TWI436060B - 生物檢測試片及其製造方法 - Google Patents

Description

生物檢測試片及其製造方法

本發明係有關於一種生物檢測試片及其製造方法，尤指一種製程簡單，並藉由印刷電路板製程以及光阻層之使用，使待檢測體液得以迅速充滿由光阻層所形成之反應區，而可與檢測用反應酵素均勻迅速反應之生物檢測試片及其製造方法。

習知生物檢測試片，其主要係於基片上設有一組檢測電極，並於電極區形成反應區，其中置有使用於特定檢測項目之反應酵素。藉由將待檢測體液滴於該反應區內，在和反應酵素混合後，將進行電化學反應；且所產生相對應之電化學反應訊號可經由與電極相連接之導線，傳輸至另一組電極，藉由將該另一組電極與用於判讀該檢測結果之儀器電性連接，則可得到待檢測體液之檢測結果。

以檢測目標為血液之血糖檢測試片為例，其結構通常由數片片體黏著而成。其中，於底層上黏著有可感應電化學反應之檢測電極，藉以進行檢測之功能。於底層上鋪設有多層片體；其中一層片體通常係為一具有穿孔之薄膜，該穿孔係相對應該電極，藉以形成反應區；其餘片體則係用以產生毛細管作用，藉以將待檢測血液吸入反應區內，使與反應區內酵素進行反應。

然而，上述結構具有兩個缺點。其一，將電極以及導線以黏貼或印刷方式置於底層之上，對於電極以及導線於底層上之位置將無法維持一致的精準度，且亦無法改變電極之位置以及形狀，或控制有效電極之長度；其二，於製造過程中，將用作為反應區之薄膜貼合於底層上時，製造者必須能將兩者精準對齊，因此製程十分費工，且貼合後會有溢膠之現象。若未能將兩者精準對齊，則將可能造成覆蓋住本應露出之檢測電極產生各片或各製造批次間的差異，或覆蓋住用於與外部檢測儀器相連接電極之狀況；如此將會使得該檢測試片失去功能或造成瑕疵品。

有鑑於此，為解決上述難題，本發明之發明人提出一種生物檢測試片，經由光組層以及印刷電路板製程之使用，而可克服上述缺點，藉以可維持電極與導線於底層上之設置更具彈性與精準度，並可簡化製程，降低瑕疵品之比率。

本發明之主要目的在提供一種製程簡單之生物檢測試片及其製造方法，其中藉由印刷電路板製程以及光阻層之使用，使待檢測體液得以迅速充滿由光阻層所形成之反應區，而可與檢測用反應酵素均勻迅速進行反應。

為達上述目的，本發明係提供一種適用於體液檢測之生物檢測試片，其包括有一檢測單元以及一輔助單元。該檢測單元係包括一基板、至少一組電極以及與該電極相連接之導線以及一光阻層；其中該至少一組電極及其導線則係以印刷電路板製程製作於基板上；該光阻層係覆蓋於製作有電極及其導線之基板上，並經由曝光顯影方式，使電極露出。該輔助單元係用於產生對檢測體液之毛細管作用，包括有分別具有至少一片體之一雙面黏膠層以及一親水層；其中黏膠層之每一片體係設有一長形內凹，並以其底面黏著於基板上；而親水層則係黏著於黏膠層之一片體之頂面上。

此外，本發明亦提供有製造上述生物檢測試片之方法，包括以下步驟：

A1、提供一基板；

A2、提供至少一組電極以及與其相連接之導線，並將該至少一組電極以及與其連接之導線以印刷電路板製程製作於基板上；

A3、將一光阻層覆蓋於上述製作有電極與導線之基板上；

A4、以曝光顯影方式，移除基板上電極以及其它無效區域所覆蓋之光阻層；

A5、將反應酵素加於上述基板電極上，並使其乾燥，以形成一檢測單元；

A6、提供分別具有至少一片體之一雙面黏膠層以及一親水層，其中該黏膠層之每一片體係設有一長形內凹；並將每一親水層片體貼合於一黏膠層片體之頂面，以形成一輔助單元；以及

A7、將上述輔助單元中黏膠層片體之底面準確貼合於於上述檢測單元之頂面。

為對於本發明之特點與作用能有更深入之瞭解，茲藉實施例配合圖式詳述於後。

本發明係揭露一種適用於檢測體液之生物檢測試片，其係包括有一檢測單元1以及一輔助單元2。該檢測單元1則具有一基板10、至少一組電極120以及與該電極相連接之導線122以及一光阻層14。

