TWI470218B - 生化檢測試片之非破壞性檢測方法 - Google Patents

生化檢測試片之非破壞性檢測方法 Download PDF

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Description

生化檢測試片之非破壞性檢測方法
本發明係有關於一種生化檢測試片之非破壞性檢測方法，尤指一種對受測之血糖檢測試片先對橫跨工作電極、參考電極、及酵素液的導電迴路施以一個氧化還原循環電流，讓該生化檢測試片的電化學特性穩定之後，再施以一微小的固定或不固定電壓之時，測量其橫跨工作電極、參考電極、及酵素液的導電迴路之電阻，以判斷該生化檢測試片的電化學特性，作為生產生化檢測試片時管制不良生化檢測試片的方法；之後，再施以一個相同短時間時間、相同反向電壓後處理，以免使酵素液裡所含的赤血鹽由四價變三價，而影響後續實際測試的生化反應效果。
糖尿病患者，通常會藉由市售的血糖檢測機做為日常自我判定體內血糖值含量的參考，於進行檢測血糖時，是將一試片插入血糖檢測機後，於該試片上滴上一層血液，以測量血液中的血糖含量。
上述之試片，是藉由覆蓋在一工作電極、參考電極間之酵素液，與血液產生電化學生化反應之時，藉由供給一個固定或不固定電壓，以測量其電壓或電流的改變，經過適當的計算，可以得知待 測血液中之血糖含量。但是，血糖檢測機所搭配使用之血糖試片的基材，特別是基材上的導電線路組成的工作電極及參考電極的表面特性，每片血糖試片都不一樣，這些表面特性的差異會影響血糖讀值的測量。再者，血糖試片在生產過程中，其上所滴上去的酵素液極易受生產條件或其他變因，如酵素水滴中所含氣泡大小、酵素液覆蓋及分佈是否均勻完整等影響，導致該試片成為不良品，而影響到日後對血糖檢測的準確性。
目前對於生產血糖檢測試片的製程中，通常是對整批成品中，抽取少許血糖檢測試片進行抽檢，以判斷該批血糖檢測試片是否符合規格，但是此一抽檢品管方式並非全面檢測，導致目前所生產的生化檢測試片，其品質無法百分之百確定是否正常。且經抽檢檢測之生化檢測試片，已遭抽檢所破壞，無法再使用，造成抽檢檢測之成本過高。
由於糖尿病患者對於血糖值的檢測，需要一個精準的測量值，以供做為患者採取適當醫療措施或用藥之參考，若用以測量血糖含量的試片，其品值不夠均勻或穩定，將導致所測量之血糖值也不準確，且須根據不同批量訂定不同的編碼(CODE)，造成生產上極大的困擾。緣此，如何對每片試片進行無法百分之百非破壞性的檢測，是目前所有生產血糖檢測試片者所極欲解決的課題。
中華民國發明專利第201102640號所揭示的方法，並未先對生化檢測試片先施以一個循環的氧化還原處理以穩定其表面電化學及生化特性，導致所測得的電阻值是包含雜質幹擾、未穩定的一個錯誤電阻讀值。再者，第201102640號所揭示的方法，其偵測電阻位置係位於血糖機讀取電流位置，不是極接近工作電極及參考 電極位置，因此所測得的電阻會額外包含不該測的血糖機讀取電流位置與工作電極及參考電極位置之間的導線電阻。倘若，血糖機讀取電流位置與工作電極及參考電極位置之間的導線電阻有相當大的差異，如此則會造成對橫跨工作電極、參考電極及酵素液間電阻的誤判。又再者，第201102640號所揭示的方法，並不適用於如中華民國發明專利第201102647號、中華民國發明專利第200944591號及中華民國發明專利第I301888號所揭示的一片能使用多次的生物檢測試片的非破壞性檢測，因為中華民國發明專利第201102640號所揭示的方法只能測量中華民國發明專利第201102647號、中華民國發明專利第200944591號及中華民國發明專利第I301888號所揭示的一片能使用多次的生物檢測試片的平均值，如果在中華民國發明專利第201102647號、中華民國發明專利第200944591號及中華民國發明專利第I301888號所揭示的一片能使用多次的生物檢測試片裡有任何一個反應區出現異常，第201102640號所揭示的方法則測不到。況且，第201102640號所揭示的方法並未規範所施以電壓的時間，容易使酵素液裡所含的赤血鹽由四價變三價，影響後續實際測試的生化反應效果。再況且，第201102640號所揭示的方法在施以一個電壓去測量橫跨工作電極、參考電極及酵素液的電阻之後，並未利用其化學可逆性反應，再施以一個相同時間、相同反向電壓後處理，容易使酵素液裡所含的赤血鹽由四價變三價，影響後續實際測試的生化反應效果。
