TWI462729B - 診斷性條帶編碼系統及相關使用方法 - Google Patents
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Description
本案要請求2006年11月9日申請之No.11/594,753美國專利申請案的優先權,其係為2005年7月15日申請之No.11/181,778美國專利申請案的部份後續申請案。該各案的內案皆併此附送。
本發明係有關電化學感測器,尤係有關藉由使用診斷性測試片來電化學感測一流體內之一特定成分的系統和方法。
許多產業會具有商業上的需求來監測一流體中之某些特定成分的濃度。煉油工業、釀酒業,及酪乳產業皆為須要持續進行流體測試的產業之例。在保健領域中,例如糖尿病患者乃有須要監測其體液內之一特定成分。有許多市售可得的系統能供人們測試其體液,譬如血液、尿液、唾液,以方便地監測一特定流體成分,比如膽固醇、蛋白質和葡萄糖等的水準。罹患糖尿病的病人們係因胰臟的不正常致會產生不足的胰島素而阻礙糖的妥當消化,故須要每天小心地監測其血糖的水準。許多能供人們方便地監測其血糖水準的系統係可由市面購得。該等系統典型包含一測試片可供使用者塗上一血液樣本,及一量計能“讀取”該測試片來判定該血液樣本中的葡萄糖水準。
在可用以測量血糖水準的各種不同技術中,電化學技術係尤受歡迎,因只需要一非常小的血液樣本即可進行測試。在以電流計電化學為基礎的系統中,該測試片典型包含一樣本室,其含有測試劑,譬如葡萄糖氧化酶,及一媒介物,和各電極等。當使用者施加一血液樣本於該樣本室時,該等測試劑會與葡萄糖反應,且該量計會施加一電壓於該等電極來產生一氧化還原反應。該量計會測量所致生的電流,並依據該電流來算出葡萄糖水準。其它依據電量計或電壓計的系統亦已習知。
因該試片含有一生物性試劑,故每一製成的試片不能重製成具有完全相同的敏感性。因此,試片會被以不同的批次來製造,而有關該批次的資料通常會被該量計的微處理器用以作為一訊號來協助精確地執行該量計的運算。該資料會被用來以實際的葡萄糖濃度協助精確地校正所測出的電流。例如,該資料可代表一數碼,其會在運算時“訊示”該量計的微處理器來進取並利用一組被儲存在一附設記憶裝置中的特定校正值。
在以往的系統中,有關一特定批次之試片的代碼係由使用者以人工輸入該量計中,或透過某些類型之隨同單一製造批次之試片被封裝的記憶裝置(比如ROM晶片)來連接。此由使用者以人工輸入或連接的步驟,將會增加不正確地輸入錯誤差代碼資料的風險。這些錯誤差會導致不正確的測量結果及該病人之病歷的不正確記錄。以往的系統亦曾含有可讀取的條碼資訊附設於個別的試片上。個別地壓印一特殊的條碼於各試片上會使該試片生產添增甚多的製造成本,並須要額外的費用來在該量計中附設一條碼讀取器以獲取該資訊。
應要強調的是,在一體液譬如血液中之濃度水準的精確測量,對許多使用者的長期健康十分重要。因此,用來測量流體中之濃度水準的量計和試片乃需有高度的可靠性。故,最好能有一種低成本之用於診斷性測試片的自動校準系統,其能更可靠且更精確地提供一用於個別測試片的示訊代碼。
本發明的實施例包括一種測試片,一種判定一流體內之一成分水準的方法,一種製造一測試片的方法,及一種製造多數測試片的方法,而能免除習知裝置和方法之一或更多的限制及缺點者。
在一實施例中,本發明係有關一種診斷性試片。該試片包含一電絕緣的基層,一導電圖案形成於該基層上而提供至少一電極設在該基層上位於該試片之一近端區,試片電接點等設在該基層上位於該試片之一遠端區,導電軌跡等會將該等電極電連接於至少某些該等試片電接點,及一分別的遠端導電區被設在該等試片電接點的遠端。一試劑層會接觸至少一電極的至少一部份,及一電絕緣層包含一孔隙圖案,該電絕緣層係設在該遠端導電區的至少一部份上方,而使該等孔隙曝露出底下遠端導電區之一圖案以至少部份地形成一分別圖案,其可被讀取來辨認專屬該試片的資料。
在另一實施例中本發明係有關一種製造一試片的方法。該方法包含提供一樣本室,提供一電絕緣基層,及提供一導電圖案形成於該基層上,而包含多數的電極,多數的試片電接點,導電軌跡等會將該等電極電連接於至少某些試片電接點,及一分別的遠端導電區被設在該等試片電接點的遠端,提供一電絕緣材料其包含一孔隙圖案,並將該電絕緣材料敷設在該遠端導電區的至少一部份上。該電絕緣材料係被覆設成可使該等孔隙曝露出底下遠端導電區之一圖案以至少部份地形成一分別圖案,其可被讀取來辨認專屬於該試片的資料。
在另一實施例中本發明係有關一種製造多數試片的方法。該方法包括在一片材上形成多數的試片結構。該各試片結構皆包含一樣本室,一電絕緣基層,及一導電圖案形成於該片材上。該導電圖案包含多數的電極,多數的試片電接點,導電軌跡等會將該等電極電連接於至少某些該等試片電接點,及一分別的遠端導電區被設在該等試片電接點的遠端。該方法更包含提供一電絕緣材料其包含一孔隙圖案,並將該電絕緣材料敷設在各試片之遠端導電區的至少一部份上方,而使該等孔隙曝露出各試片上的底下遠端導電區之一圖案,及將該等試片結構分離成該多數的試片。
本發明的另一實施例包含一種判定一流體內之一成分水準的方法。該方法包含提供至少一電絕緣基層,一導電圖案形成於該至少一基層上,而包含至少一電極設在該試片之一近端區,試片電接點等設在該試片之一遠端區,導電軌跡等會將該等電極電連接於至少某些該等試片電接點,及一分別的遠端導電區被設在該等試片電接點的遠端。一試劑層會接觸至少一電極的至少一部份。此外,一電絕緣材料包含一孔隙圖案,該電絕緣材料係被設在該遠端導電區的至少一部份上方,而使該等孔隙曝露出底下遠端導電區之一圖案。該方法更包括將該試片的遠端區連接於一成分水準量計,以使該等試片電接點及該遠端導電區的曝露部份抵接對應的量計連接器觸點,施加一流體樣本於該試劑層,利用該等電極進行測量,依據至少部份由該遠端導電區之曝露圖案所形成的圖案來辨識特定的資料,及依據所測得的電流值與該資料來算出該流體成分濃度。
本發明之另一實施例包含一種判定一流體內之一成分水準的方法。該方法包括提供至少一電絕緣基層,一導電圖案形成於該至少一基層上,而包含至少一電極設在該試片之一近端區,試片電接點等設在該試片之一遠端區,及導電軌跡等會將該等電極電連接於至少某些試片電接點。一試劑層會接觸至少一電極的至少一部份。該方法更包括將該試片的遠端區連接於一具有一光源與一光檢測器的成分水準量計,而使該等試片電接點抵接對應的量計連接器觸點,施加一流體樣本於該試劑層,利用該等電極進行一測量,藉著在該試片的一面發射光來穿過該孔隙圖案,並以在該試片相反面上的光檢測器來檢測通過該孔隙圖案的光,而依據該孔隙圖案來辨識特定的資料。及依據所測得的電流值與該資料來計算該流體成分濃度。
在另一實施例中,本發明係有關一種試片,包含一電絕緣基層,一導電圖案形成於該基層上,並有至少一電極設在該基層上位於該試片之一近端區,試片電接點等設在該基層上位於該試片之一遠端區,導電軌路等會將該等電極電連接於至少某些試片電接點,及一分別的遠端導電區被設成與該等試片電接點分開。一試劑層會接觸至少一電極的至少一部份,且其中該遠端導電區會呈現一分別導電圖案可被讀取來辨認專屬於該試片的資料。
本發明之其它的目的和優點等將有部份被陳明於以下描述中,且有部份可由該描述顯而易知,或可由本發明的實施來得知。本發明的目的和優點等將可由申請專利範圍中詳細指出的元件和組合來實現和獲得。
應請瞭解以上的概括說明和以下的詳細描述皆僅為舉例說明,而非為所請求專利之發明的限制。
第1圖為本發明一實施例之試片的概略截面圖。
第2圖為本發明一實施例之試片插入一量計試片連接器中的頂視立體圖。
第3圖為本發明一實施例之試片插入一量計試片連接器中的概略截面圖。
第4A圖係為本發明一實施例的試片之一遠端部份的頂視圖,示出該試片連接端之各裂隙劃分的特定區。
第4B圖係為本發明一實施例的試片之一遠端部份的頂視圖,示出各形成電接點的導電性。
