TW200530585A - Improved electrochemical biosensor test strip - Google Patents

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200530585 ' (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於生物感知器及其於偵測流體中的電解質 方面之使用。 【先前技術】 以前的技術包括用以測定流體中之電解質量的試條， 包括電化學生物感知試條。 這樣的試條特別用以測體人體血液中的葡萄糖。這樣 的試條可供糖尿病患者及保健從業者來偵測其血液中的葡 萄糖量。此試條被設計用於染料的光偵測時，此試條常與 測定光反射値的儀表倂用，或者，設計用以偵測電活性化 合物時，其可用以測定一些電力性質（如：電流）。 但是，個人使用者使用以前製造的試條有一些問題存 在。例如，試條相當小，視力受損的糖尿病患者將血液樣 品適當地加至試條的樣品添加區域中有很大的困難。將試 條製成視力受損者容易將樣品添加在試條上者有其效用。 試條是毛細管充塡設計時，當試條的化學反應區是一 個毛細空間時，平順地及足量地以欲測試的樣品塡充此區 時會發生特別的問題。因爲毛細空間和用以製造試條的材 料組成少，試驗樣品進入毛細管反應區中時可能會停頓。 此外，引至毛細管反應區中的樣品量可能會不足’因此會 產生不正確的測試結果。若能儘量減少這樣的問題將會非 常有用。 200530585 最後，大量製造試條，特別是糖尿病患者用以測試的 血液葡萄糖量用的試條。用以製造這些試條的方法（如： 機械打孔）可能會使試劑在測試區域表面上而乾掉破裂或 破碎，因此造成試劑損失或試劑未能位於試條的適當位置 上。設計使得測試試劑能夠忍受加工步驟（如：機械打孔 )也會非常有用。 本發明的電化學生物感知試條提出解決以前的試條的 這些前述問題的方法。 【發明內容】 本發明是一種改良之電化學生物感知試條，其有四個 新穎且非常有利的特點。 第一個新的特點是：順著試條的一邊有凹痕狀，容易 辨視樣品施用點，以便於視力受損的人或於無亮光或光亮 條件欠佳時使用。 此試條具有毛細測試區，測試區頂部包括此生物感知 試條的第二個新特點。此第二個新特點是一種透明或半透 明視窗，以''充塡於此處〃線的方式操作，藉此辨別是否 有足量的測S式樣品（液體樣品’如·血）被加至此測試區 中，以準確地進行測試。此視窗定出準確測試所須的最少 樣品量，因此，降低因爲在試條上的施用量不足而造成誤 判的可能性。 視窗的長和寬比毛細測試區的長和寬來得短。視窗的 尺寸和位置使其覆於生物感知試條之工作電極的整個寬度 -6 - 200530585 .Ο) ， 上及覆於平衡或參考電極的至少約1 0 %寬度上。較佳情況 中，環繞視窗的頂部區域被著色，使得使用者在透過視窗 觀察時，樣品有良好的顏色對比性，且頂部區域環繞著視 窗以便於辨認試條的足夠添加量。 此試條的第三個新特點是在樣品施用區處有一或多個 缺口。在第一個隔絕底質和試條頂部都有一個缺口。這些 缺口的尺寸和位置使得它們在試條中互相交疊。這些缺口 Φ 減少所謂的''施用遲疑〃。樣品加至無缺口試條的樣品施 用區時，樣品進入毛細測試區時會有停頓的情況。此 ''施 用遲疑〃會延長測試時間。試條包括缺口時，施用遲疑情 況減少。此外，在第一個絕緣底質和頂部皆有缺口者，使 得試樣能能夠以寬變化角度朝樣品施用區前進。若只有頂 部有缺口，此試樣的前進角度受到的限制會比較大。 最後，此試條的第四個新特點是試劑包括平均分子量 約1005000道耳吞至約900,000道耳吞、濃度由約0.2% ( φ 重量：重量）至約2 % (重量：重量）的聚氧化乙烯，此 使得乾燥的試劑更具親水性也更結實。含括聚氧化乙烯， 此試劑更能忍受在試條組合時的機械打孔及使用試條時的 機械操作。此外，經乾燥的試劑包括約1 . 