本案發明人有鑑於此，乃加予研究，終揭示出本發明所示具生化檢測試片之非破壞性檢測方法。
本發明之目的旨在提供一種生化檢測試片之非破壞性檢測方法，它是先對橫跨工作電極、參考電極、及酵素液的導電迴路施以一個氧化還原循環電流，讓該生化檢測試片的電化學特性穩定之後，再施以一微小的固定或不固定電壓之時，以極短時間測量其橫跨工作電極、參考電極、及酵素液的導電迴路之電阻，以判斷該生化檢測試片的電化學特性，作為生產生化檢測試片時管制不良生化檢測試片的方法，之後，再施以一個相同短時間時間、相同反向電壓後處理，以免使酵素液裡所含的赤血鹽由四價變三價，而影響後續實際測試的生化反應效果。
本發明所揭示生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中該氧化還原循環電流，是由零電壓到正電壓，再由正電壓經過零電壓回到負電壓，之後再回到零電壓的一個循環；或由正電壓經過零電壓到負電壓，再由負電壓經過零電壓回到正電壓的一個循環；或由負電壓經過零電壓到正電壓，再由正電壓經過零電壓回到負電壓的一個循環。
本發明所揭示生化檢測試片之非破壞性檢測方法，係於第一、二電路上，分別設有一檢測接點，並使該檢測接點趨近其中一組該工作電極與參考電極，以供跨置探針進行檢測，降低因血糖機檢測接點距該工作電極與參考電極的距離過長時，電阻值可能會因製造方法、製造過程或其他原因所造成之誤差；本發明經實際測試，該檢測接點距該工作電極與參考電極之距離，小於1cm為最佳。
本發明所揭示生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中該生化檢 測試片，於該第一、二電路上係僅含有一組工作電極及參考電極，並於該組工作電極及參考電極間，覆蓋一層酵素液，使所形成之生化檢測試片僅供使用者一次性檢測血糖使用。
本發明所揭示生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中該生化檢測試片上，係可含有多組之工作電極及參考電極，並於每組工作電極及參考電極間，覆蓋一層酵素液，並於相鄰兩組工作電極及參考電極間，設有預折部，使該生化檢測試片可經由折斷而供使用者多次檢測使用，本發明並不自限該生化檢測試片之結構形式。上述各組之工作電極、參考電極，係可位於獨立之一組第一、二電路上、或位於彼此串聯之多組第一、二電路上、或位於同一第一、二電路上者。
本發明所揭示生化檢測試片之非破壞性檢測方法，應用於上述可供多次檢測使用之生化檢測試片時，係對各組工作電極及參考電極所連通之該組第一、二電路輸入一檢測電壓後，逐一測量趨近各組工作電極與該參考電極間之電阻值，以判定該片生化檢測試片是否符合標準者。上述之非破壞性檢測方法，進一步，於每組工作電極電路及參考電極電路所連通之該組第一、二電路上，分別設置有檢測接點，以供跨置探針逐一對測量每一組工作電極與該參考電極間之電阻值，以判定該片生化檢測試片是否符合標準者。
本發明所揭示生化檢測試片之非破壞性檢測方法，係於測完橫跨工作電極、參考電極、及酵素液的導電迴路的電阻值之後，再施以一個相同短時間時間、相同反向電壓後處理，以免使酵素液裡所含的赤血鹽由四價變三價，而影響後續實際測試的生化反應效 果。
本發明所揭示生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中所該生化檢測試片上所覆蓋之滴酵素液，係包含有氫氧丙甲基纖維素、檸檬酸、磷酸氫二鉀、非離子性介面活性劑、葡萄糖氧化酵素、或葡萄糖去氫酶酵素、赤血鹽、去離子水、奈米碳管成份所構成之滴酵素液，惟本發明不自限該滴酵素液之種類者。