第4C圖係為本發明一實施例的試片之一遠端部份的頂視圖,示出多數個電接點之一種特定排列方式。
第4D圖係為本發明一實施例的試片之一遠端部份的頂視圖,示出多數的絕緣體覆蓋該試片之各特定區。
第5圖係為本發明一實施例的試片之一遠端部份插入一量計試片連接器內的放大頂視圖。
第6圖係為本發明一實施例的試片之一遠端部份的頂視圖,示出多數個電接點形成一代碼。
第7圖係為本發明一實施例之試片的多數個電接點與一量計之間的電連接之一簡化示意圖。
第8圖係為本發明一實施例之試片的多數個電接點與一量計之間的電連接之一可擇的簡化示意圖。
第9A圖為一可擇試片的頂視圖,示出一用以提供一代碼的可擇構形。
第9B圖為第9A圖中之試片的頂視圖,示出一可擇的代碼構形。
第10圖為一會提供一代碼之可擇試片的頂視圖。
第11圖為一呈第10圖之構形的試片陣列之頂視圖,其各可提供一代碼。
第12圖為一可擇試片的頂視圖,其可提供一代碼並含有資訊標記設在該試片的一部份上。
第13圖為一可擇試片的頂視圖,示出一用以提供一代碼的可擇構形。
第14A圖為一可擇試片的底視圖,示出一用以提供一代碼的可擇構形。
第14B圖為一可擇試片的底視圖,示出一由第14A圖所示者變化的可擇代碼構形。
現請詳參本發明之各實施例,該各例係被示於所附圖式中。儘可能地,相同的標號會被使用於所有圖式中而來標示相同或類似的部件。
依據所舉實施例,本發明係有關一種用以測量一體液成分的系統,而包含一試片與一量計。一個別的試片亦可包含一埋設的代碼,其係有關關聯於一批試片的資料,或專屬於該個別試片的資料。該埋設的資訊會呈現可被該量計讀取的資料,其可訊示該量計的微處理器進取並利用一一組特定的儲存校準參數,該等參數係有關該個別試片所屬的製造批次,或專屬於一個別的試片。該系統亦可包含一檢查片,可供使用者插入該量計中來檢查該儀器是否已被電校準並能正確地操作。為揭露之便,所述之“遠端”係指一試片在正常使用時較遠離該裝置操作者的部份,而“近端”係指在正常使用時較靠近該裝置操作者的部份。
該試片可包含一樣本室用以承接一使用者的流體樣本,譬如一血液樣本。本說明書中的樣本室和試片可使用在共同擁有的No.6,743,635美國專利中所揭的材料和方法來形成,該案內容併此附送。據此,該樣本室可包含一第一開孔設在該試片的近端,及一第二開孔能供該樣本室通氣。該樣本室可被定寸為能藉毛細管作用來經由該第一開孔將血液樣本汲入,並將該血液樣本納持於該樣品室中。該試片可包含一推拔段係在該近端處最窄縮,或可包含其它的標示,俾令其能供使用者更容易定位該第一開孔及施加該血液樣本。
一工作電極和相對電極可選擇地伴隨著填滿檢測電極被設在該樣本室中。一試劑層被設在該樣本室中,且較好至少接觸該工作電極。該試劑層可包含一種酶,譬如葡萄糖氧化酶或葡萄糖去氫化酶,及一種媒介物,譬如鐵氰化鉀或己胺釕。該試片在靠近其遠端處具有一第一組的試片電接點,它們會經由導電軌跡電連接於該等電極。此外,該試片亦可在靠近其遠端處包含一第二組的試片電接點。該第二組的電接點會被排列成使它們在該試片被插入該量計時將能提供一可被該量計讀取之可區分識別的批次代碼。如前所述,該可續代碼能被如一訊號地讀取來由該量計中之一附設記憶單元進取資料,譬如有關該批次試片的校準係數,或甚至對應於個別試片的資訊。
該量計可為電池供電式,且當不使用時可保留在一低功率休眠模式以節省電力。當該試片被插入量計中時,該試片上的第一和第二組電接點將會接觸該量計中的電接點。該第二組電接點可橋接該量計中的一對電接點,而使一電流流經該第二組電接點的一部份。流經該第二組電接點的電流會使該量計醒覺而進入一啟動模式。該量計亦會讀取該第二組電接點所提供的代碼資訊,並嗣能辨識例如要被執行的特定測試,或一妥當操作狀態的確認。此外,該量計亦能依據該特定的代碼資訊來辨認所插入的片條係為一試片或是一檢查片。若該量計檢出一檢查片,則其會進行一檢查片程序。若該量計檢出一試片,則其會進行一試片程序。
在該試片程序中,該量計會藉確定在任何該等電極之間沒有低阻抗路徑,而來確認該工作電極、相對電極,且若有含設,亦包括該等填滿檢測電極。假使該等電極有效,則該量計會指示使用者該樣本已可被施加於該試片。該量計嗣會施一液滴檢測電壓於該工作與相對電極之間,而藉檢測一流經該工作與相對電極之間的電流,來檢測一流體樣本,比如一血液樣本(即一電流會在該血液樣本橋接該工作與相對電極時流過該血液樣本)。要檢測時,一適量的樣本會被提供於樣本室中,若該血液樣本已遍佈該試劑層,並與該試劑層中的化學成分混合,則量計可施一填滿檢測電壓於該等填滿檢測電極之間,並測量流經該等填滿檢測電極之間的任何致生電流。若此致生電流在一預定的時間週期內達到一充分的水準,則該量計會指示使用者其已具有足量的樣本並與該試劑層混合。
該量計可被程式化而在最初檢出該血液樣本之後等待一預定時間週期,以容該血液樣本與該試劑層反應,或能在隨後立即地開始讀取。在一流體測量期間中,該量計會施一化驗電壓於該工作與相對電極之間,並擷取一或更多個流經該工作與相對電極之間的致生電流測量值。該化驗電壓係接近該試劑層中的媒介物之氧化還原電位,而該致生電流係有關於所測得特定成分的濃度,例如,在一血液樣本中的葡萄糖水準。
在一例中,該試劑層能與該血液樣本內的葡萄糖反應,以供判定該特定的葡萄糖濃度。在一例中,葡萄糖氧化酶會被使用於該試劑層中。葡萄糖氧化酶的引述係僅欲作為舉例,而其它的材料亦能被使用並不超出本發明的範圍。其它可能的酶包括,但不限於葡萄糖去氫化酶。當一樣本測試時,該葡萄糖氧化酶會促發一反應,而將葡萄糖氧化成葡萄糖酸,並將鐵氰化物還原或亞鐵氰化物。當一適當的電壓相對於一相對電極施加於一工作電極時,該亞鐵氰化物會被氧化成鐵氰化物,而產生一電流其係相關於該血液樣品中的葡萄糖濃度。嗣該量計會依據所測得的電流和校準資料來算出該葡萄糖水準,該校準資料即為該量計由附設在該試片上的第二組電接點所讀取的代碼資料來被訊示取得者。該量計嗣會顯示所算出的葡萄糖水準給使用者。每一上述的構件及其互相關聯現將被描述。
第1圖示出一試片10實施例的概略截面圖。試片10包含一近連接端12,一遠端14,乃係由一沿該試片10之整體長度延伸的基層16所形成。基層16較好是由一電絕緣材料構成,並具有一厚度足以對試片10提供結構性支撐。針對本申請案的目的,一絕緣材料(例如絕緣層,塗層、墨汁、或基材等)可包含任何材料,其中電子或離子不能容易地移動,故會阻止電流的流動者。據此,當一元件被一介電物質或一空氣間隔來與其它的導電表面分開,而對電流通路永久性地提供一高電阻並中斷通過該物質或空間的電荷時,即可說是絕緣的。相對地,針對本申請案的目的,一電阻性元件係指一種會引致一較高程度的阻抗於一電路中而會減少(但不一定是阻止)電流的流動者。基層16可例如為聚酯,其係約0.010吋厚,惟其它的尺寸亦可被使用,乃視特定的用途和製法而定。有一導電圖案(未示出)佈設在基層16上。
該導電圖案包含多數電極設在基材16上靠近該近端12,多數的試片電接點設在基材16上靠近該遠端14,及多數的導電軌跡會將該等電極電連接於該等試片電接點。針對本申請案的目的,該名詞“接點”係指一區域被用來機械地銜接另一不論是可完成一電路或通過該特定區域之對應“接點”者。
在一實施例中,該多數電極可包含一工作電極,一相對電極,及填滿檢測電極等。該導電圖案可藉塗覆一導電材料於基層16上而來形成。該導電圖案可被佈設於該試片的頂面,或該試片的底面,或其兩者的組合。該電極材料可藉在該基層16上薄膜真空濺射一導電材料(如金)及一半導性材料(如氧化銦鋅)而來提供。所造成的電極層嗣可依據特定的用途,藉雷射熔削法形成特定的導電區域/路徑而被進一步圖案化。除了網幕印刷之外,能用以提供一導電圖案的其它材料和方法亦可被使用而不超出本發明的範圍。
