도 하나의 전극을 제조하기 위한 방법의 각각의 개시에 참조될 수 있다.
구체적으로, 분석물 센서는 다음 단계에 의해 획득 가능하다
- 스텐실을 제공하는 단계 ― 상기 스텐실은 제1 스텐실 측면, 제2 스텐실 측면 및 상기 제1 스텐실 측면에서부터 상기 제2 스텐실 측면까지 뻗어 있는 적어도 하나의 관통 구멍을 포함하며, 상기 제1 스텐실 측면 및 상기 제2 스텐실 측면 중 적어도 하나가 제1 습윤 속성을 가짐 ― ,
- 기판을 제공하는 단계 ― 상기 기판은 제1 측면 및 제2 측면을 포함함 ― ,
- 상기 스텐실을 기판의 제1 측면에 도포하는 단계,
- 저점도 조성물을 상기 스텐실의 상기 관통 구멍 내로 도포하는 단계 ― 저점도 조성물은 상기 제1 스텐실 측면 및 상기 제2 스텐실 측면 중 적어도 하나의 제1 습윤 속성과 반대인 제2 습윤 속성을 가짐 ― ,
- 상기 저점도 조성물을 건조하는 단계,
- 상기 적어도 하나의 전극을 획득하는 단계,
- 기판을 절삭하는 단계.
적어도 하나의 전극을 얻는 것은 특히 전극 외에 적어도 하나의 추가 전극을 제조하는 것을 포함할 수 있다. 추가 전극은 전극과 반대쪽인 기판의 측면 상에 배치되도록 제조될 수 있다. 예를 들어, 전극은 작업 전극일 수 있고 추가 전극은 기준 및/또는 상대 전극일 수 있다. 추가 전극은 바람직하게는 기판을 절삭하기 전에 제조될 수 있다.
추가 양태에서, 샘플 내 적어도 하나의 분석물을 검출하기 위한 분석물 센서의 용도가 개시된다. 가능한 정의를 위해, 용도의 선택적인 실시예 또는 다른 세부사항은 적어도 하나의 전극을 제조하기 위한 방법의 각각의 개시에 참조될 수 있다.
추가 가능한 실시예를 요약하고 배제하지 않고, 다음의 실시예가 고려될 수 있다:
실시예 1. 분석물 센서의 적어도 하나의 전극을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 다음의 단계를 포함한다:
a) 스텐실을 제공하는 단계 ― 상기 스텐실은 제1 스텐실 측면, 제2 스텐실 측면 및 상기 제1 스텐실 측면에서부터 상기 제2 스텐실 측면까지 뻗어 있는 적어도 하나의 관통 구멍을 포함하며, 상기 제1 스텐실 측면 및 상기 제2 스텐실 측면 중 적어도 하나가 제1 습윤 속성을 가짐 ― ,
b) 기판을 제공하는 단계 ― 상기 기판은 제1 측면 및 제2 측면을 포함함 ― ,
c) 상기 스텐실을 기판의 제1 측면에 도포하는 단계,
d) 저점도 조성물을 상기 스텐실의 상기 관통 구멍 내로 도포하는 단계 ― 저점도 조성물은 상기 제1 스텐실 측면 및 상기 제2 스텐실 측면 중 적어도 하나의 제1 습윤 속성과 반대인 제2 습윤 속성을 가짐 ― ,
e) 상기 저점도 조성물을 건조하는 단계,
f) 상기 적어도 하나의 전극을 획득하는 단계.
실시예 2. 분석물 센서의 적어도 하나의 테스트 필드를 제조하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 다음의 단계를 포함한다:
i. 스텐실을 제공하는 단계 ― 상기 스텐실은 제1 스텐실 측면, 제2 스텐실 측면 및 상기 제1 스텐실 측면에서부터 상기 제2 스텐실 측면까지 뻗어 있는 적어도 하나의 관통 구멍을 포함하며, 상기 제1 스텐실 측면 및 상기 제2 스텐실 측면 중 적어도 하나가 제1 습윤 속성을 가짐 ― ,
ii. 기판을 제공하는 단계 ― 상기 기판은 제1 측면 및 제2 측면을 포함함 ― ,
iii. 상기 스텐실을 기판의 제1 측면에 도포하는 단계,
iv. 저점도 조성물을 상기 스텐실의 상기 관통 구멍 내로 도포하는 단계 ― 저점도 조성물은 상기 제1 스텐실 측면 및 상기 제2 스텐실 측면 중 적어도 하나의 제1 습윤 속성과 반대인 제2 습윤 속성을 가짐 ― ,
v. 상기 저점도 조성물을 건조하는 단계,
vi. 적어도 하나의 테스트 필드를 획득하는 단계.
실시예 3. 실시예 1 또는 2에 있어서, 상기 제1 습윤 속성은 소수성 또는 친수성이며, 상기 제2 습윤 속성은 소수성 또는 친수성인, 방법.
실시예 4. 실시예 1 또는 2에 있어서, 제1 습윤 속성이 소수성이고 제2 습윤 속성이 친수성이거나, 제1 습윤 속성이 친수성이고 제2 습윤 속성이 소수성인, 방법.
실시예 5. 실시예 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 제2 습윤 속성은 친수성이고, 두 스텐실 측면 모두 동일한 제1 습윤 속성을 가지며, 상기 제1 습윤 속성은 소수성인, 방법.
실시예 6. 실시예 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 스텐실의 전체 표면은 제1 습윤 속성을 가지며, 상기 제1 습윤 속성은 소수성인, 방법.
실시예 7. 실시예 5 또는 6에 있어서, 상기 스텐실은 실리콘으로 소수성화되는, 방법.
실시예 8. 실시예 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 저점도 조성물은 물 및/또는 오스뮴계 폴리머를 포함하는, 방법.
실시예 9. 실시예 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 저점도 조성물의 점도는 ≤ 200 mPas, 바람직하게는 ≤ 100 mPas, 더 바람직하게는 ≤ 50 mPas인, 방법.
실시예 10. 실시예 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 상기 기판의 제1 측면은 상기 제1 습윤 속성과 반대인 제3 습윤 속성을 가지며, 상기 제3 습윤 속성은 친수성 또는 소수성인, 방법.