本發明所示之生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其主要特徵，是藉由輸入一微小檢測電壓[如小於0.35V]後，測量趨近每一組工作電極及參考電極之電阻值，以判定該片生化檢測試片是否為良品的一種檢測方法，依所檢測之生化檢測試片所採用之導電材料及所覆蓋之滴酵素液不同，其所輸入之檢測電壓值也會不同，緣此，本發明所輸入檢測電壓值之範圍，係依受檢之生化檢測試片而定，本發明並不予限制。
由於本發明所揭示之生化檢測試片之非破壞性檢測方法，可以檢測生化檢測試片是否合於製作規格標準，成為品質管制重要的一環，以篩選出不合格的生化檢測試片，除了可以有效提升產品穩定品質外，更可以確保使用者在進行血糖檢測時之精準度，以提高對產品之信賴，而顯本發明之新穎性並具產業之利用性。
本發明所揭示生化檢測試片之非破壞性檢測方法，可由以下之說明及所附各圖式而得以明晰。
11‧‧‧工作電極
111‧‧‧檢測接點
110‧‧‧第一電路
12‧‧‧參考電極
121‧‧‧檢測接點
120‧‧‧第二電路
13‧‧‧酵素液
14‧‧‧預折部
第一圖：係本發明對生化檢測試片進行第一次、第二次及第三次的氧化還原循環電流後之電流與電壓關係圖。
第二圖：係本發明第一實施例之示意圖。
第三圖：係本發明第二實施例之示意圖。
第四圖：係本發明第三實施例之示意圖。
第五圖：係本發明第四實施例之示意圖。
請參閱第一圖所示，係本發明對生化檢測試片施予第一次、第二次及第三次氧化還原循環電流後的電流與電壓關係圖。由第一圖所示，第一次的電流與電壓關係圖與第二次及第三次的電流與電壓關係圖完全不同，且第二次及第三次甚至第四次以後的電流與電壓關係圖幾乎相同。可見，經過一個循環的氧化還原電流處理過的一片生化檢測試片其電化學特性已經趨於穩定，不會再改變。
請參閱第二圖所示，本發明係有關於一種生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中該生化檢測試片係至少含有一組相互趨近之工作電極(11)及參考電極(12)，令該工作電極(11)位於一第一電路(110)上，而該參考電極位(12)於一第二電路(120)上，並於該組工作電極(11)及參考電極(12)上，覆蓋有一層酵素液(13)者；而本發明所示之非破壞性檢測方法，係對該第一、二電路(110、120)先對橫跨工作電極(11)、參考電極(12)、及酵素液(13)的導電迴路施以一個氧化還原循環電流，讓該生化檢測試片的電化學特性穩定之後，再施以一微小的固定或不固定之檢測電壓之時，以極短時間測量其橫跨工作電極、參考電極、及酵素液的導電迴路之電阻，以判斷該生化檢測試片的電化學特性，作為生產生化 檢測試片時管制不良生化檢測試片的方法。
本發明所揭示生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中該氧化還原循環電流，是由零電壓到正電壓，再由正電壓經過零電壓回到負電壓，之後再回到零電壓的一個循環；或由正電壓經過零電壓到負電壓，再由負電壓經過零電壓回到正電壓的一個循環；或由負電壓經過零電壓到正電壓，再由正電壓經過零電壓回到負電壓的一個循環。
本發明所揭示生化檢測試片之非破壞性檢測方法，係於第一、二電路上，分別設有一檢測接點(111、121)，並使該檢測接點(111、121)趨近其中一組該工作電極(11)與參考電極(12)，以供跨置探針進行檢測，降低因檢測接點(111、121)距該工作電極(11)與參考電極(12)的距離過長時，電路傳導損失所造成之誤差；本發明經實際測試，該檢測接點(111、121)距該工作電極(11)與參考電極(12)之距離，小於1cm為最佳。
