TWI591329B - 具有濕度感測元件的檢測試片 - Google Patents

Description

具有濕度感測元件的檢測試片

本揭露是有關於一種具有濕度感測元件的檢測試片及其測試方法與裝置。

近年來越來越多的生物檢測裝置被開發與利用，一方面增加了檢測的效率並縮短了等待的時間，另一方面居家使用普及也降低醫療單位的工作負擔。一般而言，生物檢測裝置通常具有兩個主要部份，其一為能感測並與生理液狀樣本中的目標化學物質反應的感測器；另一為能處理該感測器所產生的訊號的計量器。在許多應用實例中，該感測器往往是以可拋式的檢測試片的方式來實踐。該可拋式的檢測試片通常需要儲藏於具有乾燥措施的容器內，增加保存期限，以免檢測試片受潮，導致影響其檢測品質、正確性與精密度。

然而，檢測試片是否受潮而導致影響其檢測結果，往 往不一定能由肉眼判斷，不正確的檢測結果往往造成嚴重的後果。例如，一般常見的血糖機的檢測試片一旦受潮後，若所檢測出之血糖值不正確時，最嚴重的後果可能導致病患陷入昏迷。因此，基於使用的便利性與效度，有些的檢測試片便附加有濕度檢測的功能，以檢視該檢測試片是否受潮；其原理在於當檢測試片的濕度改變時，其電性特徵表現會出現變化。藉由量測檢測試片的電性特徵表現，即可判斷檢測試片是否受潮。

根據一實施範例揭露一種具有濕度感測元件的檢測試片，包含：一基板；一電路層，設置於該基板之上，至少包含一第一電極、一第二電極、與一介電物質構層的濕度感應區域，該濕度感應區域係設置於該第一電極與第二電極之間，或涵蓋該第一電極與第二電極，該第一電極、第二電極、與濕度感應區域形成一溼度感測電路，以感測該試片的溼度；一試劑層，設置於該電路層之上，用於進行生化物質檢測；一黏著層，設置於該試劑層之上，使得該試劑層部分露出，以利進行生化物質檢測，係為一兩面皆塗佈黏著劑的墊片；以及一覆蓋層，設置於該黏著層之上，以覆蓋該黏著層，並部分露出其底下之試劑層。

另根據一實施範例揭露一種檢測試片的濕度感測方法，適用於一具有濕度感測元件的檢測試片，0包含：置入一 檢測試片至一具有濕度感測功能的檢測儀；施加一特定頻率的一連續震盪波至此檢測試片；量測此檢測試片所呈現的一電容值；將此電容值與一門檻值比對；當此電容值高於或等於此門檻值時，顯示此檢測試片之濕度過高，品質受損，應停止使用；以及當此電容值低於此門檻值時，顯示此檢測試片可進行後續之生化物質檢測。

100‧‧‧具有濕度感測元件的檢測試片

110‧‧‧基板

120‧‧‧電路層

121‧‧‧第一電極

122‧‧‧第二電極

123‧‧‧濕度感應區域

130‧‧‧試劑層

140‧‧‧黏著層

150‧‧‧覆蓋層

210‧‧‧置入一檢測試片至一具有濕度感測功能的檢測儀

220‧‧‧施加一特定頻率的一連續震盪波至此檢測試片

230‧‧‧量測此檢測試片所呈現的一電容值

240‧‧‧將此電容值與一門檻值比對

250‧‧‧顯示此檢測試片之濕度過高，品質受損，應停止使用

260‧‧‧顯示此檢測試片可進行後續之生化物質檢測

301‧‧‧試片電極

302‧‧‧第一處理器

303‧‧‧第二處理器

304‧‧‧測試震盪模組

305‧‧‧系統震盪模組

306‧‧‧開關

307‧‧‧顯示器

308‧‧‧記憶體

圖1所示為本揭露之具有濕度感測元件的檢測試片之結構圖。

圖2所示為本揭露之一種檢測試片的濕度感測方法之流程圖。

圖3所示為本揭露之一種具有檢測試片的濕度感測能力之裝置。

以下，參考伴隨的圖示，詳細說明依據本揭露的實施例，俾使本領域者易於瞭解。所述之發明創意可以採用多種變化的實施方式，當不能只限定於這些實施例。本揭露省略已熟知部分(well-known part)的描述，並且相同的參考號於本揭露中代表相同的元件。

依據本揭露的實施例，圖1提供一種具有濕度感 測元件的檢測試片100，包含：一基板110；一電路層120，設置於該基板110之上，至少包含一第一電極121、一第二電極122、與一介電物質構成的濕度感應區域123，該濕度感應區域123係設置於該第一電極121與第二電極122之間，或涵蓋該第一電極121與第二電極122，該第一電極121、第二電極122、與濕度感應區域123形成一溼度感測電路，以感測該試片的溼度；一試劑層130，設置於該電路層120之上，用於進行生化物質檢測；一黏著層140，設置於該試劑層130之上，使得該試劑層130部分露出，以利進行生化物質檢測，係為一兩面皆塗佈黏著劑的墊片；以及一覆蓋層150，設置於該黏著層140之上，以覆蓋該黏著層140，並部分露出其底下之試劑層130。其中該基板係用於承載整個檢測試片的載體，可由下列之一種物質所製成：聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰亞氨(Polyimide)、聚氯乙烯(PVC)、或其他非導電性物質。