一介電絕緣層18可沿該等測量電極與該多數試片電接點之間的一部份試片來被覆設在該導電圖案上,以防止刮刻或其它對該電連接物的損壞。如第1圖中所見,該試片10的近端12包含一樣本接收處,譬如一樣本室20,被構製成可承接一病人的流體樣本,如前所述。該樣本室20可部份地藉由一在該介電絕緣層中而形成於一蓋22與該等製設在基層16上的底下測量電極之間的縫隙所形成。該等測量電極與試片電接點的相對位置會在試片10的一端形成一近端電極區24,並在另一端形成一遠端試片接點區26。
請參閱第2圖,一試片10插入一量計連接器30內的頂視立體圖係被示出。如第2圖中所見,該試片10包含一近端電極區24,其含有上述的樣本室和測量電極等。該近端電極區24可被製成具有一特殊形狀,俾供使用者區別可承接流體樣本的一端與遠端試片接點區26。該量計連接器30含有通道32伸出至一展開的開口以供承納該試片10。該連接器30更包含凸舌36等延伸於該通道32底部上方之一預定高度處。該等凸舌36的預定高度係被選成可限制一試片10能夠插入通道32內的範圍,譬如穿過該試片10之一對應的高凸層。
該連接器30更包含一第一組連接器接點38等被設成較靠近於該連接器30的近端,及一第二組連接器接點40等被設成較靠近於該連接器30的遠端。如圖所示,該試片10會被插入該展開的開口中,而使遠端試片接點區26首先伸入穿過該連接器通道32。請參閱第3圖,一試片插入一量計連接器30內的概略截面圖乃被示出。該通道32示出一近端的連接物排,包含有第一組連接器接點38等。此外,該通道32亦容納一遠端的連接物排,包含有第二組連接器接點40等。該等連接器接點38和40會與該遠端試片接點區的各別部份接觸,此將於後更完整地說明。
第4A圖為一試片10之一遠端部份的頂視圖,示出該遠端試片接點區26。形成於基層16上的導電圖案會沿著試片10延伸而構成該遠端試片接點區26。如第4A圖中所示,該遠端試片接點區26係被劃分而形成兩個各別的導電區42和44。導電區44會被分成四欄而形成第一組試片電接點,分別標示為46、48、50、52。該第一組試片電接點會電連接於設在試片10遠端的多數測量電極,如前所述,應請瞭解,該四個接點46~52僅為舉例,而該系統可包含對應於該系統中所含有的測量電極數目之較少或更多的試片電接點。
該第一組的試片電接點46~52係例如藉由該試片10中之穿過底下導電圖案而形成的裂隙54等來被劃分。該等裂隙可在印製時,藉一刮刻製法、雷射熔削、或一化學/光蝕刻式的製法來被形成於該導電圖案中。此外,其它藉著除掉該試片10中的導體來形成傳導裂隙的方法亦可被使用,此乃為專業人士所能輕易得知。一附加的裂隙54會在遠端試片接點區26中劃分出導電區44和導電區42,又有另一裂隙54會分離出該接點區26的右上方部份來形成一凹槽區56,如後所詳述。
第4B圖示出該遠端試片接點區26的另一視圖。在第4B圖中,前於第4A圖中所述的導電區42係被分成五個不同區域而界定出一第二組的試片接點,其分別形成接觸墊58、60、62、64、66等。該等形成接觸墊58、60、62、64、66的第二組試片電接點可藉由上述用以劃分第一組電接點46、48、50、52的相同製法來區分。如前所述,該基層16上的導電圖案係至少部份地形成該等試片電接點,而可被佈設於該試片的頂面、該試片的底面,或其兩者的組合。該等接觸墊58、60、62、64、66係被構製成可操作性地連接於該量計連接器30內的第二組連接器接點40。藉由此操作性連接,該量計會被呈現而由該等接觸墊讀取到一特定的代碼,其代表可訊示該量計進取有關底下試片10之資料的資訊。此外,第4B圖示出另一裂隙圖案68,其會隔離該遠端試片接點區26之一最外側的遠端連接端70。
第4C圖示出該遠端試片接點區26之另一視圖。在第4C圖中,該遠端試片接點區26係被示出包含該第一組試片電接點46~52,第二組試片電接點形成接觸墊58、60、62、64、66等,及該分開的凹槽區56。如所示,上述的所有各導電區皆可全由在試片10之下層導電圖案中的裂隙54來形成。
第4D示出該遠端試片接點區26的更多細構特徵。一非導電性絕緣墨72的條帶可被提供來進一步中介分開遠端試片接點區26內的導電區44和導電區42。在該二區域之間的界線能被以該絕緣墨72來印刷,以保持不同的導電性區域(被一分別的絕緣區域所分界),並能在該試片插入過程中避免被量計連接器接點刮傷,其會負面地影響一試片接點的所需導電性。該非導電性絕緣墨72能被例如藉一網幕或噴墨印刷法來實施。此等介電絕緣塗層的印刷是較佳的,因其能在該試片製程的稍後階段來被施加,且以一容易程式化/可重製的圖案來製設。添加此一絕緣塗層的額外步驟會比需要某些形式的基材熔削方法更低成本且較不費時。例如,藉一雷射或化學熔削製法來熔削一基層表面會包含一精確除掉既存材料之一特定圖案的耗時製程。
第4D圖示出該試片10可包含另一非導電性絕緣墨73的條帶設在該試片10的最遠端。該非導電性絕緣墨73條帶會在該試片10的最遠端提供一非導電區。故該條帶73可防止任何量計連接器接點在該試片完全插入該量計之前與各接觸墊58、60、62、64、66的任何部份造成一有作用的導電連接。因此,該條帶73可提供一附加的細構特徵來確保該試片10與該對應量計之間的妥當連接。
請參閱第5圖,量計試片連接器30係被示出承接一試片10的遠端接點區26。第5圖示出一第一組的連接器接點38分別標示為1~4,及一第二組的連接器接點40標示為5~9。該等連接器接點38和40會與該遠端試片接點區26的各別部份接觸。詳言之,當試片10妥當插入連接器30內時,形成第一組試片電接點之各試片接點46~52等。將會分別電連接於形成第一組連接器接點38的各連接器接點1~4。同樣地,形成第二組試片電接點之各接觸墊58、60、62、64、66等,將會分別電連接於形成第二組連接器接點40的各連接器接點5~9。
如在第5圖中所見,該第一組連接器接點38係相對於第二組連接器接點40呈橫向地交錯或偏移。雖該第一和第二組接點係被示出在不同排中而且互相偏移,但它們並不一定要在不同排中,且亦能取代地以另一方式,例如呈不同的組群來偏移。因此,當一試片10插入量計連接器30內時,由各接觸墊58~66所提供的導電信號不會被任何的刮傷或磨損所妨礙,該等刮磨是各接觸墊58~66在連接器接點1~4底下首先滑動以達到它們在連接器接點5~9處之各別連接所可能會造成者。因此,該等連接器接點38相對於連接器接點40的參差排列會提供一較可靠的連接。此外,非導電絕緣墨帶72的佈設(見第4D圖)亦可協助防止一接觸墊58~66的導電塗層因量計連接器接點38的磨擦和互動而被刮刻和“犁刨”。因此,非導電絕緣墨帶72能提供更高的連接器與接點傳導可靠性。
在一實施例中,該接觸墊66與連接器接點9之間的連接會建立一共同連接於接地(或一極性倒反的電壓源),而可完成一電路,其包括該量計與至少一部份的導電區42。此電路的完成能執行一量計復醒功能,以提供一訊號給該量計而由低功率的休眠模式啟動。因此,如第5圖所示,該連接器接點9可被相對於其餘的接點5~8更近地置設定位,俾能確保該電路在藉由接觸墊66與連接器接點9的連接而最後封閉/復醒之前,其餘的接點5~8已在正確的連接位置。又,因為有一非導電絕緣墨帶73(見第4D圖)可被形成於該試片10的遠端,且亦因有一導電物質會被由凹槽區56除去(見第4C圖),故該量計的過早復醒將可被防止。
換言之,當試片10的遠端移入該連接器通道32內時,在連接器接點9抵接試片10的最遠端邊緣之點處,該共同連接將不會被建立。而是,僅在當該連接器接點通過凹槽56,及可能覆設的墨帶73,並抵接該接觸墊66之一導電部份時,該共同連接才會被建立。因此,一近設的連接器接點9與一非導電性凹槽區56的組合將會提供試片10與量計間之一更可靠的連接。
如上所述,該等接觸墊58、60、62、64、66係被構製成可操作地連接於該量計連接器30內的第二組連接器接點40。透過此操作性連接,該量計會被呈現,並由該等接觸墊讀取,一特殊代碼其可訊示該量計進取有關一特定底下試片10的資訊。該代碼資訊可訊示量計進取某些資料,包括但不限於如指示所要執行之特定測試的參數。指示連接於一測試探針的參數,指示連接於一檢查片的參數,校準係數,溫度修正係數,pH值水準修正係數,血球比修正係數,及用以辨識一特定試片品牌的資料等。