실시예 11. 실시예 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 스텐실은 ≥ 50 ㎛, 바람직하게는 ≥ 100 ㎛, 더 바람직하게는 ≥ 500 ㎛의 두께를 갖는, 방법.
실시예 12. 실시예 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 상기 스텐실은 복수의 관통 구멍을 포함하며, 상기 관통 구멍은 ≤ 4 ㎜, 바람직하게는 ≤ 1 ㎜, 더 바람직하게는 ≤ 0.5 ㎜의 지름을 갖는, 방법.
실시예 13. 실시예 1 또는 3 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 상기 기판의 제1 측면은 적어도 하나의 전도성 물질을 포함하는, 방법.
실시예 14. 실시예 1 또는 3 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 상기 전극의 획득은 상기 기판으로부터 스텐실을 제거하는 것을 포함하는, 방법.
실시예 15. 실시예 2 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 테스트 필드를 획득하는 단계는 기판으로부터 스텐실을 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
실시예 16. 적어도 하나의 분석물 센서를 제조하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 실시예 1 내지 14 중 어느 하나의 방법에 따라 적어도 하나의 전극을 제조하는 것을 포함하며, 상기 방법은 기판을 절삭함으로써 분석물 센서를 획득하는 단계를 더 포함하는, 방법.
실시예 17. 체액의 샘플 내 적어도 하나의 분석물을 결정하기 위한 분석물 센서로서, 상기 분석물 센서는 실시예 1 또는 3 내지 14 중 어느 하나에 따르는 방법을 이용함으로써 제조되는 적어도 하나의 전극을 포함하는, 분석물 센서.
실시예 18. 체액의 샘플 내 적어도 하나의 분석물을 결정하기 위한 분석물 센서로서, 상기 분석물 센서는 실시예 2 또는 12 또는 15 중 어느 하나에 따르는 방법을 이용함으로써 제조되는 적어도 하나의 테스트 필드를 포함하는, 분석물 센서.
실시예 19. 실시예 17에 있어서, 상기 분석물 센서는 다음의 단계에 의해 획득되는 분석물 센서
- 스텐실을 제공하는 단계 ― 상기 스텐실은 제1 스텐실 측면, 제2 스텐실 측면 및 상기 제1 스텐실 측면에서부터 상기 제2 스텐실 측면까지 뻗어 있는 적어도 하나의 관통 구멍을 포함하며, 상기 제1 스텐실 측면 및 상기 제2 스텐실 측면 중 적어도 하나가 제1 습윤 속성을 가짐 ― ,
- 기판을 제공하는 단계 ― 상기 기판은 제1 측면 및 제2 측면을 포함함 ― ,
- 상기 스텐실을 기판의 제1 측면에 도포하는 단계,
- 저점도 조성물을 상기 스텐실의 상기 관통 구멍 내로 도포하는 단계 ― 저점도 조성물은 상기 제1 스텐실 측면 및 상기 제2 스텐실 측면 중 적어도 하나의 제1 습윤 속성과 반대인 제2 습윤 속성을 가짐 ― ,
- 상기 저점도 조성물을 건조하는 단계,
- 상기 적어도 하나의 전극을 획득하는 단계,
- 기판을 절삭하는 단계.
실시예 20. 실시예 18에 있어서, 상기 분석물 센서는 다음의 단계에 의해 획득되는 분석물 센서
- 스텐실을 제공하는 단계 ― 상기 스텐실은 제1 스텐실 측면, 제2 스텐실 측면 및 상기 제1 스텐실 측면에서부터 상기 제2 스텐실 측면까지 뻗어 있는 적어도 하나의 관통 구멍을 포함하며, 상기 제1 스텐실 측면 및 상기 제2 스텐실 측면 중 적어도 하나가 제1 습윤 속성을 가짐 ― ,
- 기판을 제공하는 단계 ― 상기 기판은 제1 측면 및 제2 측면을 포함함 ― ,
- 상기 스텐실을 기판의 제1 측면에 도포하는 단계,
- 저점도 조성물을 상기 스텐실의 상기 관통 구멍 내로 도포하는 단계 ― 저점도 조성물은 상기 제1 스텐실 측면 및 상기 제2 스텐실 측면 중 적어도 하나의 제1 습윤 속성과 반대인 제2 습윤 속성을 가짐 ― ,
- 상기 저점도 조성물을 건조하는 단계,
- 적어도 하나의 테스트 필드를 획득하는 단계,
- 기판을 절삭하는 단계.
실시예 21. 샘플 내 적어도 하나의 분석물을 검출하기 위한 실시예 17 내지 20 중 어느 하나에 따른 분석물 센서의 용도.
추가 선택적 특징 및 실시예가, 바람직하게는, 종속 청구항과 함께, 이하의 실시예에 대한 설명에서 더 상세히 개시될 것이다. 거기서, 해당 분야의 통상의 기술자가 인지할 바와 같이, 각자의 선택적 특징이 독립적으로 또는 임의의 무작위 가능한 조합으로 구현될 수 있다. 발명의 범위는 바람직한 실시예로 한정되지 않는다. 실시예는 도면에 개략적으로 도시된다. 거기서, 이들 도면 내 동일한 도면 부호가 동일하거나 기능적으로 비교 가능한 요소를 지칭한다.
도면에서:
도 1a 내지 1f는 본 발명에 따른 분석물 센서의 적어도 하나의 전극을 제조하기 위한 방법의 흐름도(도 1a 및 롤투롤 공정의 예(도 1b 내지 1f))를 도시한다.
도 2a 및 2b는 방법의 단계 d)의 실시예를 도시한다.
도 3a 내지 3d는 실험 결과를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 적어도 하나의 분석물 센서를 제조하기 위한 방법을 사용하여 테스트 스트립을 제조하는 실시예를 도시한다.
도면에서:
도 1a 내지 1f는 본 발명에 따른 분석물 센서의 적어도 하나의 전극을 제조하기 위한 방법의 흐름도(도 1a 및 롤투롤 공정의 예(도 1b 내지 1f))를 도시한다.
도 2a 및 2b는 방법의 단계 d)의 실시예를 도시한다.
