TWI440848B - 生化感測試片及其製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種生化感測試片及其製造方法，關於一種具有多功能的生化感測試片及其製造方法。
以往僅有醫院才能提供身體狀況檢驗，隨著醫學科技的進步與現代人的健康觀念日益提升，現今已能夠在家裡使用各種生化感測裝置(例如血糖機)自行檢驗，市售的生化感測裝置具有操作簡便、體積小、以及檢測速度快等的優點。
圖1顯示習知生化感測試片的外觀示意圖。圖2顯示圖1之生化感測試片的分解圖。如圖1及圖2所示，生化感測試片100為一血糖測試片，其包含有電極基板110、流道板120以及頂板130。電極基板110係利用印刷技術於一基板上印刷多個電極及電路所形成。流道板120界定出一缺口122，其係由貫穿流道板120之上下表面來形成。為了使血液能夠更順利地流動，可於頂板130之對應流道板120的缺口122的位置處設置一開口135。
製造生化感測試片100時，需要將電極基板110、流道板120以及頂板130貼合在一起。使流道板120位於電極基板110及頂板130之間，且電極基板110、流道板120以及頂板130共同定義出一流道150。流道150的位置對應流道板120的缺口122的位置，且具有一入口125及一開口135。於操作時，使用者將檢體滴於入口125處，血液從入口125進入流道150，因毛細現象血液會於流道150中流動，流道150中的氣體則從開口135排出。
然而，依據習知技術之生化感測試片100尚存在有更一步改善的空間。
本發明一實施例之目的在於提供一種生化感測試片及其製造方法。一實施例之目的在於提供一種具有多功能的生化感測試片及其製造方法。
依據本發明一實施例，提供一種生化感測試片包含一基板、一電極結構及一頂板。基板界定有至少一凹槽，凹槽自基板的一上表面向下延伸。電極結構自凹槽內部延伸至基板的上表面。頂板設於基板上，並且頂板與基板界定出對應該至少一凹槽的至少一流道，且電極結構位於基板與頂板間。
依據本發明一實施例，提供一種生化感測試片的製造方法其包含以下步驟。形成一基板，且基板界定有至少一凹槽，該至少一凹槽自基板的一上表面向下延伸。對基板之一即將形成電極的區域進行雷射處理，其中該即將形成電極的區域係自該至少一凹槽內部延伸至基板的上表面。將一電極結構形成於基板之該即將形成電極的區域，且電極結構係自該至少一凹槽內部延伸至基板的上表面。於基板上覆蓋一頂板，藉以使基板及頂板界定出對應該至少一凹槽的至少一流道。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例並配合所附圖式，作詳細說明如下。
圖3顯示依本發明一實施例生化感測試片之製造方法的流程圖。圖4A~4D顯示依本發明一實施例生化感測試片之製造方法各步驟的示意圖。如圖3及圖4A~4D所示，依本發明一實施例生化感測試片之製造方法包含以下步驟。
如圖4A所示，步驟S02：形成一基板210，且基板210界定有至少一凹槽211。於一實施例中，可以利用射出成型(Injection molding)技術，將熱塑性的塑料射出成型成界定有至少一凹槽211的基板210，較佳的情況是基板210為一體成型。凹槽211自基板210的上表面214向下延伸且沒有貫穿至基板210的下表面，亦即凹槽211的底面係由基板210的下半部所界定。
如圖4B所示，步驟S04：對基板210之一即將形成電極的區域212，進行雷射處理，其中即將形成電極的區域212係自凹槽211內部延伸至基板210的上表面。於一實施例中，利用雷射粗糙化前述即將形成電極的區域212的表面，更具體而言係於區域212的表面形成多孔結構(porous)。於一實施例中，依據雷射活化技術，添加特殊化學劑並以雷射活化前述即將形成電極的區域212，使區域212的表面產生物理化學反應而形成金屬核，較佳的情況是，除了對區域212進行雷射活化處理外，更同時粗糙化區域212的表面。