如第二圖所示，本發明所揭示生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中該生化檢測試片，於該第一、二電路(110、120)上，係僅含有一組工作電極(11)及參考電極(12)，並於該組工作電極(11)及參考電極(12)間，覆蓋一層酵素液(13)，使所形成之生化檢測試片僅供使用者一次性檢測血糖使用。
如第三、四、五圖所示，本發明所揭示生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中該生化檢測試片上，係可含有多組之工作電極(11)及參考電極(12)，並於每組工作電極(11)及參考電極(12)間，覆蓋一層酵素液(13)，並於相鄰兩組工作電極(11)及參考電極(12)間，設有預折部(14)，使該生化檢測試片可依該預折部(14) 折斷該生化檢測試片，而供使用者多次檢測使用，本發明並不自限該生化檢測試片之結構形式。上述各組之工作電極(11)、參考電極(12)，如第三圖所示，係可位於獨立之一組第一、二電路(110、120)上；或如第四圖所示，各組之工作電極(11)、參考電極(12)，位於彼此串聯之多組第一、二電路(110、120)上；或如第五圖所示，各組之工作電極(11)、參考電極(12)位於同一第一、二電路(110、120)上者。
本發明所揭示生化檢測試片之非破壞性檢測方法，應用於上述可供多次檢測使用之生化檢測試片時，係對各組工作電極(11)及參考電極(11)所連通之該組第一、二電路(110、120)輸入一檢測電壓[如小於0.35V]後，逐一測量趨近各組工作電極(11)與該參考電極(12)間之電阻值，以判定該片生化檢測試片是否符合標準者。上述之非破壞性檢測方法，進一步，於每組工作電極(11)及參考電極(12)所連通之該組第一、二電路(110、120)上，分別設置有檢測接點(111、121)，以供跨置探針逐一對測量每一組工作電極(11)與該參考電極(12)間之電阻值，以判定該片生化檢測試片是否符合標準者。
本發明所揭示生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中所該生化檢測試片上所覆蓋之酵素液(13)，係包含有氫氧丙甲基纖維素、檸檬酸、磷酸氫二鉀、非離子性介面活性劑、葡萄糖氧化酵素、赤血鹽、去離子水、奈米碳管成份所構成之酵素液(13)，惟本發明不自限該酵素液之種類者。
本發明所揭示生化檢測試片之非破壞性檢測方法，進一步於測完橫跨工作電極(11)、參考電極(12)、及酵素液(13)的導電迴路的 電阻值之後，再施以一個與檢測電壓相同時間、相同大小反向電壓處理，以免使酵素液(13)裡所含的赤血鹽由四價變三價，而影響後續實際測試的生化反應效果。
依本發明所揭示生化檢測試片之非破壞性檢測方法，當該生化檢測試片係應用前述之酵素液(13)配方時，本發明為因應採用不同導電材料所製成之第一電路(110)、工作電極(11)、第二電路(120)、參考電極(12)之生化檢測試片，而採用不同之輸入檢測電壓，如以下之實施例：
(一)當生化檢測試片之第一電路(110)、工作電極(11)、第二電路(120)、參考電極(12)所選用的導電材料，係採用銅箔，並於該銅箔上鍍金時，依本發明所採用之非破壞性檢測方法，經實際測試，輸入之檢測電壓小於0.05V，且檢測時間小於0.1秒的條件下，在經過同時間、相同逆電壓處理過後，並不會造成酵素液裡的赤血鹽導電介質由四價轉三價，而降低其導電介質的功能。
(二)當生化檢測試片之第一電路(110)、工作電極(11)、第二電路(120)、參考電極(12)所選用的導電材料，係採用銀膠或碳膠時，依本發明所採用之非破壞性檢測方法，經實際測試，所輸入之檢測電壓小於0.15V，且檢測時間小於0.1秒的條件下，在經過同時間、相同逆電壓處理過後，並不會造成酵素液裡的赤血鹽導電介質由四價轉三價，而降低其導電介質的功能。
(三)當生化檢測試片之第一電路(110)、工作電極(11)、第二電路(120)、參考電極(12)所選用的導電材料，係採用赤血鹽為導電介質時，依本發明所採用之非破壞性檢測方法，經實際測試，所輸入之檢測電壓小於0.07V，且檢測時間小於0.1秒，在經過同 時間、相同逆電壓處理過後，並不會造成酵素液裡的赤血鹽導電介質由四價轉三價，而降低其導電介質的功能。