도 3a 내지 3d는 실험 결과를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 적어도 하나의 분석물 센서를 제조하기 위한 방법을 사용하여 테스트 스트립을 제조하는 실시예를 도시한다.
도 1a는 본 발명에 따른 분석물 센서(112)의 적어도 하나의 전극(110)을 제조하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 전극(110) 및 분석물 센서(112)는 예를 들어 도 3에 도시되어 있다.
분석물 센서(112)는 적어도 하나의 의학적 분석을 수행하기 위한 적어도 하나의 측정 신호를 획득함으로써 분석물의 검출을 수행하도록 구성될 수 있다. 특히, 분석물 센서(112)는 전기화학적 센서일 수 있다. 구체적으로, 전기화학적 센서는 전기화학적 검출 반응, 가령, 적어도 하나의 전류 신호 및/또는 적어도 하나의 전압 신호의 존재 여부 및/또는 범위를 직접 또는 간접적으로 나타낼 수 있는 적어도 하나의 측정 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 측정은 정성적 및/또는 정량적 측정일 수 있다. 또한, 그 밖의 다른 실시예가 가능하다.
분석물 센서(112)는, 특히, 생체내 센서일 수 있다. 특히 바람직하게는, 분석물 센서(112)는 피하 조직 내 사용자의 체액, 특히 간질액 내 분석물의 검출을 수행하도록 구성될 수 있는 완전히 또는 부분적으로 이식될 수 있는 분석물 센서(112)일 수 있다. 분석물 센서(112)는 환자 또는 사용자의 신체 조직 내에 전체적으로 또는 적어도 부분적으로 배열되도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 분석물 센서(112)는 삽입형 부분을 포함할 수 있다. 분석물 센서(112)의 그 밖의 다른 부품 또는 구성요소는 신체 조직 외부에 남을 수 있는데, 예를 들어 상대 전극 및/또는 기준 전극 또는 결합된 상대/기준 전극이 신체 조직 외부에 남을 수 있다. 바람직하게는, 이식형 분석물 센서의 모든 전극은 분석물 센서의 몸체의 끝에 배열될 수 있다. 바람직하게는, 삽입형 부분은 적어도 일반적인 사용 기간 동안, 사용자 또는 신체 조직에 해로운 영향을 가능한 한 적게 미칠 수 있는 생적합성 표면을 완전히 또는 부분적으로 포함할 수 있다. 이를 위해, 삽입 가능한 부분은 적어도 하나의 생적합성 멤브레인 층, 가령, 적어도 하나의 폴리머 멤브레인, 가령, 겔 멤브레인으로 완전히 또는 부분적으로 덮일 수 있다.
대안으로, 분석물 센서(112)는 생체외 또는 시험관내 센서일 수 있다. 분석물 센서(112)는 적어도 하나의 전기화학적 측정, 가령, 적어도 하나의 전압 및/또는 적어도 하나의 전류의 측정을 이용함으로써 분석물을 검출하도록 구성된 적어도 하나의 테스트 요소, 가령, 적어도 하나의 전기화학적 테스트 요소를 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안으로 그 밖의 다른 유형의 테스트 요소가 사용될 수 있다. 테스트 요소는 바람직하게는 테스트 스트립, 즉, 스트립-형태의 테스트 요소, 가령, 5 ㎜ 내지 100 ㎜, 바람직하게는 10 ㎜ 내지 50 ㎜의 스트립 길이 및 바람직하게는 1 ㎜ 내지 30 ㎜, 바람직하게는 3 ㎜ 내지 10 ㎜의 스트립 폭을 갖는 테스트 요소이다. 테스트 스트립의 두께는 바람직하게는 2 ㎜ 미만, 바람직하게는 500 ㎛ 미만이다. 테스트 스트립은 바람직하게는 손으로 변형 가능한 것과 같이 가요성일 수 있다. 테스트 요소는 검출될 분석물의 존재 하에 하나 이상의 검출 가능한 검출 반응을 수행할 수 있는 테스트 화학물로도 지시되는 하나 이상의 화학 시약을 포함할 수 있다. 테스트 요소에 포함된 화학 시약에 관련하여 가령, J. Hoenes외: The Technology Behind Glucose Meters: Test Strips, Diabetes Technology & Therapeutics, Volume 10, Supplement 1, 2008, S-10 to S-26가 참조될 수 있다. 다른 유형의 화학 시약이 가능하며 본 발명을 수행하는 데 사용될 수 있다.
체액은 사용자 또는 환자의 신체 또는 신체 조직에 일반적으로 존재 및/또는 사용자 또는 환자의 신체에 의해 생성될 수 있는 유체, 특히 액체일 수 있다. 바람직하게는 체액은 혈액 및 간질액으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 그러나, 추가로 또는 대안으로, 하나 이상의 다른 유형의 체액, 가령, 타액, 누액, 소변 또는 그 밖의 다른 체액이 사용될 수 있다. 생체내 센서의 경우, 적어도 하나의 분석물의 검출 동안, 체액은 신체 또는 신체 조직 내에 존재할 수 있다. 따라서, 분석물 센서(112)는 구체적으로 신체 조직 내의 적어도 하나의 분석물을 검출하도록 구성될 수 있다.
분석물은 체액에 존재하는 임의의 요소, 성분 또는 화합물을 지칭하며, 여기서 분석물의 존재 여부 및/또는 농도는 사용자, 환자, 또는 의료진, 가령, 의사에게 흥미 있을 수 있다. 특히, 분석물은 사용자 또는 환자의 대사에 참여할 수 있는 적어도 하나의 임의의 화학 물질 또는 화학적 화합물, 가령, 적어도 하나의 대사산물이거나 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 분석물은 포도당, 콜레스테롤, 트리글리세리드, 락테이트, 특히 포도당으로 이루어진 군 중에서 선택될 수 있다. 그러나 추가로 또는 대안으로, 다른 유형의 분석물이 사용되거나 및/또는 분석물의 임의의 조합이 결정될 수 있다. 적어도 하나의 분석물의 결정은 특히, 분석물-특정적 검출일 수 있다. 추가 가능한 적용을 제한하지 않고, 본 발명은 특히 간질액 내 포도당의 검출 및/또는 모니터링을 특히 참조하여 기재된다.