如圖4C所示，步驟S06：將一電極結構220形成於基板210之一即將形成電極的區域212，其中電極結構220係自凹槽211內部延伸至基板210的上表面。於一實施例中，利用塗布技術，將電極結構220塗布於前述即將形成電極的區域212，由於區域212的表面已被粗造化，因此電極結構220能夠被固定於基板210的區域212上，更具體而言使電極結構220錨固(adherent anchoring)於基板210的區域212上。於一實施例中，係利用電鍍技術(Metallization)，透過區域212的表面上的該些金屬核，在即將形成電極的區域212上電鍍一金屬層而形成電極結構220，相對於此基板210之區域212以外的其他區域，沒有金屬核不易被電鍍上金屬層，藉此僅將電極結構220形成於基板210之一即將形成電極的區域212。此外，由於前述即將形成電極的區域212已被粗造化且形成有多孔結構，因此電極結構220能夠被固定(或被錨固)於基板210的區域212上。此外，於本發明不限定金屬層的種類，其可以為例如金、鎳、銀或銅等。依本發明一實施例，利用雷射活化技術配合電鍍技術，能夠於具有凹槽的表面上形成電極結構220；此外還能夠製造出線寬介於5~8微米的電極結構220，相較於習知印刷技術，能夠更進一步縮小化生化感測試片的尺寸。
如圖4C及圖4D所示，步驟S08：於電極結構220的位於凹槽211的一端塗上測試用化學試劑，並覆蓋一頂板230，藉以使基板210及頂板230定義出至少一流道，前述至少一流道的位置對應前述至少一凹槽211的位置。此步驟係於本領域具有通常知識者所能完成，且可以採用目前已知或未來發展之技術，因此省略其相關說明。
圖5顯示圖4C之形成有電極結構之基板的部分放大圖。如圖4C及圖5所示，生化感測試片200包含一基板210、一電極結構220及一頂板230。基板210係由熱塑性的塑料射出成型且成一體成型，其界定有至少一凹槽211。於本實施例中，至少一凹槽211包含有一第一凹槽21a及一第二凹槽21b。凹槽21a及21b皆係從自基板210的上表面214向下延伸且沒有貫穿至基板210的下表面，亦即凹槽211的底面係由基板210的下半部所界定。於本實施例中，頂板230被貼於基板210上，且基板210及頂板230界定出一第一流道25a及一第二流道25b。
如圖5所示，電極結構220位於基板210與頂板230之間且包含一第一工作電極22a、一第二工作電極23a、一第一測量電極241及一第二測量電極242。於本實施例中，電極結構220更包含一第三工作電極22b、一第四工作電極23b以及一第三測量電極243。第一、二及三測量電極241、242及243設於基板210的上表面214上。第一及二工作電極22a及23a分別設於第一流道25a內，更詳言之分別從第一凹槽21a的底面延伸至基板210的上表面214，且第一工作電極22a連接至第一測量電極241，而第二工作電極23a連接至第二測量電極242。第三及四工作電極22b及23b分別設於第二流道25b內，更詳言之分別從第二凹槽21b的底面延伸至基板210的上表面214，且第三工作電極22b連接至第三測量電極243，而第四工作電極23b連接至第二測量電極242。當頂板230覆蓋於基板210時，露出第一、二及三測量電極241、242及243至少一部分，用以電連於一生化感測試裝置。頂板230上更定義有一第一開口35a及一第二開口35b。第一開口35a及第二開口35b的位置分別對應第一流道25a及第二流道25b的位置。於一實施例中，電極結構220還包含有一第一化學試劑及一第二化學試劑。第一化學試劑塗佈於第一工作電極22a及該第二工作電極23a。第二化學試劑塗佈於第三工作電極22b及第四工作電極23b，且當第一化學試劑相異於第二化學試劑時，即可形成具有多功能的生化感測片200。於操作時，生化感測試裝置透過該些量測電極241~243使第一及二工作電極22a與23a間形成一電壓差；以及使第三及四工作電極22b與23b間形成一電壓差，生化感測試裝置再利用該些電壓差，量測例如血液等之檢體的一測量值。