7 5 % (重量：重 量）至約1 7.5 % (重量：重量）的聚氧化乙烯，在含水試 樣加至試條區時，容易再度溶解或再度懸浮。 【實施方式】 本發明之生物感知器的較佳實施例之構件示於附圖] (4) (4)200530585 、2、4 fa 5。此生物感知器包括第一個絕緣底質1，其有 第一個表面2 2和第二個表面2 3。絕緣底質1可製自任何 可資利用的絕緣材料。基本上，塑膠（如：乙烯聚合物、 聚醯亞胺、聚酯和苯乙烯類提供所欲的電力和結構性質。 第一個絕緣底質1另包含凹痕2、缺口 3和輸出孔4。因 爲附圖1所示的生物感知器要以材料卷大量製造，所以必 須選擇柔軟度足以用於捲筒加工且韌度足以使最終生物感 知器具有用韌度的材料，特別佳的第一個絕緣底質1是7 密耳厚的 MELINEX3 2 9塑料，其是由 ICI Films ( 3411

Silverside Road，P〇 Box 15391， Wilmington，Delaware 1 98 5 0 )提供的聚酯。 如附圖1所示者，導電軌5和6貼在第一個絕緣底質 】的第一個表面2 2上。軌5可以是工作電極，由導電材料 (如：銷、鉑、金、碳和鈦）製成。軌6可以是平衡電極 ’由導電材料（如：鈀、鉑、金、銀、含銀合金、鎳一鉻 合金、碳、鈦和銅）製成。以貴金屬爲佳，因爲它們提供 更穩定的可再製電極表面。鈀因爲比貴金屬更不容易被氧 化且因其爲相當低廉的材料，所以是特別佳者。 較佳情況中，導電軌5和6附著在絕緣墊片（如：聚 酸亞胺或聚酯）上’以降低在拿取或製造試條期間內撕裂 電極材料的可能性。這樣的導電軌的例子是在UP ILEX聚 醯亞胺塾片上之表面電阻低於5歐姆/平方鈀塗層（由 Couitalds-Andus Performance Films, Canoga Park. C a 1 i f 〇 】· n i a 提供）。 -8- 200530585 • 、、 (5) / 導電軌5和6代表生物感知試條的電極。這些電極的 距離必須足夠，使得發生於一個電極上的電化學情況不會 干擾到另一電極上的電化學情況。電極5和6之間的較佳 距離約1 . 2毫米。 附圖1所示的試條中，導電軌5是工作電極，導電軌 6是平衡電極或參考電極。軌6如果是由典型·的參考電極 材料（如··銀/氯化銀）製得時，可以是參考電極。較佳 φ 實施例中，軌5是銷製的工作電極，軌6是亦製自細的平 衡電極且實質上與工作電極具相同尺寸。 也可以配備有三種電極，其中，試條包括額外的導電 軌位於導電軌6和輸出孔4之間。在三個電極排列時，導 電軌5是工作電極，軌6是平衡電極而介於導電軌6和輸 出孔4之間的第三個電極是參考電極。 覆於導電軌5和6上的是第二個絕緣底質7。第二個 絕緣底質7製自與第一個絕緣底質1類似或相同（以相同 φ 爲佳）的材料。底質7有第一個表面8和第二個表面9。 第二個表面9以黏合劑（如：熱熔膠）附於底質1的表面 和導電軌5和6上。此膠的一個例子是DYN A POLS-135 8 膠’得自 Hu】s America，Inc.，220 Davidson Street, P〇 Box 6821，Somerset,NJ 08873。底質7亦可包括第一個開 口 1 〇和第二個開口 1 I。第一個開口 1 0使導電軌5和6外 露以與儀表（在試樣與試條的試劑混合之後，測定試樣的 一些電力性質）作電力連接。第二個開口 Π使不同部分 的導電軌5和6外露以使試劑〗2施用在軌5和6的這些 _9- 200530585 • 、， (6) / 外露表面上。（附圖1中，導電軌5和6的整個寬度因開 口 1 1而外露。但是，也可以僅使作爲平衡電極或參考電 極之用的導電軌6的一部分寬度外露，只要至少約1 〇 %的 寬度由開口 1 1外露即可。）此外，第二個絕緣底質7包 括凹痕1 9，其與附圖1所示的凹痕2相符。 試劑1 2是使試條進行測試的特定試劑。