분석물 센서(112)는 적어도 한 쌍의 전극을 포함하는 적어도 하나의 전기화학적 셀을 포함할 수 있다. 구체적으로, 분석물 센서(112)는 예를 들어 도 3b 내지 3d에 도시된 적어도 하나의 작업 전극(114), 및 적어도 하나의 추가 전극 및 각자의 회로를 포함할 수 있다. 추가 전극은 상대 전극 및/또는 기준 전극 또는 결합된 상대/기준 전극일 수 있다. 작업 전극(114)은 작업 전극(114)과 기준 전극 사이에 인가될 수 있고 전위가변기에 의해 조절될 수 있는 분극화 전압에서 관심 분석물에 대해 반응할 수 있다. 측정 신호는 상대 전극과 작업 전극(114) 사이에 전류로서 제공될 수 있다. 별도의 상대 전극이 없을 수도 있고 상대 전극으로도 작동할 수 있는 의사 기준 전극이 존재할 수 있다.
전극(110)은 직접적으로 또는 적어도 하나의 반투과성 멤브레인 또는 층을 통해 체액과 접촉하도록 구성된 분석물 센서의 개체일 수 있다. 전극(110)은 전극(110)의 적어도 하나의 표면에서 전기화학 반응이 일어날 수 있도록 구현될 수 있다. 특히, 전극(110)은 산화 프로세스 및/또는 환원 프로세스가 전극의 선택된 표면에서 일어날 수 있는 방식으로 구현될 수 있다.
전극(110)은 전기 전도성 물질을 포함할 수 있다. 전기 전도성 물질은 물질을 통해 전류를 전도하도록 설계된 물질이거나 물질을 포함할 수 있다. 이를 위해, 특히 물질 내에서 전류에 의해 운반되는 전기 에너지의 소산을 피하기 위해, 낮은 전기 저항을 갖는 고전도성 물질이 선호된다. 바람직하게는, 전기 전도성 물질은 귀금속, 특히 금, 또는 전기 전도성 탄소 물질로부터 선택될 수 있지만 또 다른 유형의 전도성 물질도 가능할 수 있다.
전극(110), 특히 작업 전극(114)은 전기 전도성 물질 상에 배치된 적어도 하나의 화학 시약을 더 포함할 수 있다. 화학 시약은 적어도 폴리머 물질, 구체적으로 적어도 폴리머 물질 및 적어도 금속 함유 착물일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 금속 함유 착물은 전이 금속 원소 착물의 군으로부터 선택될 수 있고, 구체적으로, 금속 함유 착물은 오스뮴 착물, 루테늄 착물, 바나듐 착물, 코발트 착물, 및 철 착물, 예를 들어, 페로센, 예를 들어, 2-아미노에틸페로센 중에서 선택될 수 있다. 훨씬 더 구체적으로, 화학 시약은 예를 들어 WO 01/36660 A2에 기재된 바와 같은 폴리머 전이 금속 착물일 수 있으며, 그 내용은 참조로 포함된다. 특히, 화학 시약은 두자리 결합을 통해 공유 결합된 폴리(비-이미디질) Os 착물이 로딩된 개질된 폴리(비닐피리딘) 골격을 포함할 수 있다. 화학 시약은 Feldmann외, Diabetes Technology & Therapeutics, 5 (5), 2003, 769-779에 추가로 설명되어 있으며, 그 내용은 참조로 포함되어 있다.
분석물 센서(112)의 적어도 하나의 전극(110)을 제조하기 위한 방법은 다음 단계를 포함한다:
a) (도면부호(116)로 지시됨) 가령, 도 2에 나타난 스텐실(118)을 제공하는 단계 ― 상기 스텐실(118)은 제1 스텐실 측면(120), 제2 스텐실 측면(122) 및 상기 제1 스텐실 측면(120)에서부터 상기 제2 스텐실 측면(122)까지 뻗어 있는 적어도 하나의 관통 구멍(124)을 포함하며, 상기 제1 스텐실 측면(120) 및 상기 제2 스텐실 측면(122) 중 적어도 하나가 제1 습윤 속성을 가짐 ― ,
b) (도면부호(126)로 지시됨) 가령, 도 2에 도시된 기판(128)을 제공하는 단계 ― 상기 기판(128)은 제1 측면(130) 및 제2 측면(134)을 포함함 ― ,
c) (도면부호(136)로 지시됨) 상기 스텐실(118)을 기판(128)의 제1 측면(130)에 도포하는 단계,
d) (도면부호(138)로 지시됨) 저점도 조성물(140)을 상기 스텐실(118)의 상기 관통 구멍(124) 내로 도포하는 단계 ― 저점도 조성물(140)은 상기 제1 스텐실 측면(120) 및 상기 제2 스텐실 측면(122) 중 적어도 하나의 제1 습윤 속성과 반대인 제2 습윤 속성을 가짐 ― ,
e)
(도면부호(141)로 지시됨) 상기 저점도 조성물(140)을 건조하는 단계,
f) (도면부호(142)로 지시됨) 상기 적어도 하나의 전극(110)을 획득하는 단계.
구체적으로, 본 발명은 작업 전극 필드의 스텐실 인쇄에 의해 적어도 하나의 전극(110), 특히 작업 전극(114)을 제조하기 위한 방법을 제안한다. 이 방법은 특히 분석물 센서(112)의 대량 생산에 적용 가능하다. 스텐실 인쇄를 사용하면 다른 대량 생산 코팅 방법으로는 불가능한 약 <= 3 ㎜의 작은 면적 내에서 선명한 에지 및 선명한 90° 코너를 제조할 수 있다.
스텐실, 가령, 도 2a 및 2b에 도시된 스텐실이 기판(128) 상에 조성물을 인쇄하는 데 사용되는, 적어도 하나의 툴, 특히 적어도 하나의 템플릿 및/또는 적어도 하나의 패턴 및/또는 적어도 하나의 마스크일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 스텐실(118)은 제조될 전극(110)의 기하구조 및/또는 형태를 정의할 수 있다.