依據本發明一實施例，由於是利用雷射活化技術配合電鍍技術形成電極結構220，因此電極結構220能夠形成於不平整的表面上。藉由上述技術特徵，而能夠將電極結構220形成於具有凹槽211之基板210上。此外於一實施例中，藉由上述技術特徵，亦可以依據不同的目的，對凹槽211的底面進行表面處理而形成不平整的底面，例如為確保檢測時能夠有足夠的血液量而形成波浪狀、或者形成有多個狹縫等之不平整的底面。相對於此，依據習知印刷技術，於不平整的表面形成電極結構220時，其製造良率很低，甚者無法形成電極結構220。
此外，依據上述實施例所製得之電極結構220，能夠輕易地增加工作電極的反應面積，而能夠提升檢測時的反應靈敏度(Sensitivity)。
此外，依據上述實施例所製得之電極結構220的最小製程線寬的尺寸，能夠小於依據習知印刷技術所製得之電極結構的最小製程線寬的尺寸。而能夠縮小生化感測片200的尺寸，並且便於形成多個流道250藉以再開發成具有多功能的生化感測片200。多功能檢測是指能夠將不同檢測項目開發於同一試片上進行檢測，具有多功能的生化感測片200即能夠達成上述目的，該些檢測項目可以應用電化學原理方式進行檢測，例如包括心血管疾病血脂檢測、總膽固醇(T-Cholesterol)檢測、高密度脂蛋白膽固醇檢測(high density lipoprotein cholesterol，HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)、三酸甘油脂(Triglyceride，TG)、相關於心肌哽塞之LDH、CK-MB、CPK、GOT等檢測、相關於痛風指標的Uric acid檢測、以及相關於肝功能的GOT,GPT檢測等。而且，多功能檢測的好處之一在於能夠排除非特異性干擾(Non-Specific interaction)。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。
100．．．生化感測試片
110．．．電極基板
120．．．流道板
122．．．缺口
125．．．入口
130．．．頂板
135．．．開口
150．．．流道
200．．．生化感測試片
210．．．基板
211．．．凹槽
212．．．即將形成電極的區域
214．．．上表面
21a．．．第一凹槽
21b．．．第二凹槽
220．．．電極結構
22a．．．第一工作電極
22b．．．第三工作電極
230．．．頂板
23a．．．第二工作電極
23b．．．第四工作電極
241．．．第一測量電極
242．．．第二測量電極
243．．．第三測量電極
250．．．流道
25a．．．第一流道
25b．．．第二流道
35a．．．第一開口
35b．．．第二開口
圖1顯示習知生化感測試片的外觀示意圖。
圖2顯示圖1之生化感測試片的分解圖。
圖3顯示依本發明一實施例生化感測試片之製造方法的流程圖。
圖4A~圖4D顯示依本發明一實施例生化感測試片之製造方法各步驟的示意圖。
圖5顯示圖4C之形成有電極結構之基板的部分放大圖。
200‧‧‧生化感測試片
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250‧‧‧流道
25a‧‧‧第一流道
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35a‧‧‧第一開口
35b‧‧‧第二開口
Claims (13)
- 一種生化感測試片，包含：一基板，界定有至少一凹槽，該凹槽自該基板的一上表面向下延伸，且該凹槽之一即將形成電極的區域的表面形成有多個金屬核；一電極結構，自該凹槽內部的底面延伸至該基板的該上表面，且該電極結構是透過該些金屬核所形成且形成於不平整的表面上；一頂板，設於該基板上，並且該頂板與該基板界定出對應該至少一凹槽的至少一流道，其中該電極結構位於該基板與該頂板間。