請參閱第1與2圖，其係顯示本發明之第一較佳實施例。於本實施例中，上述基板10係設有二裂口1020以及一孔1022，且包括有三組電極120以及與該電極相連接之導線122；其中，該基板10自其一端以及其上二裂口1020內分別延伸出一第一導引部104。上述電極120以及導線122係利用印刷電路板製程而製作於基板10上裂口1020以及孔1022之旁側。此外，上述三組電極120之導線122係延伸至該基板10之一端，並連接於該端上設置之另一組電極124；該組電極124係可與外部檢測儀器相連接，以進行對體液之檢測。

前述光阻層14係覆蓋於製作有電極120、124與導線122之基板10上，並經由曝光顯影方式，使電極露出。於實施時，該光阻層係由水溶性壓克力樹脂所組成，且可為乾性膜或濕性膜。於本實施例中，如第3圖所示，其中光阻層14僅未覆蓋基板10上製作有三組電極120以及其一端與外部檢測儀器相連接之另一組電極124之位置。其中基板10上未被光阻層14覆蓋住之三組電極120之位置係稱為反應區1060，其可將待檢測體液以及反應酵素限制於其間，以利反應之進行；而基板10上未被光阻層14覆蓋住、位於其一端上之另一組電極124之位置則稱為無效區1062，其中該組電極124並非用於感應待檢測體液以及反應酵素，而僅係與三組電極120之導線相連接，供將所獲得之電化學反應訊號傳輸至與其電性連接之外部檢測儀器。

以光阻層14作為反應酵素之界限層之優勢在於，由於光阻層本身厚度較為均勻，因此可產生較佳之毛細管作用，使待檢測之體液(例如血液)得以迅速充滿於反應區內，而讓體液與反應酵素可均勻迅速反應。

此外，於實施時，由於光阻可被精確地加以設置且具有多變之圖形，用於檢測之反應酵素係滴至上述露出之電極120上，並於滴上後其乾燥。而該反應酵素乾燥時則會有結晶之現象，然而其自然結晶現象不均勻。因此，經由上述光阻層14之使用，可藉由光阻層之形狀改變結晶，使結晶均勻，以利待檢測體液以及反應酵素之均勻反應。

請參閱第6圖，前述之輔助單元2則包括有一雙面黏膠層20以及一親水層22，係用於產生對檢測體液之毛細管作用，藉以將待檢測體液吸入上述反應區1060內。該黏膠層20以及該親水層22分別係包括至少一片體202、222，其數目係由所使用之電極數目而決定。於本實施例中，上述黏膠層20以及親水層22分別具有三個相互分離之片體202、222。其中，上述黏膠層片體202係設有一長形內凹204，並黏著於基板10上。而上述親水層片體222則係於一側設有一第二導引部224，並黏著於一黏膠層片體20上。前述第二導引部係相對應於前述第一導引部104而設置，且設有一內凹2242；於本實施例中，第二導引部224之內凹2242係呈V字型者。

此外，前述於基板10上所設之孔1022，亦可設於親水層上(未顯示於圖式內)，藉以達成相同之功能。

於使用時，前述基板上所設之二裂口1020以及一孔1022分別具有不同之功能。其中該孔1022係具有出氣之功能，而裂口1020則兼具出氣以及折斷局部基板之雙重功能。

如第7圖所示，當將前述輔助單元2黏貼至檢測單元1後，輔助單元2中親水層片體222之導引部224係可利用設置於其上之內凹2242，藉以指示使用者將所欲檢測體液滴入該內凹2242；隨後，經由前述裂口1020所產生之吸力，可將所滴入之體液經黏膠層片體202之長形內凹204吸入至反應區1060內，而與反應酵素進行反應。

請參閱第8圖，其係顯示本發明之第二較佳實施例。第二較佳實施例中之生物檢測試片亦具有一檢測單元1’以及一輔助單元2’。

上述檢測單元1’包括一基片10’、一組電極120以及與該電極相連接之導線122以及一光阻層14。其中該基板10’係設有一孔1022，該孔1022僅具出氣之功能。前述電極120以及導線122則係利用印刷電路板製程而製作於該孔1022旁側。另，該基板10’係自其一端延伸出一第一導引部104’，並於該第一導引部104’上設有一內凹1042’；於本實施例中該內凹1042’係呈V字型。

此外，上述電極120之導線122則係延伸至該基板10’之另一端，並連接於該端上設置之另一組電極124；該組電極124係可與外部檢測儀器相連接，以進行對體液之檢測。而前述光阻層14則係覆蓋於該基板10’上，並同樣經過曝光顯影方式，將電極120(反應區1060)以及無效區1062露出。

該輔助單元2’則包括一雙面黏膠層20以及一親水層22’，該黏膠層20與親水層22’分別具有一片體202、222’。其中，該黏膠層片體202係設有一長形內凹204，並係黏著於基板10’上；而該親水層片體222’則係黏著於該黏膠層片體202上。