스텐실(118)은 적어도 하나의 관통 구멍(124)을 갖는 적어도 하나의 포일(144)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 포일은 금속 포일 또는 플라스틱 포일일 수 있다. 일반적으로 임의의 가요성 포일이 양 측면 상이 소수성인 스텐실로서 사용될 수 있다. 특히, 표면 에너지가 낮은, 구체적으로 표면 에너지의 극성 분율이 낮은 포일이 사용될 수 있다. 예를 들어, 표면 에너지의 극성 분율은 < 10 mN/m, 바람직하게는 < 5 mN/m일 수 있고, 여기서 표면 에너지의 극성 분율은 OWKR(Owens, Wendt, Rabel and Kaelble)-방법에 의해 측정가능할 수 있다. 추가 실리콘화가 바람직할 수 있다. 특히, 스텐실의 물질이 자성일 수 있는 경우, 이는 기판 상의 스텐실의 개선된 고정을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 스텐실은 적어도 하나의 실리콘화된 라이너를 포함할 수 있다. 그 밖의 다른 유형의 포일도 가능할 수 있다. 스텐실(118)을 제공하는 것은 스텐실(118)을 제조하는 것 및/또는 조립된 스텐실(118)을 선택하는 것을 포함할 수 있다. 앞서 약술한 바와 같이, 스텐실(118)은 적어도 하나의 관통 구멍(124)을 포함한다. 스텐실(118)을 제공하는 것은 관통 구멍을 포일(144) 내로 절삭 및/또는 펀칭하는 것을 포함할 수 있다. 관통 구멍(124)은 레이저 절삭 및/또는 펀칭에 의해 포일(144) 내로 절삭될 수 있다. 관통 구멍(124)은 제조될 전극의 기하구조 및/또는 형상을 가질 수 있다. 스텐실(118)은 복수의 관통 구멍(124)을 포함할 수 있다. 관통 구멍(124)은 ≤ 4 ㎜, 바람직하게는 ≤ 1 ㎜, 더 바람직하게는 ≤ 0.5 ㎜의 지름을 가질 수 있다. 스텐실(118)은 지정된 또는 선택된 두께를 가질 수 있다. 스텐실(118)의 두께는 나중에 또는 인쇄 동안 젖은 필름 두께를 정의할 수 있다. 예를 들어, 스텐실(118)은 ≥ 50 ㎛, 바람직하게는 ≥ 100 ㎛, 더 바람직하게는 ≥ 500 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 스텐실(118)은 시트-공정 및/또는 적어도 하나의 롤투롤 공정을 사용하여 제공될 수 있고, 특히 제조될 수 있다.
스텐실(118)은 평면 형상을 가질 수 있다. 스텐실(118)은, 구체적으로 세장형 형태, 가령, 시트 또는 스트립 형태 또는 막대 형태를 가질 수 있지만, 그 밖의 다른 유형의 형태가 또한 가능할 수 있다.
스텐실 측면(120, 122)은 스텐실(118)의 대향하는 평면 측면들일 수 있다. 제1 스텐실 측면(120)은 스텐실(118)이 기판(128) 상에 도포될 때 기판(128) 반대 방향을 향하는 스텐실(118)의 측면일 수 있다. 제2 스텐실 측면(122)은 스텐실(118)이 기판(128) 상으로 도포될 때 기판(128)과 접촉하는 스텐실(118)의 측면일 수 있다. 스텐실(118)의 배향은 기판(128)에 대해 사전-형성될 수 있다. 그러나, 제1 스텐실 측면(120)과 제2 스텐실 측면(122)이 교환 가능하여 스텐실(118)이 두 배향 모두에서 사용될 수 있는 실시예가 가능할 수 있다.
습윤 속성은 특히 표면 자유 에너지 및 기하학적 구조와 관련된 표면 습윤성일 수 있다. 습윤 속성은 소수성, 친수성, 극성 또는 비극성 중 하나 이상일 수 있다. 제1 스텐실 측면(120) 및 제2 스텐실 측면(122) 중 적어도 하나는 저점도 조성물(140)과 반대되는 습윤 속성, 특히 반대 극성을 가질 수 있다. 제1 스텐실 측면(120) 및 제2 스텐실 측면(122) 중 적어도 하나는 소수성일 수 있고 저점도 조성물(140)은 친수성일 수 있다. 바람직하게는 두 스텐실 측면(120, 122) 모두가 소수성일 수 있다. 특히, 스텐실(118)의 전체 또는 전반적인 표면이 소수성일 수 있다. 예를 들어, 스텐실(118)은 실리콘으로 소수화될 수 있다. 대안으로, 제1 스텐실 측면(120) 및 제2 스텐실 측면(122) 중 적어도 하나는 친수성일 수 있고 저점도 조성물(140)은 소수성일 수 있다. 적어도 하나의 스텐실 측면(120, 122)과 저점도 조성물(140) 사이의 반발력은 저점도 조성물(140)이 스텐실(118), 특히, 관통 구멍(124) 내에 고정되어, 기판(128)이 상기 관통 구멍(124)에 의해 형성된 영역 위에 젖지 않도록 하는 효과를 가진다. 지름이 작은 캐뉼라를 분배하는 것과 비교하여 저점도 조성물(140)의 감소된 전단이 달성될 수 있다.
기판(128)의 표면, 특히, 스텐실(118)을 향하는 제1 측면(130)의 표면은 제1 습윤 특성에 반대되는 제3 습윤 특성을 가질 수 있다. 구체적으로, 기판(128)의 상기 표면은 친수성 또는 소수성일 수 있다.
기판(128)은 그 상에 또는 그 안에 배치된 하나 이상의 다른 요소를 운반하도록 설계된 임의의 요소일 수 있다. 특히 바람직하게는, 기판(128)은 평면 기판일 수 있다. 기판(128)은 구체적으로 세장형 형태, 가령, 스트립 형태 또는 막대 형태를 가질 수 있지만, 그 밖의 다른 유형의 형태가 또한 가능할 수 있다. 구체적으로 기판(128)은 시트일 수 있다. 예를 들어, 기판(128)은 롤업된 시트 또는 테이프로서 제공될 수 있다. 기판(128)은 저점도 조성물로 인쇄될 수 있고 그 후 개별 분석물 센서로 절삭될 수 있다.