試劑丨2可施 用在由第二個開口 1 1定出範圍中之導電軌5和6的整個 B 外露表面上。也可以將試劑1 2施用於此區域中。例如， 若試條的此區域中的導電軌6具參考電極構造（如：銀/ 氯化銀）’則試劑1 2僅須覆蓋此區域中的工作電極5外 露表面。此外，不須以試劑蓋住電極的整個外露表面，只 要電極的指定及可再製表面被試劑蓋住即可。 蓋住第一個表面8和第二個開口 π的一部分的是頂 部1 3。頂部1 3包括凹痕1 4和缺口 1 5。凹痕1 4和缺口 1 5 的形狀和位置使得它們直接覆於凹痕2和1 9及缺口 3上 B 。頂部1 3可製自塑膠材料（如：約2密耳至約6密耳厚 的透明或半透明聚酯膜）。頂部1 3有第一個表面]6和第 二個表面1 7。頂部1 3的第二個表面]7藉適當的黏合劑（ 如：3M 94 5 8 丙烯物，得自 3M，Identification and Converter Systems Division，3 M Center，Building 22 0 -7 W-03，St.Paul，MN 5 5 1 44 )附著於第二個絕緣底質7的第一 個表面8上。 較佳情況中，頂部I 3另包括透明或半透明視窗1 8。 視窗]8的大小和位置使得頂部1 3附於第二個絕緣底質7 - 10 - 200530585 • ' (7) · ，此視窗覆蓋導電軌5的整個寬度和導電軌6的至少約1 〇 %寬度。 頂部1 3的第二個表面、開口 U的邊緣及絕緣底質1 的第一個表面22 (及附於底質1的第一個表面22上的導 電軌5和6 )定義出毛細測試區。以開口 1 1的長度和寬度 定出此毛細區的長度和寬度，以第二個絕緣底質7的厚度 定出此區的高度。 φ 較佳的試條可以附圖3 a- 3 i所示的程序製造。絕緣底 材板21 ( MELINEX 2 3 9，7密耳厚，得自ICI )的一面以 熱熔黏合劑（DYNAPOL S-1358，得自 Hiils)塗覆（附圖 3 a )。板2 1延線24切割，藉此形成有黏合劑覆於第一個 表面2 2上的第一個絕緣底質1及有黏合劑覆於第二個表 面9上的第二個絕緣底質7。（附圖3 b和3 c )以沖模打 孔機在底質7上形成第一個開口 10和第二個開口 11。（ 附圖3d )之後，在 Upilex墊片（得自 Courtalds- 鲁 AndusPerformance Films)上之鈀製的導電軌 5和 6自捲 軸上先被切成約1.5毫米寬並覆於底質1的表面22上， 使得Upilex墊片與表面22相鄰。將底質7的表面9覆於 鄰近於底質1的表面22及鄰近於導電軌5和6處，藉此 形成附圖3 e所示的三明治結構。熱封此三明治結構。 之後’使S式劑1 2分散於開口] 1中並加以乾燥。（附 圖3f)在試劑12乾燥之後’以沖模打孔孔機形成輸出孔 4。（附圖3 g )之後’包括親水塗層2 5和視窗1 8的頂部 1 3覆於開口 Π，其覆蓋方式使得視窗1 8覆於導電軌5的 -11 - 200530585 .、’ (8) ' 整個寬度及導電軌6的約一半寬度上。如附圖3 h所示者 由脫模襯墊脫下頂部1 3並黏合固定於表面8上。 最後，如附圖3 i所示者，以沖模打孔機在各個試條 上打孔。此沖模打孔機可以在有或無缺口 1 5的試條打孔 。若含括缺口 1 5，則頂點較佳角度是1 0 5 °。其他角度（ 如約4 5 °至約 1 0 5 ° )亦可用於缺口 1 5。此外，缺口 1 5 可以是單一缺口或多重缺口。 φ 如前述者，試劑1 2分散於試條上之以開口 1 1定義出 的區域中。前述製法中，希望在施用試劑1 2之前，先使 用電暈處理開口 11。電暈處理用以提高表面22部分及因 開口 1 1而外露的導電軌5和6的表面能量，使得試劑12 均勻分佈及預先潔淨因開口 1 1而外露的導電軌5和6部 分。已經發現到預先潔淨導電軌5和6可大幅改善試條的 效能。電暈處理係於瓦特密度由約20至約90瓦特/公分 /秒、弧間隔約1密耳（0.040英吋）的條件下進行。 % 較佳方法中，此電暈處理以前述瓦特密度以全體形式 施用在附圖3 e所示的表面上。施用此處理之後的5分鐘 之內施用試劑1 2最爲有效，基本上是在4 5秒鐘之內施用 試劑1 2。 比較有利的狀況是：降低電暈處理於表面8上的作用 ，以確保試劑1 2完全留在開口 1 1中且與表面8的親和力 不會比與表面2 2部分及與因開口] 1而外露的導電軌5和 6的親和力來得大。電暈消散程序（用以選擇性地降低全 面電暈處理程序的效果）用以降低在開口 1 ]的網區（經 -12 - 200530585 • '* Ο) 加工的試條片）的處理效果。此電暈消散程序含括 子水薄膜，使得水與表面8接觸，但不會與開口 1 接觸。水薄膜（以約1 .5微米至約3 · 0微米厚（約 水/平方米）爲佳）之施用可藉芯墊、橡皮版印刷 常用的塗覆法來進行。之後，在施用試劑12之前 強迫對流或紅外光線法，使水薄膜自表面乾燥。此 淨效果是：在施用試劑12之前’表面8的表面能 _ 地降低至低於6 2達因，且開口 1 1內區域表面維持 處理後的表面能量。 在較佳實施例中，試劑1 2經調配用以測定人 樣品中的葡萄糖。使用酵素醌蛋白質（含吡咯基-(PQQ ))葡萄糖去氫酶和氧化還原介質氰化物製 較佳葡萄糖試劑的文獻如下：Quinoprotein dehydrogenase is Enzyme Commission No.1.1.99.17 步驟]:製備NATRO SOL的去離子水溶液。在 B 率不低於2 5 Orpm且攪拌時間不少於3 0分鐘的情況 0.45克NATROSOL-25 0M (微晶狀羥基乙基纖維素 Aqua】on)加至4]4克去離子水中，可達到此目的 是使用三或四片渦輪型螺旋槳的頂部旋轉扇葉來達 的目的。螺旋槳尺寸和構造之選擇大部分以所用混 半徑爲基礎。所選用的螺旋槳基本上半徑大於混合 徑的7 5 %。 步驟2 :在混合速率不低於5 7 0rpm且攪拌時 於6 0分鐘的情況下，在得自步驟1的溶液中’逐 •施用離 0和]1 9.1克 或他種 ，使用 處理的 量有效 其電暈 體血液 D奎咯啉 備一升 glucose 〇 攪拌速 下，將 ，得自 。最好 到混合 合容器 容器半 間不少 漸添加 -13- 200530585 、、 (10)

AVICEL RC-591F (—種微晶狀纖維素，得自FMC ，而使5·6克的AVI CEL分散於此溶液中。 步驟3 :在混合速率不低於690rpm且攪拌時 於4 5分鐘的情況下，在得自步驟2的混合物中， 加8.4克聚乙烯化氧（平均分子量300,000道耳吞） 步驟4 :將1 2 · 1克一鹼價磷酸鉀（無水）和 二鹼價憐酸鉀（無水）加至450克去離水中，形成 液。 步驟5 :自步驟4的製劑中移出5 0克緩衝溶液 5 〇克緩衝溶液中，添加1 2 · 5毫克的輔酶P Q Q (得g )。攪拌此溶液直到輔酶完全溶解。（製備酵素製 使用磁攪拌棒和磁攪拌器爲佳。） 步驟6 :在得自步驟5的溶液中，逐漸添加1 .: 單位的醌蛋白質葡萄糖去氫酶，添加時在磁攪拌器 速（低於4 0 0 r p m )攪拌以免起泡。所得溶液混合不 小時，使得酵素和輔酶的關係穩定，藉此形成醌蛋 萄糖去氫酶溶液。 步驟7 :在得自步驟4的緩衝溶液中，添加5 9 氰化鉀。之後，添加6.2克丁二酸鈉。所得溶液混 溶質完全溶解。溶解之後，評估溶液的pH，其> 6.76±0.05 ° 步驟8 :得自步驟7的溶液逐漸摻入得自步驟 合物中，摻入時的混合速率不低於190rpm。 步騾9 :在得自步驟8的混合物中，添加520 一 14 - c 〇 r p .) 間不少 逐漸添 〇 21.3 克 緩衝溶 。在此 目 Fluka 劑時以 Π百萬 上於低 超過2 白質葡 .】克的 合直到 値應約 3的混 克海藻 200530585 .，， (11) f 糖，添加時的混合速率不低於1 90rpm，時間不少於1 0分 鐘。 