一如此的代碼係被示於第6圖中,其中導電性接觸墊60和64係被覆印一電絕緣材料,譬如一非導電的(絕緣)墨層75。一非導電性墨層75會大大地增加該等對應連接器接點(在本例中為連接器接點6和8)與在遠端試片接點區26的導電區42內之各預定接觸墊處的下方試片部份之間的阻抗(且甚至可阻止電流沿此流通)。恰如前於第4D圖中所述,使用非導電性絕緣墨75會比其它用以改變一試片部份之導電性的方法更為特別地有利。
一舉例的絕緣材料包括但不限於可由AelloraTM
Digital of Keene,New Hampshire.購得的VISTASPEC HB Black。該VISTASPEC HB Black係為一種供使用於較高溫度壓電依需求噴滴之噴墨陣列中的混合式可UV固化的黑色顏料墨汁。此VISTASPEC墨汁會在一較高溫度被噴出,而當與底下的基材接觸時即會迅速地定形,然後會被UV輻射固化。該墨汁的性質包括電絕緣,可阻抗一量計之接點的磨蝕,加強對一底下導電材料的黏著,及較佳的黏附彈縮特性。該材料的黏附彈縮特性可使墨汁在底下基材上的擴展最小化。且,該等黏附彈縮特性可令此墨汁能與高列印解析度的壓印技術來一起使用,而使該VISTASPEC墨汁能被精確地圖案化在該導電電極基材上。此外,該VISTASPEC墨汁的黏附彈縮特性可使一小至約80微微升的樣本細滴保持定位在其與底下基材接觸之處,而可達成精確的接墊尺寸、位置準確性,及高達約0.005吋以內的精確度。如在一例中,該絕緣材料的印刷可藉使用一SureFire Model PE-600-10單程壓電依需求噴滴之噴墨列印引擎來達成,其亦可由AelloraTM
Digital of Keene,New Hampshire.購得。在非限制例中,上述的噴墨列印引擎能利用可由SpectraInc.of Lebanon,New Hampshire購得的Nove和Galaxy型印頭。
須要藉由一雷射或化學熔削法來熔削一基材表面的系統會包含精確地除掉既存材料之一特定圖案的費時製程。因為該試片的編碼係發生於該組合製程中比該熔削步驟稍後的階段,故添加一非導電墨層75於該等接觸墊將可免除容差的問題,其係將試片再投入一更大的熔削製程來編碼時可能會產生者。此一介電絕緣塗層的印刷是較有利的,因其能在該試片製程中的稍後段來敷設,並呈一容易程式化/可重製的圖案。如一非限制例,提供該層75於底下基材的方法可包括依據一特定的所需圖案,使用至少一沿著底下試片的定址基準線來確保該層75的正確形成。例如,基準線等能被沿一基材來正交地(例如縱向及橫向地)提供,而使其能被一印刷裝置機械性或光學性地參考,以促成一精確且可重製圖案的形成。視該等試片電接點的排列而定,形成各層75之電絕緣材料的各別部份係可被佈設於該試片的頂面,該試片的底面,或該兩者的組合。
當將第6圖中的接觸墊58、60、62、64、66連接於對應的連接器接點40時,該量計將會依據被覆印一非導電墨層75之接觸墊的數目和圖案,而來讀取一特定代碼。換言之,使用非導電性墨層75可提供一切換網路來被該量計讀取。當一絕緣體被印刷在一接觸墊58、60、62、64、66的導電表面上時,其將會阻止電流沿之流動,並改變該接觸墊與連接器接點之間的導電路徑(例如其中沒有電流流通)。當沒有絕緣體被印在連接器上時,電流的流動會較無阻礙(一較低阻抗的路徑)。
當讀取一特定代碼時,在該量計內之一內部記憶體能藉由一儲存的微處理器運算法來進取有關該特定試片的特定校準資訊(例如校準係數)。該量計可藉由一類比或數位方法來讀取該代碼。在類比模式中,一預設的電阻梯會在該量計內互接於該第二組連接器接點40(在第5圖中標示為5~9),而使所印成的非導電墨序列能被使用一電壓減降、電阻、或電流測量來關聯於一個別的批次代碼。該類比方法亦能同時地被用作為自動啟動/復醒手段,只要各代碼具有至少一未設非導電墨的接墊,其能藉封閉一開放電路而造成一低阻抗連接來使該量計復醒。該類比電壓、電阻、或電流電平可被用來訊示該量計進取任何前述專屬於該底下試片的資料。
第7圖示出本發明一實施例之一量計與一試片的接觸墊58、60、62、64、66之間的電連接之示意圖。第7圖的開關S5會提供對一單獨電壓源V的連接。因此,開關S5代表該類比碼讀取過程中之接觸墊66與連接器接點9的所須連接。各開關S4~S1則分別代表第5圖中之各連接器接點5~8與接觸墊58~64之間的連接。當一非導電性墨層75被覆設在一該等接觸墊58、60、62、64上時,其對應的開關S4、S3、S2或S1,將會在其與一對應的連接器接點5~8物理性抵接時,阻止電流沿之流通。因此,在第7圖的開關網路中,一特定的代碼將會對應於一特定的切換構形。
又在第7圖中可見,該各開關S4~S1可藉將該連接橋接於一特定電阻器,而封閉來添加一不同值的附加阻抗於該封閉電路。因此,藉由歐姆和基爾霍夫定徑(Ohm’s and Kirch hoff’s laws)的應用,一在Vout
處的電路測量將可依據試片10所呈現的特定代碼來提供各別之值。在一可擇實施例中,若有須要則該電流流動的方向得能藉連接開關S5於共同接地,並將該電阻器R連接於該單一電壓源而被反轉。
在該數位模式中,如第8圖所示,各接觸墊58~66將會被當作一個別的輸入來讀取,而不同於前述類比法所用的單一輸入。為使該數位方法能被同時地用作為一自動啟動/復醒手段,該等輸入必須被線或在一起或連接於一微處理器的中斷控制器。各代碼皆必須至少有一未設非導電墨75的接墊,以使一低阻抗連接能被形成來促醒該量計的微控制器。
具有高和低阻抗水準的非導電墨75會依據所應用的接墊數目(P)來造成一二元醇,而產生一代碼索引,其中該等代碼的數目係為N=2P
。但是,亦有可能一代碼包含一種排列,其中沒有任一試片電接點被覆設電絕緣材料(一代碼將會全為邏輯“1”,即全是導體)。但,當與一自動啟動/復醒功能整合時,可能的代碼數目會減為N=2P
-1。在一具有自動啟動/復醒功能的系統中,一全部為0(全是絕緣體)的代碼並非一啟動碼,因其不會促醒該量計。
當一試片10插入該量計連接器30中時,一接點可藉將該微控制器的斷電拉高或拉低而被封閉並促醒該量計。該量計嗣會檢查該電壓輸出(Vout
)來決定測試類型,然後讀取代碼位元(S1、S2、S3、S4)來決定該碼值。該所擇的碼值可例如有關一組儲存於該量計之記憶體中用於葡萄糖測試運算的係數,其乃特別相關於佈設在該測量電極區的試劑。此代碼亦可有關其它種類的試片參數資訊,譬如於前所述者,其亦可選擇不同的量計構造選項。在第8圖中之Vout
處的串列電阻器R之電壓減降將能被感測,以供判斷該等碼值是否在一可用作為確認信號的預定範圍內。此亦能被用來判定試片身份(檢查片、製造探針、及不同的測試種類)。
除了提供一高或低的阻抗水準(藉著在一接觸墊上佈設或不覆設一非導電墨75的絕緣層)之外,一特定的電阻性元素亦可被施設在一特定的接觸墊上。該電阻性元素會將一較高水準的阻抗引入一電路中而可減少(但不必要完全阻止)電流的流動。因此,使用一特定的電阻性元素於一特定的接觸墊上會在該試片的該接觸墊上直接提供一中等水準的電阻。當此中等水準的電阻藉由抵接一對應的量計連接器接點而連接至該量計時,該量計將能檢測出此“中等”電平(例如藉應用歐姆和基爾霍夫定律來進行一電壓減降的電路測量)。
檢出此一中等電平能提示該量計的處理器來進取一組全新之有關該特定試片的代碼資料。換言之,提供一電阻元素塗層可被用來擴增以一組接觸墊數目所能使用的代碼數目。例如,一試片可藉由一特定的非導電性絕緣墨75圖案來設具一特定的代碼。當一該導電接觸墊被設成包含一特定的電阻元素時,由該非導電墨75圖案所代表的同一代碼將能被該量計讀取來進取一完全不同的資料組。例如,第6圖中的接觸墊66(或任何可用的接觸墊)得被設成包含一電阻元素。於一非限制例中,該電阻元素可被以一印刷導電膜的形式來提供。形成該電阻元素之印刷墨的厚度,及該墨汁成分的電阻率,係可被改變來達到一特定接觸墊所需的電阻。藉此代碼之擴增所能獲得的添加資訊可包括,但不限於有關血球比修正的資訊,有關該量計升級的資訊,及有關該特定試片類型的資訊。因此,利用此一電阻性元素乃可用來擴增以一組接觸墊數目所能使用的代碼構形數目。