기판(128)은 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 적어도 하나의 전기 절연 물질을 포함할 수 있는데, 특히 기판에 의해 운반되는 전기 전도성 요소들 사이의 원치 않는 전류를 피하기 위해서이다. 예를 들어, 전기 절연 물질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리카보네이트(PC)로부터 선택될 수 있지만, 다른 종류의 전기 절연 물질도 가능할 수 있다.
기판(128)의 제1 측면은 적어도 하나의 전도성 물질(132)을 포함할 수 있다. 단계 b)에서 기판(128)을 제공하는 것은 전기 절연 물질의 측면, 특히 제1 측면 상에 전도성 물질(132)의 층을 도포하는 것을 포함할 수 있다. 상기 층은 구체적으로 세장형 형태, 가령, 스트립 형태 또는 막대 형태를 가질 수 있지만, 그 밖의 다른 유형의 형태가 또한 가능할 수 있다. 일반적으로, 층은 기판(128)의 각각의 측면을 부분적으로 또는 완전히 덮을 수 있다. 층이 기판(128)의 각 측면의 일부만을 부분적으로 덮을 수 있는 바람직한 실시예에서, 절연 층은 부분적으로 또는 완전히 기판(128)의 나머지 부분을 덮을 수 있다. 전도성 물질(132)의 층을 도포하는 것은 기판(128) 상에 전도성 물질(132)을 증착하는 적어도 하나의 프로세스를 포함할 수 있다. 특히, 공정은 스퀴지 코팅, 화학조 증착, 진공 증발, 스퍼터링, 원자층 증착, 화학 기상 증착, 분무 열분해, 전착, 양극 산화, 전해 변환, 무전해 침지 성장, 연속 이온 흡착 및 반응, 분자 빔 에피택시, 분자 기상 에피택시, 액상 에피택시, 잉크젯 인쇄, 그라비어 인쇄, 플렉소 인쇄, 스크린 인쇄, 스텐실 인쇄, 슬롯 다이 코팅, 닥터 블레이딩 및 용액-기체 경계 기술 중 적어도 하나로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 기판은 탄소 코팅된 기판일 수 있다. 탄소 코팅된 기판은 구입한 탄소 페이스트로 스퀴지 코팅을 사용함으로써 제조될 수 있다. 예를 들어, 기판은 금 코팅된 기판일 수 있다. 기판은 양 측면 모두에서 전도성일 수 있다. 기판(128)의 제2 측면(134)은 바람직하게는 블랭크일 수 있거나, 대안으로서 적어도 하나의 전기 절연 물질을 포함할 수 있다.
단계 c)에서 기판(128) 상에 스텐실(118)을 도포하는 것은 기판(128)의 제1 측면(130) 상에 스텐실(118)을 증착하는 것을 포함할 수 있다. 스텐실(118)은 제2 스텐실 측면(122)에 추가 접착제를 사용하지 않고 기판(128)에 도포될 수 있다. 예를 들어, 스텐실(118)의 자체 중량이면 충분할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 스텐실(118)은 고정될 수 있고/있거나 이의 외부 에지에 무게를 가중시킬 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 롤투롤 공정의 경우 스텐실(118)은 기판(128) 위에 걸쳐질 수 있다. 저점도 조성물은 소수성 및/또는 친수성 상호작용 때문에 스텐실(118) 아래로 흐르는 것을 방지할 수 있다.
저점도 조성물(140)은 적어도 두 개의 상이한 성분, 즉 적어도 하나의 제1 성분 및 적어도 하나의 제2 성분을 포함하는 임의의 물질일 수 있다. 저점도 조성물(140)은 전극의 화학 시약을 포함 및/또는 구축 및/또는 형성할 수 있다. 구체적으로, 저점도 조성물(140)은 물 및/또는 오스뮴계 폴리머를 포함할 수 있다. 저점도 조성물(140)은 화학 시약을 형성하기 위한 반응성 성분을 포함할 수 있다. 그 밖의 다른 첨가제, 가령, 증점제 및/또는 계면활성제가 생략될 수 있다. 따라서, 하나의 실시예에서, 저점도 조성물은 증점제 및/또는 계면활성제를 포함하지 않는다.
구체적으로, 저점도 조성물(140)은 유체 및/또는 페이스트일 수 있다. 저점도 조성물의 점도는 ≤ 200 mPas, 바람직하게는 ≤ 100 mPas, 더 바람직하게는 ≤ 50 mPas일 수 있다. 예를 들어, 저점도 조성물의 점도는 약 50 mPas일 수 있다. 예를 들어, 저점도 조성물의 점도는 10 s-1의 전단율로 20 ℃에서 < 100 mPas일 수 있다. 점도는 원추-판 점도계를 이용해 결정될 수 있다. 이러한 기술은 일반적으로 통상의 기술자에게 알려져 있다.
방법의 단계 d)의 실시예가 도 2a 및 2b에 도시되어 있다.저점도 조성물(140)은 스텐실(118)의 적어도 하나의 관통 구멍(124) 내로 도포된다. 특히, 도 2a에 나타난 바와 같이, 도포될 저점도 조성물(140)은 임의의 위치에서 스텐실(118) 상에 증착될 수 있고, 스퀴지 또는 와이퍼(146)를 사용하는 것과 같이 스텐실(118) 위에 확산, 도말, 박리 중 하나 이상일 수 있다. 스퀴지 또는 와이퍼(146)의 움직임은 화살표(148)로 가시화된다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 이 공정에 의해 적어도 하나의 관통 구멍(124)이 저점도 조성물(140)로 채워질 수 있다. 높은 생산 속도는 특히 확산, 도말 및 박리가 적용된 임의의 넓은 스텐실을 사용 및/또는 롤투롤 공정을 사용함으로써 가능할 수 있다.
저점도 조성물(140)의 면적당 도포량은 가변적일 수 있다. 도포량은 스텐실(118)의 두께로 정의될 수 있다.