步驟 10: 0.35克 TRITON Χ-100界面活性劑（得自 Boehringer Mannheim B i o c h e m i c a 1 s )加至得自步驟 9 的混 合物中，添加時的混合速率不低於1 9 0 rpm，時間不少於5 分鐘。 步驟1 1 :得自步驟6的酵素溶液加自得自步驟1 〇的 • 混合物中，此新的完整試劑於不低於1 90rpm的混合速率 下混合，混合時間不少於3 0分鐘。 步驟1 2 :現視製造設備所需地藉由與濾經1 〇 〇微米過 篩袋或濾經與抽氣系統連接之1 〇〇微米濾器的方式過濾此 試劑。 前述醌蛋白質葡萄糖去氫酶的去輔基酶蛋白質得自德 國的 Boehringer MannheimGmbH ( Boehringer Mannheim GmbH編號1 46422 1 )。或者，此去輔基酶蛋白質得自下 _ 列文獻：Duine 等人，feBS Letters，108(；2)，443-46。 乙酸 I丐不動桿菌（Acinetobacter Calcoaceticus)在摻 有0.02M 丁二酸鈉或〇·1〇Μ乙醇的無機鹽介質中於22。〇 、氧氣供應良好的情況下生長。在對數生長期（ logarithmicphase)終了時收集此細胞，濕細胞產量約4克 /升。 糸至冷凍的細胞（1 〇克）解凍並與1 5毫升3 6 m Μ T r i S / 3 9 m M甘胺酸緩衝液混合。添加6毫克的溶菌酶之後， —彳子液於室“ ί見拌1 5分鐘並於4 8 0 0 0重力加速度離心]〇 -15 - 200530585 離 .、· (12) f 分鐘。丟棄上層淸液，萃出物以含有1% TRITON X-100 界面活性劑的36mM Ti*is/39mM甘胺酸緩衝液萃取兩次 。合倂離子步驟上層淸液並立刻使用。 將不含細胞的萃出液加至已經以含有1% TRITON X-100界面活性劑的36mM Tris/39mM甘胺酸緩衝液平衡 過的 DEAE-Sephacel管柱（13x2.2公分）中，管柱並以 相同緩衝液淸洗。此酵素不會黏在管柱材料上，合倂的活 | 性餾份以2M醋酸滴定至ρΗ6·0。立刻將此溶液加至已經 以5mM碟酸紳平衡過的CM-Sepharose CL-6B ( 5x1公分 )中。管柱以相同緩衝液淸洗直到無TRITON X-100界面 活性劑存在於沖出液中爲止，此酵素以 〇 · 1Μ磷酸鉀（ ΡΗ7.0 )沖提。 之後，此酵素以含有 3 Μ溴化鉀的 〇. 1 Μ醋酸鈉（ ρΗ4·5 )於滲析72小時。之後，此酵素以0.02M磷酸 鉀（ρΗ7·0 )滲析12小時，得到去輔基酶蛋白質。 | 較佳的試條中，開口 1 1是約3 · 2毫米至約6 · 7毫米。 葡萄糖試條的較佳實施例中，4.5微升由上述文獻製得的 試劑加至開口 1 1。（請參考附圖3 f )試劑量實質上蓋住 開口 1 1之導電軌5和6的外露部分。之後，試劑1 2於約 7 〇 °C乾燥約1至2分鐘。 所得之較佳的乾燥葡萄糖試劑膜將含有約2,000至約 9，000單位酵素活性/克試劑。較佳試劑中，每克試劑另 含有下列組份： -16- (13) (13)200530585 62·2毫克聚乙烯化氧 3.3 毫克 NATROSOL 250Μ 41 .5 毫克 AVICEL RC-591F 89.4毫克一鹼價磷鉀 157.9毫克二鹼價磷鉀 4 3 7.3毫克氰化鉀 4 6.0毫克丁二酸鈉 1 4 8 · 0毫克海藻糖 2.6毫克TRITON X-100界面活性劑 重要地，前述用以提供試劑的濕試劑中，包括約〇·2 重量％至約 2重量％分子量由約1 00,000道耳吞至約 900,000道耳呑的聚乙烯化氧，較佳的是含約0.71重量％ 平均分子量爲300,000道耳吞的聚乙烯化氧，在乾燥之後 ，比試條加工步驟（如機械打孔）之前來得結實，比試條 使用者施以機械力之前來得結實，並且在水性樣品（如： 人體血液）添加之後，可再度溶解或再度懸浮。