應請注意,所揭的特定試片構形,且尤其是連接器接點38、40與對應的第一和第二組試片電接點等之構形皆僅為舉例,而不同的構形亦可被製成並不超出本發明的範圍。例如,該試片10的底面可被製成設有一額外數目的接觸墊,而來增加該代碼索引的大小(亦即資訊數量)。在試片10底面的添加接觸墊可代表一第三組的試片電接點,遂能增加可用的代碼數目。該可用代碼數目乃可藉除了設在該試片正面上的接墊塗層之外,更敷設一絕緣塗層於該試片10底面上的特定接墊而來擴增。或者,所有會由該等測量電極傳輸資訊的試片電接點皆可被設在該試片的一面上,而全部有關用以呈現一能被一對應量計讀取之代碼資訊的試片電接點則可被設在該試片的相反面上。
在個別的試片中附設個別化的代碼資料,除了該等相關測量的精確度外,更能提供許多不同的優點。例如,利用個別的試片編碼,一使用者將不再須要以人工進入該量計的批號代碼,而得免除使用者於此關鍵步驟發生錯誤的可能性。直接儲存在個別試片中的試片批號代碼亦能提供一種機制可在一單獨的試片瓶中裝入混合批次的試片。相對地,目前的技術例如按鈕/鍵編碼則必須在一瓶罐中的全部試片皆係來自同一批次代碼(典型會有50個相同批次的試片被包裝在一瓶中)。
代表特定代碼的個別試片塗層亦可提供自由散裝的利益。例如,混合批次的試片和包含不同試片數目的裝瓶將有可能。來自不同批次的試片可被存放在一中央位置並被包裝出售,而不會有如包裝來自單一批次的試片須要耗時和費用。儲存在試片中之個別批次的校正代碼亦能提供一機制以供在單一批次中改變一代碼,因單一試片批次從其開始到結束或其間的任何點處可能會有變異。在一試片批次製造中的預定變異可藉歷經該批次中施設一連續改變的代碼來被修正,以解決良率問題並改善同批次中的試片差異。此外,在個別試片上埋設批次代碼亦能被用來區別試片的不同類型(例如葡萄糖和酮類),檢查片,或不同的製造程序,提供用於量計升級的資料,及有關僅供與一特定量計或量計類型一起使用的特定試片。
第9A圖為一試片80的頂視圖,示出一用以提供一代碼的可擇構形。如前所述,一試片可包含一導電圖案覆設在一基層上。該導電圖案能被劃分成各別的導電區等,而形成該試片的不同功能性部件。在第9A圖的實施例中,該導電圖案可包含多數的電極被設成靠近一近端,一第一和第二導電區被設成靠近一遠端,及多數的導電軌跡等會將該等電極電連接於第一導電區。
例如,該試片80可包含一導電圖案,其會形成一陰極電極區82,一陽極電極區84,及第一和第二填滿檢測電極區86和88,所有該各區皆會與一樣本腔穴承接處90的某部份接觸。該四個電極區82、84、86、88等各會導至一對應的導電接點92、94、96、98,該各接點則可用以導接一量計系統。因此,在第9A圖的實施例中,一第一導電區100會形成一組試片電接點92~98等。該第一組試片電接點92~98係電連接於該試片80遠端的各測量電極82~88。應請瞭解該四個接點92~98僅為舉例,而該系統可包含較少或更多的試片電接點,其對應於該系統中所含的測量電極數目。
如在第9A圖中所見,該試片80在導電區100遠端的區域會形成一分離的導電區110。該導電區110係例如藉一裂隙102來與導電區100劃分,該裂隙102係被製成穿過該試片80中的底下導電圖案。裂隙102可在印刷時,藉一刮刻製法,一微接點印製法,雷射熔削,或一化學/光蝕刻式的製法來被形成於該導電圖案中。此外,其它藉除掉該試片80中的導體來形成傳導裂隙的製法亦可被使用,乃為專業人士所能輕易得知。所示的特定導電圖案係僅為舉例,而可擇的變化圖案,取決於電極的數目或代碼呈現於量計的特定方法,亦可被考量計。如在第9A圖中所見,導電區110亦可包含一矩形的次區域111被一裂隙113所分離。在含有該次區域111的實施例中,於該次區域111內的導電區域係為一個別的接觸墊,其當被插入時能在對應的量計內完成一復醒電路。
該導電圖案可依任何已知技術提供一導電材料於一基層上而來佈設。例如,該導電材料可藉在一基材上以薄膜真空濺射一導電性材料(如金)與一半導性材料(如氧化銦鋅)來被提供。所造成的電極層嗣可依據特定用途以一雷射熔削製法或任何前述的方法來形成特定的導電區/通路等而被進一步圖案化。除了網幕印刷之外,其它可提供一導電圖案的方法和可擇材料亦能被使用而不超出本發明的範圍。
在第9A圖中的試片80包含一層絕緣材料120覆設在導電區100和110上。該絕緣材料120能利用一提供於該材料120底面的黏劑來被覆設於底下的試片上,如後所詳述,該絕緣材料設有一第一組孔隙121,包括孔隙122、124、126、128等。該等孔隙122~128可在將材料120覆設於導電區100和110之前先被形成於該絕緣材料120中。
該第一組孔隙121係被以一構形排列在該絕緣層120中,而使該等孔隙122、124、126、128分別在上方曝露底下的試片電接點92、94、96、98等。該絕緣材料120設有第二組孔隙130,包括例如孔隙132、134、136、138、140、142等。該第二組孔隙130係被以一構形來排列在該絕緣材料120中,而使該等孔隙132~142在上方曝露底下的導電區110。
類似於第5圖中的量計接點排列,一特定的量計試片連接器(未示出)將會被構製來承接該試片80。當該試片80最後插入對應的量計內時,在該量計內之一第一組連接器接點將會(藉由第一組孔隙121所提供的曝露)分別抵接底下的試片電接點92、94、96、98,而建立一介於測量電極82~88與該量計裝置之間的電連接路徑。在此同時,一第二組的量計接點將會抵接底下的導電區110或絕緣材料120,乃視該第二組孔隙130的排列而定。
因此,引申前於第4B和6圖中所述的概念,藉著該第二組量計接點中之一預定數目的接點的操作性連接,該量計會被呈現一特定的代碼,其代表可訊示該量計進取有關底下試片80之資料的資訊。類似該非導電墨層75(如前於第6圖所示),該絕緣材料120會提供一切換網路來被該量計讀取。當試片80最後插入一對應量計內時,絕緣材料120會覆蓋第二組量計接點之一者底下的一特定位置,該絕緣材料120會阻止電流沿之流通,而改變沿該第二組連接器接點的導電路徑(例如其中沒有電流流經該與絕緣材料120抵接的特定量計接點)。當一孔隙130被設置來曝露該導電區110之一特定部份時,電流的流動會相對較無阻礙(一低阻抗路徑)。因此,流經該第二組量計接點中之特定量計接點(即利用孔隙130來與導電區110抵接的量計接點)之電流,及所造成的電流特性將會改變。
該改變之電路所造成的特性會對該量計呈現一特定代碼。在該量計內之一內部記憶體嗣可藉一儲存的微處理器運算法來進取有關該特定試片80的特定校準資訊(譬如校準係數)。該量計能藉由如前於第7或8圖中所述之一種類比或數位方法來讀取該代碼。
呈現於該第二組量計接點的特定代碼可藉改變設於該絕緣材料120中之孔隙130的特定圖案而來改變。例如,在第9B圖中,該試片80係設有一絕緣材料120呈現一不同於第9A圖中的孔隙圖案。更詳言之,取代第9A圖中所示的五個孔隙130,在第9B圖中的絕緣材料係呈現三個孔隙,故只能對第二組量計接點中的三個對應接點電曝露該導電區110。爰是,第9B圖中的孔隙圖案將會造成改變的電路特性,其係不同於第9A圖中的圖案所形成的電路。因此,第9B圖中的改變電路將會對該量計呈現一不同於第9A圖中之構形所呈現的代碼。