단계 e)에서, 방법은 저점도 조성물(140)이 완전히 또는 부분적으로 건조되는 적어도 하나의 건조 단계를 포함한다. 따라서, 저점도 조성물(140)은 특히 본질적으로 번짐이 발생하지 않도록 건조 동안 고정될 수 있다. 단계 e)에서의 건조는 저점도 조성물(140)로부터 하나 이상의 용매를 완전히 또는 부분적으로 제거하는 것 및/또는 저점도 조성물(140) 내에서의 하나 이상의 화학 반응, 가령, 가교 반응을 개시하는 것을 포함할 수 있다. 후자의 경우, 적어도 하나의 화학 반응은 내부 요인, 가령, 저점도 조성물(140) 내에 포함되는 하나 이상의 개시자에 의해 개시되거나 및/또는 하나 이상의 외부 영향, 가령, 열 및/또는 전자기 복사에 의해 개시될 수 있다. 건조는 상온 또는 그 이상의 온도에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 건조는 ≤ 50 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 건조는 가열, 뜨거운 공기와 같은 뜨거운 가스에의 노출, 전자기 복사, 바람직하게는 자외선 스펙트럼 범위의 전자기 복사에의 노출 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 건조는 특히 기판(128)으로부터 스텐실(118)을 제거하기 전에 수행될 수 있다. 그러나, 스텐실(118)을 제거하기 전에 저점도 조성물(140)이 부분적으로만 건조되는, 즉 완전 경화 또는 건조되지 않는 실시예가 가능하다. 이 경우, 스텐실(118)을 제거한 후 추가 건조가 수행될 수 있다.
구체적으로, 저점도 조성물은 건조 단계에서 부분적으로만 건조된다. 예를 들어, 일괄 공정(batch process)에서 스텐실(118)은 여러 번 사용되거나 롤투톨 공정에서 스텐실(118)은 가능한 빨리 기판(128)으로부터 제거될 수 있다. 이들 경우, 스텐실(118)은 건조 단계에서의 형태 안정성에 도달한 후 기판으로부터 제거될 수 있다.
상기 방법은 특히 후속적으로 저점도 조성물(140)의 둘 이상의 층을 기판(128) 상으로 도포하기 위해 단계 d)를 반복하는 것을 포함할 수 있다.
저점도 조성물(140)을 완전히 또는 부분적으로 건조시킨 후 스텐실(118)이 기판(128)으로부터 제거될 수 있다. 단계 f)에서 전극(110)을 획득하는 것은 전극(110)의 제조를 완료하는 과정을 포함할 수 있다. 획득은 최종 제조 단계를 포함할 수 있다. 앞서 약술한 바와 같이, 전극(110)을 획득하는 것은 기판(128)으로부터 스텐실(118)을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 획득하는 것은 추가 단계, 가령, 기판(128)을 세척하는 것을 포함할 수 있다. 단계 e)에서, 저점도 조성물이 부분적으로만 건조된 경우, 단계 f)는 건조를 완료하기 위해 추가 건조를 포함할 수 있다. 스텐실은 건조 중에 제거될 수 있다.
도 1b 내지 1f는 본 발명에 따른 적어도 하나의 전극(110)을 제조하기 위한 방법의 롤투롤 공정의 예시적인 실시예를 도시한다. 라이너 형태의 스텐실(118) 및 기판(128)은 롤업된 시트 또는 테이프로서 제공되었다. 라이너는 제1 라이너 롤(152)로부터 풀리고 제2 라이너 롤(154)로 이송되어 감길 수 있다. 기판(128)은 제1 기판 롤(156)로부터 풀리고 제2 기판 롤(158)로 이송되어 감길 수 있다. 라이너 및 기판은 서로 상하로 위치될 수 있다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 전극(110)의 인쇄를 위해 이송이 중단될 수 있다. 이동식 고정 프레임(160)은 압력 테이블(162) 상에서 라이너를 누르기 위해 라이너의 상단에 배치될 수 있다. 도 1c는 저점도 조성물(140)을 라이너에 도포하는 단계를 나타낸다. 도포는 최소한의 잉여로 이뤄질 수 있다. 도 1d에서 스퀴지 또는 와이퍼(146)를 사용하는 것과 같이 라이너 위에 저점도 조성물(140)을 확산 및/또는 도말 및/또는 박리하는 것이 나타난다. 스퀴지 또는 와이퍼(146)는 일정한 속도로 라이너 위에서 이동할 수 있다. 도 1e는 저점도 조성물(140)의 건조를 나타낸다. 건조 동안 고정 프레임(160)이 라이너 상에 유지될 수 있다. 건조는 실온에서 및/또는 노즐을 사용하여 수행될 수 있다. 도 1f에서 고정 프레임(160)이 제거되고 기판(128) 및 라이너가 감길 수 있다.
도 3a 내지 3d는 실험 결과를 보여준다. 구체적으로, 도 3a에서 스텐실 인쇄를 사용하여 적용된 각각의 지름이 0.8 ㎜인 저점도 조성물(140)의 원형 구조를 갖는 탄소 기판이 도시되어 있다. 이 실험을 위해, 저점도 조성물(140)은 점도가 약 50 mPas인 수성 폴리머로서 선택되었다. 스텐실(118)은 레이저 절삭에 의해 제조되었다. 특히, 양면이 실리콘으로 소수성화된 이형 라이너가 사용되었다. 도 3b는 탄소 기판 상에 본 발명에 따른 방법을 사용하여 제조되는 세 개의 사각형 작업 전극(110, 114)을 갖는 연속 모니터링을 위한 전기화학적 분석물 센서(112)를 도시한다. 각각의 정사각형의 한 변의 길이는 0.4 ㎜이다. 도 3c는 탄소 기판 상에 본 발명에 따른 방법을 사용하여 제조되는 세 개의 원형 작업 전극(110, 114)을 갖는 연속 모니터링을 위한 전기화학적 분석물 센서(112)를 도시한다. 각각의 원의 지름은 0.45 ㎜이다. 도 3d는 탄소 기판 상에 본 발명에 따른 방법을 사용하여 제조되는 직사각형 작업 전극(110, 114)을 갖는 연속 모니터링을 위한 전기화학적 분석물 센서(112)를 도시한다. 직사각형의 폭은 0.45 ㎜이고 길이는 2.00 ㎜이다.