本發明揭示之化檢測試片之非破壞性檢測方法，其主要特徵，是藉由輸入一微小檢測電壓後，測量趨近每一組工作電極(11)及參考電極(12)之電阻值，以判定該片生化檢測試片是否為良品的一種檢測方法，依所檢測之生化檢測試片所採用之導電材料及所覆蓋之酵素液(13)不同，其所輸入之檢測電壓值也會不同，緣此，本發明所輸入檢測電壓值之範圍，係依受檢之生化檢測試片而定，本發明並不予限制。
由於本發明所揭示之生化檢測試片之非破壞性檢測方法，可以檢測生化檢測試片是否合於製作規格標準，成為品質管制重要的一環，以篩選出不合格的生化檢測試片，除了可以有效提升產品穩定品質外，更可以確保使用者在進行血糖檢測時之精準度，以提高對產品之信賴，而顯本發明之新穎性並具產業之利用性。
本發明所揭示之生化檢測試片之非破壞性檢測方法，可於不違本發明之精神及範疇下予以修飾應用，本發明並不予自限於上述所揭示之實施例者。
11‧‧‧工作電極
111‧‧‧檢測接點
110‧‧‧第一電路
12‧‧‧參考電極
121‧‧‧檢測接點
120‧‧‧第二電路
13‧‧‧酵素液

Claims (16)

  1. 一種生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中該生化檢測試片係至少含有一組相互趨近之工作電極及參考電極，令該工作電極位於一第一電路上，而該參考電極位於一第二電路上，並於該組工作電極及參考電極上，覆蓋有一層酵素液者，於第一、二電路上，分別設有一檢測接點，並使該檢測接點趨近其中一組該工作電極與參考電極者；而該非破壞性檢測方法，係先對橫跨工作電極、參考電極、及酵素液的導電迴路，施以一個氧化還原循環電流，讓該生化檢測試片的電化學特性穩定之後，再施以一檢測電壓，並以極短時間測量其橫跨工作電極、參考電極、及酵素液的導電迴路之電阻，以判斷該生化檢測試片的電化學特性，作為生產生化檢測試片時管制不良生化檢測試片的方法者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中各該檢測接點距該工作電極與參考電極之距離，小於1cm為最佳。
  3. 一種生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中該生化檢測試片，係含有多組之工作電極及參考電極，並於每組工作電極及參考電極間，覆蓋一層酵素液，並於相鄰兩組工作電極及參考電極間，設有預折部，且令各組之工作電極、參考電極，係位於獨立之一組第一、二電路上者；而該非破壞性檢測方法，係先對橫跨工作電極、參考電極、及酵素液的導電迴路，施以一個氧化還原循環電流，讓該生化檢測試片的電化學特性穩定之後，對各組工作電極及參考電極所連通之該組第一、二電路輸入一檢測電壓後，逐一測量趨近各組工作電極與該參考電極間之電阻值，以判定該片生化檢測試片是否符合標準者。
  4. 一種生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中該生化檢測試片，係含有 多組之工作電極及參考電極，並於每組工作電極及參考電極間，覆蓋一層酵素液，並於相鄰兩組工作電極及參考電極間，設有預折部，且令各組之工作電極、參考電極，係位於彼此串聯之多組第一、二電路上者；而該非破壞性檢測方法，係先對橫跨工作電極、參考電極、及酵素液的導電迴路，施以一個氧化還原循環電流，讓該生化檢測試片的電化學特性穩定之後，對各組工作電極及參考電極所連通之第一、二電路輸入一檢測電壓後，逐一測量趨近各組工作電極與該參考電極間之電阻值，以判定該片生化檢測試片是否符合標準者。