乾燥之後 ，聚乙烯化氧的百分比由約1 · 7 5 % (重量：重量）至約 1 7 · 5 % (重量：重量）。在較佳的乾燥試劑中，聚乙烯化 氧的百分比約6 · 2 % (重量：重量）。 此較佳之乾燥的葡萄糖試劑膜厚度使其具有試驗化學 的內禀性質並減少改變分血器對試驗敏感度所造成的干擾 。在本發明的此較佳實施例中，膜厚（以濕試劑分散體積 與因開口 1 1外露的表面積之比値估計）使得4 . 5微升的 -17 - 200530585 .、， (14) 試劑分散於約2 2.5平方毫米的面積（開口 )中。由人類血液樣品測定葡萄糖時，膜厚 平均分子量約100,000道耳呑至約900,000 烯化氧的膜，會使感知器加工時製得對於改 感度減少者。 試劑12在開口 1 1中乾燥時，頂部1 3 1 並以前述方式黏合附著於表面8上上。頂部 > 據下列步驟在獨立程序中製得。 較佳情況中，頂部1 3製自5密耳厚的 聚酯薄片，實質上不透明的墨水以圖案27 面1 6上，使得視窗1 8爲透明或半透明。此 位置使得頂部附於表面8上，如附圖3h所 開口 1 1排成一列。 在第二個表面1 7上，黏合系統層疊， 附於表面8上。此黏合系統可便利地爲丙烯 > :許多市售品），但以3MInc產品編號945 8

此外，將頂部置於表面8上，將一片經 半透明塑膠片（以聚對酞酸乙二酯（PET ) 0.001至約0.004英吋厚的Melinex S塑膠片 表面1 7上的黏合系統上，並與視窗1 8尺寸 經塗覆的塑膠片是親水性塗層25。特別選定 得毛細測試區的內表面具有親水本質，以有 (如：血液）流入測試區中。塗層2 5可選 以展現親水性表面的塗層，但以 AdhesivesR 1 1的較佳面積 如上述且包括 道耳吞的聚乙 變分血器之敏 Ϊ於開口 1 1上 ;1 3本身由根 MELINEX 56 1 印在第一個表 視窗的大小或 示者，它會與 使得頂部長久 系黏合劑（如 者爲佳。 塗覆的透明或 爲佳，如：約 )置於第二個 外成一線。此 塗層2 5以使 助於水性樣品 自多種設計用 .easearch Inc. -18- • 、’ (15) ’ 200530585 雀 提供的AC ARE 8 5 8 6爲佳。塗層25也可用以避免頂部黏 合劑與g式劑1 2直接接觸。 最後，將頂部1 3置於表面8上。（請參考附圖3 h ) 此時，如附圖3 h中所示者，由頂部1 3沒有印刷墨水而定 義出的透明或半透明的視窗1 8必須與開口 1 1成一線。應 選擇透明或半透明視窗1 8的尺寸，使得可由視窗1 8看到 位於下方的毛細通道實質上一部分寬度（超過約7 5 % )。 > 視窗1 8的矩形尺寸應使工作電極5的整個寬度外露。因 此，將樣品（如：血液）引至毛細測試區中時，可以讓使 用者經由樣品施用區2 0敏銳地以肉眼看出視窗是否完全 被樣品所塡滿。以此處所述者選擇視窗尺寸，能夠讓試條 的使用者充份地塡滿樣品。利用視窗由肉眼證實，可以完 全確保有足夠的工作電極面積被樣品所覆蓋及平衡或參考 電極6也有足夠的部分被覆蓋。要達到毛細充塡電化學生 物感知器的準確試驗性’重要的是要以試樣覆蓋電極。肉 > 眼證實試條有足夠的施用量，使試條不會因爲施用量不足 而導致錯誤結果的保證。 元整S式條2 6與在g式樣加至樣品施用區2 〇之後能夠測 定一些試樣之電力性質的測定計連接。（請參考附圖2 ) 測定的電力性質可以是’如：電流、電動勢、電荷或電阻 測。測量電動勢變化以進行分析試驗的一個例子述於美國 專利案第5,4 1 3,69 0號，茲將其中所述者倂入本文中以資 參考。 測定電流以進行分析試驗的一個例子述於美國專利案 -19- 200530585 -、， (16) ; 第5,2 8 8,63 6和5 5 5 〇8，171號，茲將其中所述者倂入本文 中以資寥考。 個較佳的貫施例中，試條2 6和儀表（包括電源（ 電池））連接。