利用一附加的絕緣材料來提供一特定代碼圖案的系統基於許多理由乃是較佳的。例如,該特定孔隙圖案能在一分開的絕緣材料層被覆設於該試片80之前先被形成。此一程序能克服某些習見於印刷技術中的缺點,即該印刷必須被小心地控制以確保一特定的絕緣圖案不會干涉一所需的底下導電圖案。使用一具有一預成形孔隙圖案的絕緣材料與一黏性背膠能提供一種簡單又有效的手段,可供在一底下的試片上重複地再製一特定的代碼圖案。當該孔隙圖案被形成於該絕緣材料120中後,所須的唯一後續步驟係利用該黏性背膠來將該層貼覆於試片80上。
該絕緣材料120可由一聚合物膜來構成,譬如一種聚對苯二甲酸乙二酯(PET)材料。較好是該絕緣材料能夠與該生物感測器基材一起撓彎,並阻抗由於機械或熱應力造成的磨損或移除。另一較佳的特性係呈現一較薄的絕緣層,故可便於於藉由雷射熔削或機械冲孔來形成孔隙。例如,有一種材料包含MA370M PET膜具有一可熱封的乙烯乙酸酯基塗層,可由3M公開購得。
本申請案之一優點係得能在該絕緣材料被貼覆於一試片80之前先形成孔隙。該絕緣材料120嗣可藉黏劑來固定於該試片。此黏劑可採多種形式,而具有一較佳特徵係能在底下的試片80與該絕緣材料120之間造成牢固的接合。此外,較好該黏劑係被提供設成使其不會由該絕緣材料底面過分地滲出而在黏貼時伸入該等孔隙區域。假使該黏劑在黏貼於試片80之後滲出且部份地流入孔隙區域中,則其可能會阻止底下的導電區與對應量計接點之間的傳導。此等阻擋將會錯誤地呈現一不正確的代碼給該量計,而造成嚴重的臨床後果。
雷射鑽孔係為一種能被用來在絕緣材料120中造成該孔隙圖案的技術例。一雷射可被用來將一預定的孔洞圖案鑽設於該絕緣材料120中,其嗣可被後續地固定於該試片80的基材上,而較好係呈長疋狀。該雷射之一優點係能依據一電腦化圖案繪製在該料片上。若要改變代碼,則只須簡單地備妥一新圖案於該雷射的驅動軟體中。此將可消減對工具更換的需求,其乃有時會出現在一機械系統中者。該雷射將可避免過多黏劑的積貯。因其不必實體地接觸到可能會存在於該黏劑層上的黏劑。假使該製程係以一料卷至料卷的長疋形式來完成,則其亦能補償間距和邊緣變化。
另一種技術例係使用一冲壓機構來冲出一預定圖案於該絕緣層中,一冲壓製法的優點係能夠一次冲出許多的圖案。當使用一機械冲壓形成技術時,針對該絕緣材料120較有利是使用一種熱封黏劑而非壓力敏感性黏劑(PSAs),因為PSAs有時經久之後會使黏劑積貯在該冲壓工具中。
請參閱第9A圖,本申請案的另一特徵係在該圖案及第一組孔隙121相對於第二組孔隙130的位置。如第9A圖中所見,該曝露試片接點92、94、96、98的第一組孔隙121係與第二組孔隙131橫向地交錯或偏移,而曝露出導電區110的預定部份。因此,類似於如前第5圖的參差排列,當一試片80插入一對應的量計連接器中時,由導電區110所提供的導電路徑不會被任何刮痕或刻磨所妨礙,其係為該導電區110的曝露部份在一非交錯的第一組量計連接器接點底下首先直接滑動所會造成者。
由於該參差排列的結果,當插入時,並沒有被孔隙132~142曝露的導電區110部份會與最後要和試片接點92~98電連接的任何量計連接器接點接觸。因此,該參差排列會提供一更可靠的電連接,因其得能減少該導電區110之導電塗層由於該等量計連接器接點的磨擦和互動而被刮刻及“犁”掉的機會。
第10圖示出一設有一代碼之可擇試片的頂視圖。如第10圖中所見,一試片150乃被示出。如同第9A~9B圖中的實施例,該試片150可包含一導電圖案,其會形成一導電區100,而包含一陰極電極區82,一陽極電極區84,及第一和第二填滿檢測電極區86和88,其皆會與一樣本腔穴承接處90的某部份接觸。該四個電極區82、84、86和88各會導至一對應的導電接點92、94、96、98,用以與一量計系統互接。因此,一第一導電區100會形成多數的試片電接點92~98。該第一組試片電接點92~98會在試片150的遠端處電連接於該等測量電極82~88。
該試片150遠離該導電區100之一區域會形成一分開的導電區110。該導電區110係例如藉一穿過該試片150中之下層導電圖案所形成的裂隙102來與導電區100劃分。因此,該試片150的下層導電圖案係如同上述之試片80中所製設者。該試片150包含一絕緣材料160具有與第9A~9B圖中所述者不同的構形。在第10圖中,絕緣材料160僅含有單一組的孔隙152。該組孔隙152會呈現一預定的排列,而曝露出該導電區110的所擇部份。被該絕緣材料160覆蓋區域的近端,其下層導電接點92、94、96、98等會被曝露來與一量計系統互接。該試片150可包含一添加的絕緣材料170覆設在該試片之一近端部份上。由於該遠端絕緣材料160和近端絕緣材料170之間的相對間隔,故僅有該導電區100之一狹窄部份156會曝露。
當該試片150最後插入一對應量計中時,在該量計中之一第一組連接器接點將會沿著該絕緣材料160近端的狹窄曝露部份分別地抵接下層的各試片電接點92、94、96、98等,而在該等測量電極80~84與量計裝置之間形成電連間。於此同時,該等量計接點將會抵接該下層導電區110或該絕緣材料120,乃視該組孔隙152的排列而定。
因此,第10圖中的設計將會提供一特定的代碼排列以被一量計裝置接收,其乃取決於該等孔隙152的排列方式。此外,第10圖的設計能提供一成本效益,其中僅有一單組的孔隙須被形成於該絕緣材料160中。此成本效益更可藉隨著多數的試片來呈現一重複的絕緣材料圖案而被最大化。如在第11圖中所見,絕緣材料160可被沿著多數的試片來提供。例如,一具有特定孔隙圖案的絕緣材料之連續料疋能被以一連續料疋技術來鋪設,而非各別地置設在每一感測片上。
第12圖示出另一種可沿一試片佈設的絕緣材料設置方式。如第12圖中所見,一絕緣材料180係被覆設於底下試片上。類似第9A~9B圖的實施例,該絕緣材料包含一第一和第二組的孔隙,故會曝露部份的導電區100和110。在第12圖所示之例中,該絕緣材料180會覆蓋該試片之一較大區域,並可包含被印刷或沈積其上的資訊標示。該資訊標示包括但不限於品牌或商標,病人資訊,測試介紹,指示插入方向的標示,及網址等。
第13圖係為一可擇試片190的頂視圖,乃示出一用以提供一代碼的可擇系統。在第13圖之例中,底下的試片190包含一組近端孔隙192,其會延伸完全貫穿該試片190。該試片190亦包含一絕緣材料200覆蓋著底下的試片190。該絕緣材料200包含一第一及一第二組的孔隙,該第一組202會曝露部份的導電區100俾對量計接點提供測量電極訊號,而第二組204係被列設成對準該等完全貫穿該試片190的孔隙102。
在第13圖的試片系統中,該組近端孔隙192會呈現一代碼可被一對應的試片量計所讀取。該等測量電極會呈現於量計接點,並藉電傳導來被讀取,恰如先前所述之例。但,由該組孔隙192所呈現的代碼係被該對應量計依據一透射穿過試片190的光圖案來讀取。一光源可被設在該量計裝置內,其係被構製來承接該試片190者。該光源可被構設成能沿一導徑該試片的路徑來呈現光,而使穿透該試片的光圖案取決於孔隙192的圖案。
例如,一光源可被設在該量計內位於該試片的一側,而一光檢測器係設在該量計相反於光源的另一側上。因此,視該孔隙192的圖案而定,一不同量或圖案的光將會被該光檢測器接收並檢測,而造成一特定代碼被呈現於該量計。一舉例的構造可包含一陣列的光發射器相對於一陣列的光檢測器,而使其當有一孔隙192呈現時,一對應的光檢測器即會顯示一“高”或二位元中之“1”的輸出。相反地,若沒有孔隙出現在一預定的感測位置時,一對應的光檢測器即會顯示一“低”或二位元中之“0”的輸出。依據此等二位元感測系統,一特定代碼將能被呈現,並被一妥當構製的測試量計所讀取。上述的光檢測器和光發射器設計係欲作為一非限制例,而其它的設計亦可被考量。例如,一可擇設計可僅使用單一光源與單一光檢測器來讀取一代碼。
在第13圖的構形中,導電區100的曝露部份係被審慎地設在該等冲製的孔隙192遠端。於此相對構形中,乃可確保被構設來供接觸導電區100的量計觸銷等將不會意外地卡抵於該等冲孔192內。第12圖的方法並不須要使用導電區110(其具有在前述其它實施例中的代碼排列)。第13圖仍示出該區110係被絕緣材料200的一部份覆蓋,但因其可提供保護該區110中的導電材料避免被刮刻或“犁”穿的優點,故能使積存在該連接器中之被犁除的導電材料最少化。