當將前述輔助單元2’黏貼至檢測單元1’後，基板10’上之孔1022、黏膠層片體202之長形內凹204以及覆蓋於其上之親水層片體222’將可協力產生毛細管現象；所產生之吸力則可將滴入第一導引部104’凹口1042’內之體液吸入反應區1062內，而與反應酵素進行反應。

請參閱第9圖，其係顯示本發明之生物檢測試片製造方法。如圖所示，該方法包括以下步驟：

A1、提供一基板；

A2、提供至少一組電極以及與其相連接之導線，並將該至少一組電極以及與其連接之導線以印刷電路板製程製作於基板上：

A3、將一光阻層覆蓋於上述製作有電極與導線之基板上；

A4、以曝光顯影方式，移除基板上電極以及其它無效區域所覆蓋之光阻層；

A5、將反應酵素加於上述基板電極上，並使其乾燥，以形成一檢測單元；

A6、提供分別具有至少一片體之一雙面黏膠層以及一親水層，其中該黏膠層之每一片體係設有一長形內凹；並將每一親水層片體貼合於一黏膠層片體之頂面，以形成一輔助單元；以及

A7、將上述輔助單元中黏膠層片體之底面準確貼合於於上述檢測單元之頂面。

於步驟A1中，如第1或8圖所示，所提供之基板10係可設有一孔1022或二裂口1022以及一孔1020。以第1圖為例，該基板10於其一端或至少一裂口內延伸有一第一導引部104。

於步驟A2中，如第2圖所示，製作於基板10上之電極120以及導線122係利用印刷電路板製程，且每一組電極120則係設置於前述基板10上裂口1020以及孔1022旁，且與該電極120相連接之導線則係延伸至該基板10之一端，經由製作於該端上之另一組電極124，而與外部檢測儀器相連接，以進行對體液之檢測。

於實施時，於步驟A2後可更包括一步驟A20：將鎳以及金先後依序電鍍於導線表面。

於步驟A3以及A4中，其係先將光阻層14完全覆蓋住製作有電極120、124以及導線122之基板10上；隨後，對於基板10上特定區域進行曝光顯影之處理，使基板10上三個電極120之位置(反應區1060)以及導線延伸末端以及另一組電極124之位置(無效區1062)暴露，即無光阻層14之覆蓋。

於實施時，上述光阻層14係由水溶性壓克力樹脂所組成，且可為乾性物質或濕性物質。

於步驟A5中，如第4圖所示，於上述反應區1060滴上檢測用反應酵素16，並使其乾燥。待其乾燥後，如第5圖所示，則可形成前述之檢測單元1。

於步驟A6中，以第6圖為例，該黏膠層20以及該親水層22分別具有三個各自分離之片體202、222，且該黏膠層片體202係設有一長形內凹204，而該親水層片體222則於一側設有一第二導引部224，並於該第二導引部224設有一內凹2242(V字型內凹)。該第二導引部224係相對應於基板10之第一導引部104而設置。此外，前述於基板上所設之孔1022，亦可設於親水層上(未顯示於圖式內)，而可達成相同之功能。

如第7圖所示，當將前述輔助單元2黏貼至檢測單元1後，藉由基板上所設之裂口1020以及孔1022、具有長形內凹204之黏膠層片體202以及設有第二導引部224之親水層片體222，則可產生毛細管作用，藉以將待檢測體液吸入反應區內。

綜上所述，依上文所揭示之內容，本發明確可達到發明之預期目的，提供一種製程簡單之生物檢測試片及其製造方法；經由印刷電路板製程與光阻層之使用，待檢測體液得以迅速充滿由光阻層所形成之反應區，而可與檢測用反應酵素均勻迅速進行反應。藉由精確地控制電極面積及位置，於電極通電後，其離子之通道流動速度，可使量測儀器之量測準確度加以提升。其極具產業利用之價值，爰依法提出專利申請。