這樣的儀表和生物感知系統之改善可參考 美國專利案編號 4,999,632、5,243,516、5,366,609、 5,352,351、5,405,511和5,438,271，茲將其中所述者倂入 本文中以資參考。 > 許多含電解質的流體可藉本發明的電化學試條分析。 舉例言之，可以測定人體體液（如：全血、血淸、尿液和 腦脊髓流體）中的電解質。同樣地，可以測定發酵產品中 和環境物質（原含有環境污染物者）中發現的電解質。 使用前述較佳的試條來測定人體血液中的葡萄糖濃度 時，軌5和6是實質上尺寸相同的鈀，葡萄糖劑是前述試 劑，血液樣品可加至樣品施用區2 0。樣品會因毛細作用而 被引至測試區中。一旦進入測試區，血液樣品會與試劑1 2 > 混合。經過一段所欲時間（如：3 0秒鐘）的培養之後，介 於軌5和6之間的儀表的電源會有電動勢差。較佳實施例 中，此電動勢差是300毫伏特。電動勢差爲300毫伏特之 後，在〇. 5秒之約3 0秒的任何時刻測定電流。測得的電 流大小與血液樣品中的匍甸糖濃度有關。 利用電流測定儀表的演算’分析來自流體樣品的電解 質期間測得的電流與樣品中的電解質濃度有關。此演算可 能是下列例子所列者： 〔電解質〕二c i7 ·5 + d其中，〔電解質〕代表樣品中 -20- 200530585 、'， (17) ' 的電解質濃度（請參考附圖6 ) ，ί 7 . 5是電極間施用電動 勢差後的7.5秒時測得的電流（毫安培），c是線3 0的斜 率（附圖6 )，而d是軸截線値（附圖6 )。 以已知電解質濃度測定而作出校正曲線3 0 (附圖6 ) 。此校正可儲存於儀錶的唯讀記憶體（ROM )中，可用於 特定幾批試條中。附圖6中的線3 1和3 2代表兩個不同批 試條的其他假想曲線。這些生物感知器批次之校正所得的 _ (：和（1値通常與述運算式的値略有不同。 由人類全血樣品分析葡萄糖的較佳方法中，在電極間 已產生電動勢差之後的2秒至9秒期間內，每隔0.5秒鐘 測定電流。 在此測定血液樣品中之葡萄糖的例子中，於不同時間 (施用電動勢差之後的3秒至9秒）測定電流，而非在單 一固定時間（如前述者）測定，結果運算比較複雜，可以 用下列式子表示： i 〔葡甸糖〕—+ C〕i2 + 〇3土3 + ...... C n i n ~l· d 其中，i !是於第一個測定時間（施用3 0 0毫伏特電動勢差 之後3秒鐘）測得的電流，i2是於第二個測定時間（施用 3 00毫伏特電動勢差之後3.5秒鐘）測得的電流，i3是於 第三個測定時間（施用3 00毫伏特電動勢差之後4秒鐘） 測得的電流，i n是於第η個測定時間（此例子中爲第]3 次測定時間或施用3 0 0毫伏特電動勢差之後9秒鐘）測得 -21 - Υ 200530585 、 (18) 的電流’ C ]、C 2、c 3和C n是係數，衍生自多變數 析技巧（如，Principle Compoents Anal ysisor Least Squares )，而d是回歸截線値（其單位爲葡 度）。 或者，可以將點出電流値而形成的曲線加以積 段時間內（如：施用3 0 0毫伏特電動勢差之後9秒 電流積分），藉此得知測量期間內的總電荷轉移， 定樣品中的葡萄糖濃度。轉移的總電荷與測量的樣 葡萄糖濃度有關。

此外，可以由實際測量時的不同環境溫度和校 環境溫度來校正所測得的葡萄糖濃度。例如，如果 測定時的校正曲線是在2 3 °C的環境下作成的，則葡 定應使用下面的式子作校正： 〔葡萄糖〕corrected=〔葡萄糖〕measuredx(l-K(T-23°C 其中，T是測定樣品時的環境溫度（單位是。c )， 下列回歸式得到的常數： Y= K ( Τ-23 ), 其中 〔葡萄糖〕（於2 3/測得者）一〔葡萄糖〕（於Tt測得 〔葡萄糖〕（於T°C測得者） 回歸分 Partial 萄糖濃 分（一 鐘）的 以此測 品中的 正時的 葡萄糖 萄糖測 ))， 【是由 -22- 200530585 、 · (19) 爲了要計算κ値，多種葡萄糖濃度於各種溫度τ及於 23°C測定（基礎情況）。