第14A圖示出一可擇的試片設計,其能呈現一對應的試片量計可讀取的代碼。第14A圖示出一試片250的底面,該等測量電極係設在該試片250的頂面(未示出),而會呈現於量計接點,並透過電傳導來被讀取。例如,該等測量電極可被構製成會與該試片頂面之遠端處的試片電接點連接,它們係被構製成能以一類似第9A圖中所述的方式來對應的量計接點承接。
在第14A圖的實施例中,一特定代碼會藉由設在該試片250底面上的特徵細構來呈現於一對應的測試量計。第14A圖示出一蓋260覆設在該試片250底面之一遠端部份上。該蓋260可藉一設在該蓋260底面上的黏性背膠來附接於該試片250的底面。或者,該蓋亦能被以膠劑或其它的類似方法來附接。
該蓋260係被製備成含有各別的導電標記部份270。例如,該蓋260可藉塗佈任何的導電材料於該蓋260上而被製成含有導電標記270。形成標記270的導電材料可藉穿過一導電材料(如金)罩體的薄膜真空濺射,網幕印刷,噴墨印刷,塗敷導電墨,或任何可擇的方法來佈設。如一變化例中,一形成標記270的導電圖案可被直接佈設在該試片的背面(即底面)上。於此方法中,因該標記係被直接設在基層(例一PET層)上,故不須使用蓋260。
在第14A圖的設計中,該導電標記270係包含四個各別的導電材料區271~274。該各導電區271~274係被構製成可與一對應的量計接點抵接以提供一切換網路來被該量計讀取。當試片250最後插入一對應量計內時,一預定的量計接觸位置會被一在一特定的量計接點組之一者底下的個別導電區所覆蓋,該導電區(例如271)可容電流沿之流動,而改變沿該組量計連接器接點的導電路徑(例如可使電流流經抵接該導電區271的特定量計接點)。當該導電標記270係被設成以該蓋260之一沒有任何導電材料的區域(例如275)來對準一特定的量計接點時,電流會較被阻抗(一高阻抗路徑)。因此,很少或沒有電流會流經該等量計接點中之該特定量計接點(即抵接一由該區275構成之絕緣頂部的量計接點),故所造成的電路特性會被改變。
該已改變之電路所致生的特性將會對該量計呈現一特定的代碼。在該量計內之一內部記憶體嗣會以一儲存的微處理器運算法進取有關該特定試片250的特定校準資訊(譬如校準係數)。該量計可藉前於第7或8圖中所述的類比或數位方法來讀取該代碼。
第14B圖示出另一試片250具有一變化的導電標記270列設在一蓋260上。在第14B圖的設計中,該蓋260包含一僅有三個各別導電區281~283的陣列。該各導電區281~283係被示出其間夾設該蓋260之二區域284和285沒有任何導電材料。由於此圖案,當最後插入一對應的測試量計時,被構設來抵接該等區域284、285的量計接點將不會有電流流過。如此,呈現於該量計的電路特性將被改變。因此,一與第14A圖之標記排列所呈現者不同的代碼將會由第14B圖中的標記排列來提供。
使用一佈設在一試片底面上的蓋基於許多理由是較佳的。第一,將對一測試量計呈現一代碼的量計接點置設在該試片含有電極接點之一面的相反面上,乃可在試片的一面上提供更多的面積來呈現一特定的接點排列。例如,若不必在該試片的一面上保留空間,則在任一面上將會有更多的面積可被用於一預定的量計功能(例如呈現電極資料或呈現代碼資料)。
第二,在一分開製成的個別蓋260上提供一可改變的導電標記270圖案,將能節省成本,並有許多的選項能僅依據形成於該蓋260上之一導電圖案的改變來被呈現。此外,使用一貼片式的黏性材料將可容一系列代碼構形的大量製造,其能在試片製程的稍後階段,即在形成一電極導電圖案之後,被黏貼於一特定批次的試片上。預期設有一標記270之導電圖案的蓋260將能在任何上述之例中被用來呈現一可被一測試量計讀取的特定代碼,而非僅在如第14A~14B圖中所示的雙面實施例。此外,雖該蓋260係被示出設在該試片250底面的遠端,但該試片260底面上的任何其它位置亦可被考量(只要能夠抵接對應的量計接點)。又例如一蓋260之變化例的導電圖案,當吾人在該試片的背面使用一導電墨時,則將不需要該蓋;我們可直接在PET上印刷該墨料(稍微不同於前述的實施)。
秉持前述的概念,該蓋260亦可由一導電材料例如金屬箔膜來製成,且該標記270係為電阻性的,而來形成該編碼圖案。取代該標記270,在該導電蓋中的開孔譬如沖孔等亦可提供非導電區來形成該編碼圖案。換言之,該等沖孔將能促成一特定量計接點與底下試片基材之電阻區域(高阻抗)之間的接觸。
本發明之其它實施例將可為專業人士參閱本說明書及實施所揭的發明而輕易得知。除非有不同的揭露,每一實施例的特定細構特徵皆能與任何其它所揭實施例的特徵組合,並可取代或併附。本說明書及各例係僅要被視為舉例,而本發明的實質範圍和精神係由以下申請專利範圍來呈示。
10,80,150,190,250...試片
12...近端
14...遠端
16...基層
18...介電層
20...樣本室
22...蓋
24...近端電極區
26...遠端試片接點區
30...量計連接器
32...通道
36...凸舌
38,40...連接器接點
42,44...導電區
46,48,50,52...第一組試片電接點
54,68,102,113...裂隙
56...凹槽區
58,60,62,64,66...接觸墊
70...遠端連接端
72,73...絕緣墨帶
75...絕緣墨層
82...陰極電極區
84...陽極電極區
86...第一填滿檢測電極區
88...第二填滿檢測電極區
90...樣本腔穴承接處
92,94,96,98...試片電接點
100...第一導電區
110...導電區
111...次區域
120,160,170,180,200...絕緣材料
121,130,152,192,202,204...孔隙組
122~128,132~142...孔隙
156...曝露部份
260...蓋
270...導電標記
271~274,281~283...導電區
284,285...非導電區
第1圖為本發明一實施例之試片的概略截面圖。
第2圖為本發明一實施例之試片插入一量計試片連接器中的頂視立體圖。
第3圖為本發明一實施例之試片插入一量計試片連接器中的概略截面圖。
第4A圖係為本發明一實施例的試片之一遠端部份的頂視圖,示出該試片連接端之各裂隙劃分的特定區。
第4B圖係為本發明一實施例的試片之一遠端部份的頂視圖,示出各形成電接點的導電性。
第4C圖係為本發明一實施例的試片之一遠端部份的頂視圖,示出多數個電接點之一種特定排列方式。
第4D圖係為本發明一實施例的試片之一遠端部份的頂視圖,示出多數的絕緣體覆蓋該試片之各特定區。
第5圖係為本發明一實施例的試片之一遠端部份插入一量計試片連接器內的放大頂視圖。
第6圖係為本發明一實施例的試片之一遠端部份的頂視圖,示出多數個電接點形成一代碼。
第7圖係為本發明一實施例之試片的多數個電接點與一量計之間的電連接之一簡化示意圖。
第8圖係為本發明一實施例之試片的多數個電接點與一量計之間的電連接之一可擇的簡化示意圖。
第9A圖為一可擇試片的頂視圖,示出一用以提供一代碼的可擇構形。
第9B圖為第9A圖中之試片的頂視圖,示出一可擇的代碼構形。
第10圖為一會提供一代碼之可擇試片的頂視圖。
第11圖為一呈第10圖之構形的試片陣列之頂視圖,其各可提供一代碼。
第12圖為一可擇試片的頂視圖,其可提供一代碼並含有資訊標記設在該試片的一部份上。
第13圖為一可擇試片的頂視圖,示出一用以提供一代碼的可擇構形。
第14A圖為一可擇試片的底視圖,示出一用以提供一代碼的可擇構形。
第14B圖為一可擇試片的底視圖,示出一由第14A圖所示者變化的可擇代碼構形。
10...試片
24...近端電極區
26...遠端試片接點區
30...量計連接器
32...通道