- 如申請專利範圍第1項所述之生化感測試片，其中該基板由熱塑性的塑料所構成且為一體成型。
- 如申請專利範圍第1項所述之生化感測試片，其中該至少一凹槽包含一第一凹槽，該電極結構包含一第一工作電極、一第二工作電極、一第一測量電極及一第二測量電極，其中該第一測量電極及該第二測量電極分別設於該基板的該上表面，該第一工作電極及該第二工作電極分別自該第一凹槽的內部延伸至該基板的該上表面，且該第一工作電極連接於該第一測量電極，該第二工作電極連接於該第二 測量電極。
- 如申請專利範圍第3項所述之生化感測試片，其中該至少一凹槽更包含一第二凹槽，該電極結構包含一第三工作電極、一第四工作電極及一第三測量電極，其中該第三測量電極設於該基板的該上表面，該第三工作電極及該第四工作電極分別自該第二凹槽的內部延伸至該基板的該上表面，且該第三工作電極連接於該第三測量電極，該第四工作電極連接於該第二測量電極。
- 如申請專利範圍第4項所述之生化感測試片，更包含：一第一化學試劑，塗佈於該第一工作電極及該第二工作電極；及一第二化學試劑，塗佈於該第三工作電極及該第四工作電極，且該第一化學試劑相異於該第二化學試劑。
- 如申請專利範圍第4項所述之生化感測試片，其中該第一測量電極、該第二測量電極及該第三測量電極的至少一部分露出於該頂板，用以與一生化感測裝置電連接。
- 一種生化感測試片的製造方法，包含：形成一基板，且該基板界定有至少一凹槽，該至少一凹槽自該基板的一上表面向下延伸；對該基板之一即將形成電極的區域，以雷射活化技術進行 處理，以使該即將形成電極的區域的表面形成有多個金屬核，其中該即將形成電極的區域係自該至少一凹槽內部的底面延伸至該基板的該上表面；透過該些金屬核將一電極結構形成於該基板之該即將形成電極的區域，其中該電極結構係自該至少一凹槽內部延伸至該基板的該上表面，藉以使該電極結構形成於不平整的表面上；以及於該基板上覆蓋一頂板，藉以使該基板及該頂板界定出對應該至少一凹槽的至少一流道。
- 如申請專利範圍第7項所述之生化感測試片的製造方法，其中該形成一基板的步驟，包含利用射出成型技術，將熱塑性的塑料射出成型成該基板。
- 如申請專利範圍第7項所述之生化感測試片的製造方法，其中該對該基板之一即將形成電極的區域以雷射活化技術進行處理的步驟，更包含於即將形成電極的區域的表面形成多孔結構，且該透過該些金屬核將一電極結構形成於該基板之該即將形成電極的區域的步驟，包含利用電鍍技術透過該些金屬核，在該即將形成電極的區域上形成該電極結構。
- 如申請專利範圍第9項所述之生化感測試片的製造方法，其中該至少一凹槽包含一第一凹槽，該電極結構包含一第一工作電極、一第二工作電極、一第一測量電極及一第二測量電極，其中該第一測量電極及該第二測量電極分別設於該基板的該上表面，該第一工作電極及該第二工作電極分別自該第一凹槽的內部延伸至該基板的該上表面，且該第一工作電極連接於該第一測量電極，該第二工作電極連接於該第二測量電極。
- 如申請專利範圍第10項所述之生化感測試片的製造方法，其中該於該基板上覆蓋一頂板步驟，包含將一第一化學試劑塗佈於該第一工作電極及該第二工作電極後，再將該頂板覆蓋於該基板上。
- 如申請專利範圍第11項所述之生化感測試片的製造方法，其中該至少一凹槽更包含一第二凹槽，該電極結構包含一第三工作電極、一第四工作電極及一第三測量電極，其中該第三測量電極設於該基板的該上表面，該第三工作電極及該第四工作電極分別自該第二凹槽的內部延伸至該基板的該上表面，且該第三工 作電極連接於該第三測量電極，該第四工作電極連接於該第二測量電極。
- 如申請專利範圍第12項所述之生化感測試片的製造方法，其中該於該基板上覆蓋一頂板步驟，更包含將一第二化學試劑塗佈於該第三工作電極及該第四工作電極後，再將該頂板覆蓋於該基板上，其中該第一化學試劑相異於該第二化學試劑。
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