之後，γ於厂23作線性回歸。κ 値是此回歸線的斜率。 本發明的其他特點可用於其他的電化學試條中，如： 美國專利案編號 5，1 23,4 2 0、5，141，8 6 8、554 3 759 9 9、 5，192,415、5,2645103和5,575,895，茲將其中所述者倂入 本文中以資參考。 【圖式簡單說明】 附圖1是本發明之較佳實施例的外觀圖。 附圖2顯示完全組合的較佳試條。 附圖3 a - 3 i說明製造本發明試條的較佳方法。 附圖4是圖2的試條貫穿線2 8 — 2 8之截面圖。 附圖5是圖2的試條貫穿線2 9 — 2 9之截面圖。 附圖6說明不同批試條的假想校正曲線。 【主要元件符號說明】 1第一個絕緣底質 2凹痕 3缺口 4輸出孔 5導電軌 6導電軌 - 23- 200530585 、， (20) 7第二個絕緣底質 8第一個表面 9第二個表面

10 第 — 個 開 □ 11 第 二 個 開 □ 12 試 劑 13 頂 部 14 凹 痕 15 缺 □ 16 第 一 個 表 面 17 第 二 個 表 面 18 視 窗 19 凹 痕 20 樣 品 施 用 區 2 1 絕 緣 底 材 22 第 一 個 表 面 23 第 二 個 表 面 24 線 25 親 水 性 塗 層 26 試 條 27 圖 案 28 線 29 線 3 0 校 正 曲 線 - 24 200530585 ♦ 、^ (21) 3 1線 d軸截線値

Claims (1)

1. 200530585 ' ⑴ ^ 十、申請專利範圍 1. 一種電化學生物感知試條，包含： 一毛細測試區， 一樣品施用區，及 —凹痕狀（2)，用於辨視該樣品施用區的位置。 2 ·如申請專利範圍第丨項之生物感知試條，其中該凹 痕狀另包括一缺口（ 3 )，用以減少施用遲疑。 φ 3 ·如申請專利範圍第i項之生物感知試條，另包含至 少兩個導電軌（5，6 )，且其暴露至該毛細測試區。 4 ·如申請專利範圍第3項之生物感知試條’其中該至 少兩個導電軌延伸過該毛細測試區。 5 ·如申請專利範圔第3項之生物感知試條，包括試劑 (1 2)，其覆蓋該導電軌的至少一部份。 6 .如申請專利範圍第1項之生物感知試條，包括撓性 絕緣底質（1)。 φ 7 ·如申請專利範圍第1項之生物感知試條，具有一透 明或半透明視窗（1 8 )，用以提供目測確認試條是否有足量 的劑量。 8 ·如申請專利範圍第1項之生物感知試條，具有一透 明或半透明視窗（1 8)，透過此視窗可看到位於下方的毛細 通道之實質部分寬度。 9 ·如申請專利範圍第7或8項之生物感知試條’其中 視窗（I 8)的矩形尺寸使工作電極（5)的整個寬度外露。 1 〇 .如申請專利範圍第7或8項之生物感知試條’其 -26- 200530585 衿 / ' (2) 中該視窗的表面積比開口（ 11 )的長和寬定出之該毛細測 試區的面積來得小。 1 1.如申請專利範圍第1 〇項之生物感知試條’其中該 視窗的長和寬比該毛細測試區的長和寬來得短。 1 2 .如申請專利範圍第7或8項之生物感知試條’其 中該視窗包括在頂部（13)之內。 1 3 .如申請專利範圍第 7或 8項之生物感知試條’其 p 中該視窗提供試條是否有足量的測試樣品量之目測回饋。 14.如申請專利範圍第1項之生物感知試條，其中該 凹痕狀順著試條的一邊而用於辨視樣品施用區（20)。 1 5 .如申請專利範圍第2項之生物感知試條，其中該 用以減少施用遲疑之缺口於試條的第一絕緣底質和頂部產 生。 1 6 .如申請專利範圍第1 5項之生物感知試條，其中該 用以減少施用遲疑之缺口的尺寸和位置使得它們在試條中 • 互相交疊。 1 7 ·如申請專利範圍第1 5項之生物感知試條，其中該 頂部和絕緣底質形成毛細塡充區的相對壁。 1 8 ·如申請專利範圍第1 4或1 5項之生物感知試條， 包括含親水性塗層之頂部。 -27-