36...凸舌
38,40...連接器接點
Claims (33)
- 一種診斷性試片,包含:一電絕緣基層;一導電圖案,其形成於該電絕緣基層上而提供至少一電極設在該電絕緣基層上位於該試片之一近端區;試片電接點等,其等係設在該電絕緣基層上位於該試片之一遠端區;導電軌跡等,其等會將該等電極電連接於至少某些該等試片電接點;及一分別性的遠端導電區,其被設在該等試片電接點的遠端;一試劑層,其接觸至少一電極的至少一部份;及一第一電絕緣材料,含有一孔隙圖案,該第一電絕緣材料係被設在該遠端導電區的至少一部份上,而使該等孔隙曝露其底下遠端導電區之一圖案,以至少部份地形成一分別圖案可被讀取來辨識專屬於該試片的資料。
- 如申請專利範圍第1項之試片,其中該至少一電極的每一者個別地連於該等試片電接點之一接點。
- 如申請專利範圍第2項之試片,其中該等試片電接點和該遠端導電區係被定位,以形成數個分別的導電區,該等導電區係被互相隔開。
- 如申請專利範圍第1項之試片,其中該第一電絕緣材料係以一黏性層附接於該試片。
- 如申請專利範圍第3項之試片,其中該等試片電接點與該底下遠端導電區之曝露圖案係被置放以分別形成第一和第二排的接點。
- 如申請專利範圍第5項之試片,其中該第一和第二排的接點係互相橫向地交錯。
- 如申請專利範圍第1項之試片,其中該第一電絕緣材料係被設在該等試片電接點的至少一部份上,且該孔隙圖案亦會曝露一預定的試片電接點圖案以被一量計器(meter)接受。
- 如申請專利範圍第1項之試片,更包含一第二電絕緣材料設在該試片之一近端部份,並靠近地相隔於該第一電絕緣材料,而使該等試片電接點的導電圖案之一狹窄部份被設於該第一和第二絕緣材料之間。
- 如申請專利範圍第1項之試片,其中該第一電絕緣材料含有可被一使用者讀取的資訊標記。
- 一種製造一試片的方法,該方法包含:提供一樣本腔室;提供一電絕緣基層;及提供一形成於該電絕緣基層上的導電圖案,其包含多數的電極;多數的試片電接點;導電軌跡,其等將該等電極電連接於至少某些該等試片電接點;以及一分別性的遠端導電區,其被設在該等試片電接點的遠端;提供一電絕緣材料,其含有一孔隙圖案;及將該電絕緣材料置於該遠端導電區的至少一部份上,而使該等孔隙曝露底下遠端區之一圖案以至少部份地形成一分別性且機器可讀取的代碼,該代碼係表示對該試片而言專屬的資料。
- 如申請專利範圍第10項之方法,其中提供該電絕緣材料包括提供一聚對苯二甲酸乙二酯(PET)材料。
- 如申請專利範圍第10項之方法,其中該孔隙圖案係在將該電絕緣材料置於至少一部份的該遠端導電區上之前,先被形成於該電絕緣材料中。
- 如申請專利範圍第10項之方法,其中該孔隙圖案係藉一打孔步驟來形成於該電絕緣材料中。
- 如申請專利範圍第10項之方法,其中該孔隙圖案係藉一雷射熔削製法來形成於該電絕緣材料中。
- 一種製造多數試片的方法,該方法包含:在一片材上形成多數的試片結構,每一試片結構包含:一樣本腔室;一電絕緣基層;及一形成於該片材上的導電圖案,其包含多數的電極;多數的試片電接點;導電軌跡,其等電連接該等電極於至少某些該等試片電接點;以及一具分別性的遠端導電區,其設在該等試片電接點的遠端;提供一電絕緣材料,其含有一孔隙圖案;將該電絕緣材料置於各試片之遠端導電區的至少一部份上,而使該等孔隙曝露各試片之一底下遠端導電區的圖案,以至少部份地形成一具分別性的機器可讀的代碼,該代碼表示對該試片而言專屬的資料;及將該等試片結構分離成該多數試片。
- 如申請專利範圍第15項之方法,其中提供該電絕緣材料 包括提供一聚對苯二甲酸乙二酯(PET)材料。
- 如申請專利範圍第15項之方法,其中該孔隙圖案係在該電絕緣材料置於至少一部份的該遠端導電區上之前,於該電絕緣材料中形成。
- 如申請專利範圍第15項之方法,其中該孔隙圖案係經由一打孔步驟在該電絕緣材料中形成。
- 如申請專利範圍第15項之方法,其中該孔隙圖案係經由一雷射熔削製法該電絕緣材料中形成。
- 如申請專利範圍第15項之方法,其中該電絕緣材料係呈一材料的連續網狀置於該等試片上。
- 一種判定一流體內之一成分標度的方法,其包含:提供一診斷性測試裝置,該裝置包含:至少一電絕緣基層;一導電圖案,其形成於該至少一電絕緣基層上,其包含至少一電極,其設在該裝置之一近端區;電接點,其等設在該裝置之一遠端區;導電軌跡,其等電連接該等電極於至少某些該等電接點;以及一具分別性的遠端導電區,其被設在該等電接點的遠端;一試劑層,其接觸至少一電極的至少一部份;及一包含一孔隙圖案的電絕緣材料,該電絕緣材料係被設在該遠端導電區的至少一部份上,而使該等孔隙曝露一底下遠端導電區的圖案;連接該裝置的遠端於一成分標度量計器,而使該等電接點和遠端導電區的曝露部份接合於對應的量計連 接器接點(meter connector contact);施加一流體樣本於該試劑層;利用該等電極來進行一測量;依據至少部份由該遠端導電區之暴露圖案所形成的圖案來辨識特定的資料;及依據所測得的電流值與該資料來計算該流體成分濃度。
- 如申請專利範圍第21項之方法,其中辨識特定的資料包括藉一類比方法讀取該暴露的圖案。
- 如申請專利範圍第21項之方法,其中辨識特定的資料包括藉一數位方法讀取該暴露的圖案。
- 如申請專利範圍第21項之方法,其中該暴露的圖案至少部份地形成一具分別性的機器可讀的代碼,且該代碼變化的數目係由公式N=2P 來決定,其中P係等於暴露出部份的遠端導電區之孔隙數目。
- 一種判定一流體內之一成分標度的方法,其包含:提供一診斷性測試裝置,其包含:至少一試片,其含有一電絕緣基層;一導電圖案,形成於該至少一電絕緣基層上,該導電圖案包含至少一電極,其設在該試片之一近端區;試片電接點,其等設在該試片之一遠端區;及導電軌跡,其等電連接該等電極於至少某些該等試片電接點;一試劑層,其接觸至少一電極的至少一部份; 及一孔隙圖案,其形成貫穿該電絕緣基層和導電圖案;連接該試片的遠端區於一具有一光源與一光檢測器的成分標度量計器,而使該等試片電接點抵接對應的量計連接器接點;施加一流體樣本於該試劑層;利用該等電極來進行一測量;藉由在該試片的一面發光穿過該孔隙圖案,並在該試片的相反面上以該光檢測器檢測穿過該孔隙圖案的光,並依據該孔隙圖案來辨識特定資料;及依據所測得的電流值和該資料來計算該流體成分濃度。
- 一種診斷性試片,包含:一電絕緣基材;一導電圖案,形成於該電絕緣基材上,該導電圖案提供至少一電極,其設在該電絕緣基材上位於該試片之一近端區;試片電接點,其等設在該電絕緣基材上位於該試片之一遠端區;導電軌跡,其等將該等電極電連接於至少某些該等試片電接點;以及一具分別性的遠端導電區,其被設成與該等試片電接點分開;一試劑層,其接觸至少一電極的至少一部份;其中該遠端導電區呈現一具分別性的導電圖案,其可被讀取來辨識專屬於該試片的資料。
- 如申請專利範圍第26項之試片,其中該至少一電極、該等試片電接點及該等導電軌跡係被佈設在該電絕緣基材之一第一面上,而該遠端導電區係被佈設在該電絕緣基材之相反於第一面的一第二面上。
- 如申請專利範圍第27項之試片,其中該遠端導電區係被提供作為導電標記,其形成於一蓋上,該蓋係置於該電絕緣基材之該第二面上之一遠端部份。
- 如申請專利範圍第28項之試片,其中該蓋包含一具有一黏性基質的底面。
- 如申請專利範圍第26項之試片,其中該遠端導電區係被提供作為導電標記,其形成於一蓋上,該蓋係置於該試片之遠端部份部份及該等試片電接點的遠端的。
- 如申請專利範圍第27項之試片,其中該遠端導電區係被提供作為由一導電材料構成的一蓋,且該導電圖案係被呈現如一設在該蓋中的孔隙圖案,而使該等孔隙暴露部份的電絕緣基材。
- 如申請專利範圍第31項之試片,其中該蓋包含具有一黏性基質的一底面。
- 如申請專利範圍第31項之試片,其中該蓋包含一金屬箔膜。
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