  5. 一種生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中該生化檢測試片，係含有多組之工作電極及參考電極，並於每組工作電極及參考電極間，覆蓋一層酵素液，並於相鄰兩組工作電極及參考電極間，設有預折部，且令各組之工作電極、參考電極，係位於同一第一、二電路上者，於每組工作電極及參考電極所連通之第一、二電路上，分別設置有檢測接點者；而該非破壞性檢測方法，係先對橫跨工作電極、參考電極、及酵素液的導電迴路，施以一個氧化還原循環電流，讓該生化檢測試片的電化學特性穩定之後，對各組工作電極及參考電極所連通之第一、二電路輸入一檢測電壓後，逐一測量趨近各組工作電極與該參考電極間之電阻值，以判定該片生化檢測試片是否符合標準者。
  6. 如申請專利範圍第3或4項所述生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中於每組工作電極及參考電極所連通之第一、二電路上，分別設置有檢測接點者。
  7. 如申請專利範圍第5或6項所述生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中各該檢測接點距該工作電極與參考電極之距離，小於1cm為最佳。
  8. 如申請專利範圍第1、3、4或5項所述生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中該生化檢測試片，係使用包含有氫氧丙甲基纖維素、檸檬酸、磷 酸氫二鉀、非離子性介面活性劑、葡萄糖氧化酵素、赤血鹽、去離子水、奈米碳管成份所構成之滴酵素液，而該非破壞性檢測方法，係對各組工作電極及參考電極所連通之第一、二電路輸入一小於0.35伏特之檢測電壓後，逐一測量趨近各組工作電極與參考電極間之電阻值，以判定該片生化檢測試片是否符合標準者。
  9. 如申請專利範圍第1、3、4或5項所述生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中所輸入檢測電壓之時間係小於1秒鐘。
  10. 如申請專利範圍第1、3、4或5項所述生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中該生化檢測試片之第一電路、工作電極及第二電路、參考電極所選用的導電材料，係採用銅箔，並於該銅箔上鍍金時，該非破壞性檢測方法所輸入之檢測電壓，係小於0.05V，且檢測時間係小於0.1秒。
  11. 如申請專利範圍第1、3、4或5項所述生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中該生化檢測試片之第一電路、工作電極及第二電路、參考電極所選用的導電材料，係採用銀膠或碳膠時，該非破壞性檢測方法所輸入之檢測電壓，係小於0.15V，且檢測時間係小於0.1秒。
  12. 如申請專利範圍第1、3、4或5項所述生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中該生化檢測試片之第一電路、工作電極及第二電路、參考電極所選用的導電材料，係採用赤血鹽時，該非破壞性檢測方法所輸入之檢測電壓，係小於0.07V，且檢測時間小於0.1秒。
  13. 如申請專利範圍第1、3、4或5項所述生化檢測試片之非破壞性檢測方法，係於測完橫跨工作電極、參考電極、及酵素液的導電迴路的電阻值之後，再施以一個與檢測電壓相同時間、相同大小之反向電壓者。
  14. 如申請專利範圍第1、3、4或5項所述生化檢測試片之非破壞性檢測方法，其中該氧化還原循環電流，是由零電壓到正電壓，再由正電壓經過零電壓回到負電壓，之後再回到零電壓的一個循環。
  15. 如申請專利範圍第1、3、4或5項所述生化檢測試片之非破壞性檢測方法，是由正電壓經過零電壓到負電壓，再由負電壓經過零電壓回到正電壓的一個循環。
  16. 如申請專利範圍第1、3、4或5項所述生化檢測試片之非破壞性檢測方法，是由負電壓經過零電壓到正電壓，再由正電壓經過零電壓回到負電壓的一個循環。
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