又上述說明與圖式僅是用以說明本發明之實施例，凡熟於此業技藝之人士，仍可做等效的局部變化與修飾，其並未脫離本發明之技術與精神。

1、1’．．．檢測單元

10、10’．．．基板

1020．．．裂口

1022．．．孔

104、104’．．．第一導引部

1042’．．．內凹

1060．．．反應區

1062．．．無效區

120、124．．．電極

122．．．導線

14．．．光阻層

16．．．酵素

2、2’．．．輔助單元

20．．．雙面黏膠層

202．．．黏膠層片體

204．．．長形內凹

22、22’．．．親水層

222、222’．．．親水層片體

224．．．第二導引部

2242．．．內凹

步驟A1：提供一基板

步驟A2：提供至少一組電極以及與其相連接之導線，並將該至少一組電極以及與其連接之導線以印刷電路板製程製作於基板上

步驟A3：將一光阻層覆蓋於上述製作有電極與導線之基板上

步驟A4：以曝光顯影方式，移除基板上電極以及其它無效區域所覆蓋之光阻層

步驟A5：將反應酵素加於上述基板電極上，並使其乾燥，以形成一檢測單元

步驟A6：提供分別具有至少一片體之一雙面黏膠層以及一親水層，其中該黏膠層之每一片體係設有一長形內凹；並將每一親水層片體貼合於一黏膠層片體之頂面，以形成一輔助單元

步驟A7：將上述輔助單元中黏膠層片體之底面準確貼合於於上述檢測單元之頂面

第1圖係顯示本發明之生物檢測試片之第一實施例中所使用基板之立體外觀圖。

第2圖係顯示將電極以及導線製作於第1圖中基板之示意圖。

第3圖係顯示將光阻層鋪設於第2圖中製作有電極與導線之基板上之示意圖。

第4圖係顯示將反應酵素滴於第3圖中鋪設於有光阻層之基板上之示意圖。

第5圖係顯示本發明之生物檢測試片之第一實施例中檢測單元之示意圖。

第6圖係顯示本發明之生物檢測試片之第一實施例中輔助單元之立體分解圖。

第7圖係顯示將第5圖中檢測單元與第6圖中輔助單元相結合之之示意圖。

第8圖係顯示本發明之生物檢測試片之第二實施例之分解示意圖。

第9圖係顯示本發明之生物檢測試片製造方法之流程圖。

1．．．檢測單元

10．．．基板

104．．．第一導引部

120、124．．．電極

122．．．導線

14．．．光阻層

2．．．輔助單元

224．．．第二導引部

2242．．．內凹

Claims (12)

1. 一種生物檢測試片，適用於體液之檢測，包括：一檢測單元，包括有：一基板，其係設有至少一孔，且於一側係延伸有一第一導引部；至少一組電極以及與該電極相連接之導線，係以印刷電路板製程製作於基板上；以及一光阻層，其係為一由水溶性壓克力樹脂所組成之乾性膜，且覆蓋於製作有電極以及與其相連接之導線之基板上，並經由曝光顯影方式，使電極露出，供將一反應酵素滴於所露出之電極上；以及一輔助單元，用於產生對檢測體液之毛細管作用，包括有：一雙面黏膠層，係包括至少一片體，其中每一片體係設有一長形內凹，並以其底面黏著於基板上；以及一親水層，係包括至少一片體，其中每一片體係黏著於一黏膠層片體之頂面上，並於一端設有與前述第一導引部相對應之一第二導引部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之生物檢測試片，其中於該基板上設有至少一裂口，並於每一裂口內延伸有一第一導引部。
3. 如申請專利範圍第1項所述之生物檢測試片，其中於該親水層上係設有至少一孔。
4. 如申請專利範圍第1項所述之生物檢測試片，其中該第二導引 部設有一內凹。
5. 如申請專利範圍第1項所述之生物檢測試片，其中該第一導引部係設有一內凹。
6. 如申請專利範圍第1項所述之生物檢測試片，其中於該導線表面上，係先後分別電鍍有鎳和金。
7. 一種生物檢測試片製造方法，包括以下步驟：A1、提供一基板，其係設有至少一孔，且於一側係延伸有一第一導引部；A2、提供至少一組電極以及與其相連接之導線，並將該至少一組電極以及與其連接之導線以印刷電路板製程製作於基板上；A3、將一光阻層覆蓋於上述製作有電極與導線之基板上，其中該光阻層為一由水溶性壓克力樹脂所組成之乾性膜；A4、以曝光顯影方式，移除基板上電極以及其它無效區域所覆蓋之光阻層；A5、將反應酵素加於上述基板電極上，並使其乾燥，以形成一檢測單元；A6、提供分別具有至少一片體之一雙面黏膠層以及一親水層，其中該黏膠層之每一片體係設有一長形內凹，該親水層之每一片體於一端設有與前述第一導引部相對應之一第二導引部；並將每一親水層片體貼合於一黏膠層片體之頂面，以形成一輔助單元；以及 A7、將上述輔助單元中黏膠層片體之底面準確貼合於於上述檢測單元之頂面。
8. 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中於步驟A1中，該基板上設有至少一裂口，並於每一裂口內延伸有一第一導引部。
9. 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中於步驟A6中，該第二導引部設有一內凹。
10. 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中步驟A1中基板上之第一導引部係設有一內凹。
11. 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中於步驟A6中之親水層上係設有至少一孔。
12. 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，於步驟A2後更包括一步驟A20：將鎳以及金先後依序電鍍於導線表面。