도 4는 본 발명에 따른 적어도 하나의 분석물 센서(112)를 제조하기 위한 방법을 사용하여 테스트 필드(150)를 갖는 테스트 스트립을 제조하는 실시예를 도시한다. 특히, 도 4는 여러 반응 구역을 포함하는 모세관 기반 진단 테스트 스트립을 제조하기 위한 저점도 조성물(140)로 투명 기판(128), 특히 포일을 코팅하는 것을 나타낸다. 도 4의 왼쪽에서 오른쪽으로, 제1 단계에서, 스텐실 인쇄를 사용하여 본 발명에 따른 적어도 하나의 테스트 필드를 제조하기 위한 방법을 사용하여 기판(128) 상에 세 개의 상이한 시약이 인쇄되었다. 제2 단계에서, 양면 접착 테이프를 사용하여 모세관이 형성될 수 있다. 제3 단계에서, 인쇄된 기판(128)과 양면 접착 테이프가 함께 붙여지고 절삭될 수 있다.
110
전극
112 분석물 센서
114 작업 전극
116 스텐실 제공
118 스텐실
120 제1 스텐실 측면
122 제2 스텐실 측면
124 관통 구멍
126 기판 제공
128 기판
130 제1 측면
132 전도성 물질
134 제2 측면
136 스텐실 도포
138 저점도 조성물을 도포
140 저점도 조성물
141 건조
142 전극 획득
144 포일
146 스퀴즈 또는 와이퍼
148 화살표
150 테스트 필드
152 제1 라이너 롤
154 제2 라이너 롤
156 제1 기판 롤
158 제2 기판 롤
160 고정 프레임
162 압력 테이블
112 분석물 센서
114 작업 전극
116 스텐실 제공
118 스텐실
120 제1 스텐실 측면
122 제2 스텐실 측면
124 관통 구멍
126 기판 제공
128 기판
130 제1 측면
132 전도성 물질
134 제2 측면
136 스텐실 도포
138 저점도 조성물을 도포
140 저점도 조성물
141 건조
142 전극 획득
144 포일
146 스퀴즈 또는 와이퍼
148 화살표
150 테스트 필드
152 제1 라이너 롤
154 제2 라이너 롤
156 제1 기판 롤
158 제2 기판 롤
160 고정 프레임
162 압력 테이블
Claims (15)
- 분석물 센서(112)의 적어도 하나의 전극(110)을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 방법은
a) 스텐실(118)을 제공하는 단계 ― 상기 스텐실(118)은 제1 스텐실 측면(120), 제2 스텐실 측면(122), 및 상기 제1 스텐실 측면(120)에서부터 상기 제2 스텐실 측면(122)까지 뻗어 있는 적어도 하나의 관통 구멍(124)을 포함하고, 상기 제1 스텐실 측면(120) 및 상기 제2 스텐실 측면(122) 중 적어도 하나가 제1 습윤 속성을 가짐 ― ,
b) 기판(128)을 제공하는 단계(126) ― 상기 기판(128)은 제1 측면(130) 및 제2 측면(134)을 포함함 ― ,
c) 상기 스텐실(118)을 상기 기판(128)의 상기 제1 측면(130)에 도포하는 단계(136),
d) 저점도 조성물(140)을 상기 스텐실(118)의 상기 관통 구멍(124) 내로 도포하는 단계(138) ― 상기 저점도 조성물(140)은 상기 제1 스텐실 측면(120) 및 상기 제2 스텐실 측면(122) 중 적어도 하나의 상기 제1 습윤 속성과 반대인 제2 습윤 속성을 가짐 ― ,
e) 저점도 조성물(140)을 건조하는 단계(141),
f) 상기 적어도 하나의 전극(110)을 획득하는 단계(142)를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서, 상기 제1 습윤 속성은 소수성 또는 친수성이며, 상기 제2 습윤 속성은 소수성 또는 친수성인, 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 습윤 속성은 친수성이고, 두 스텐실 측면(120, 122) 모두 동일한 제1 습윤 속성을 가지며, 상기 제1 습윤 속성은 소수성인, 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스텐실(118)의 전체 표면은 제1 습윤 속성을 가지며, 상기 제1 습윤 속성은 소수성인, 방법.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 스텐실(118)은 실리콘에 의해 소수성화되는, 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저점도 조성물(140)은 물 및/또는 오스뮴계 폴리머를 포함하는, 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저점도 조성물(140)의 점도는 ≤ 200 mPas, 바람직하게는 ≤ 100 mPas, 더 바람직하게는 ≤ 50 mPas인, 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판(128)의 제1 측면(130)은 상기 제1 습윤 속성과 반대인 제3 습윤 속성을 가지며, 상기 제3 습윤 속성은 친수성 또는 소수성인, 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스텐실(118)은 ≥ 50 ㎛, 바람직하게는 ≥ 100 ㎛, 더 바람직하게는 ≥ 500 ㎛의 두께를 갖는, 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스텐실(118)은 복수의 관통 구멍(124)을 포함하며, 상기 관통 구멍(124)은 ≤ 4 ㎜, 바람직하게는 ≤ 1 ㎜, 더 바람직하게는 ≤ 0.5 ㎜의 지름을 갖는, 방법.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판(128)의 제1 측면(130)은 적어도 하나의 전도성 물질(132)을 포함하는, 방법.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극(110)의 획득은 상기 기판(128)으로부터 스텐실(118)을 제거하는 것을 포함하는, 방법.
- 적어도 하나의 분석물 센서(112)를 제조하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법에 따라 적어도 하나의 전극(110)을 제조하는 단계를 포함하며, 상기 방법은 기판(128)을 절삭함으로써 상기 분석물 센서(112)를 획득하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 체액의 샘플 내 적어도 하나의 분석물을 결정하기 위한 분석물 센서(112)로서, 상기 분석물 센서(112)는 청구항 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따르는 방법을 이용함으로써 제조되는 적어도 하나의 전극(110)을 포함하는, 분석물 센서(112).
- 샘플 내 적어도 하나의 분석물을 검출하기 위한 청구항 제14항에 따른 분석물 센서(112)의 용도.
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2021
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