值得注意的是，當該檢測試片受潮時，該濕度感應區域123的介電常數會產生變化，進而導致該第一電極121與該第二電極122之間的電容值發生變化；因此，該第一電極121與該第二電極122之間的電容值可用來做為量測該檢測試片的濕度指標。

由於兩電極之間電容值可以下列式子表示：C≒ε×A/d其中，C為電容值、ε為介電質的介電常數、A為涵蓋該電容的電極 部分的面積、d為該電容兩電極之間的距離。

在本實施例中，該第一電極121係為工作電極，可由鈀、鉑、金、碳、或鈦等其中一種物質所製成；而該第二電極122係為對電極，可由鈀、鉑、金、銀、銀合金、鎳鉻合金、碳、鈦、或銅等其中一種物質所製成。再者，該介電物質更包含一高分子聚合物、以及一電解質；其中該高分子聚合物可為聚氯乙烯(PVC)、聚酰亞氨(Polyimide)、聚二甲基矽氧烷(PDMS)之其中一種物質，該電解質可為一種鹽類。在其他的實施例中，上可加入一第三電極，作為量測電容值時的參考電極。

如前所述，該試劑層130係用於進行生化物質檢測。為了進一步確保該檢測試片電容值量測的正確性與準確度，試劑層130更可加入格外的化學物質。例如，可在該第一電極121與該第二電極122塗佈一層聚合物和聚電解質的多微孔高分子物質。其中該試劑層130係用浸塗(dip coating)、噴繪(airbrushing)、網版印刷(screen printing)方式形成，其試劑更包含：一酵素(enzyme)、一中介劑(mediator)、以及一穩定劑(stabilizer)；該中介劑係為鐵氰化鉀、二茂鐵、鐵氰化鉀、對苯二酚、或其他氧化還原的有機化合物中的一種；該穩定劑係為一種氨基酸、或氨基酸衍生物。

舉例來說，若是該檢測試片為一血糖檢測試片，則該 試劑層130可包括一能夠辨識血糖的酵素(例如，葡萄糖氧化酶或葡萄糖脫氫酶)、一中介劑或電子捕捉劑(electron trapper)、以及一對濕度敏感的化學物質(如前述之介電質)，製成薄膜之長條狀，以加速感應時間。

圖2所示為本揭露之一種檢測試片的濕度感測方法，適用於一具有濕度感測元件的檢測試片，濕度感測方法200包含：置入一檢測試片至一具有濕度感測功能的檢測儀(如步驟210所示)；施加一特定頻率的一連續震盪波至此檢測試片(如步驟220所示)；量測此檢測試片所呈現的一電容值(如步驟230所示)；將此電容值與一門檻值比對(如步驟240所示)；當此電容值高於或等於此門檻值時，顯示此檢測試片之濕度過高，品質受損，應停止使用(如步驟250所示)；以及當此電容值低於此門檻值時，顯示此檢測試片可進行後續之生化物質檢測(如步驟260所示)。

其中，該試片所量測的電容值受到該試片溼度的影響；當溼度越高時，所量測的電容值越大。而所量測的結果係由該具有濕度感測功能的相關檢測儀顯示。

圖3所示為本揭露之一種具有檢測試片的濕度感測能力之裝置，適用於一具有濕度感測元件的檢測試片。如圖3所示，該具有檢測試片的濕度感測能力之裝置包含：一對試片電極301、一第一處理器302、一第二處理器303、一測試震盪模組304、一 系統震盪模組305、一開關306、一顯示器307以及一記憶體308；其中，該對試片電極301係用於接受一具有濕度感測元件的檢測試片；該第一處理器302係接於該對試片電極301並負責整個裝置的整體運作，包含檢測、紀錄並儲存試片的偵測結果於該記憶體308，及顯示檢測資訊於該顯示器307；該第二處理器303亦接於該對試片電極301並負責該試片的潮濕度偵測，包含判斷試片濕度是否合格、如不合格將於該顯示器307顯示一不合格訊號以提醒使用者；該測試震盪模組304係接於該對試片電極301與該第二處理器303，負責提供一震盪頻率以偵測試片濕度所產生的電容值，此震盪頻率依據待測物性質而有所不同；該系統震盪模組305係連接於該第一處理器302以提供穩定震盪頻率使其運作，該所需頻率為該第一處理器302供應商所提供規格；該開關306係連接於該第一處理器302與該第二處理器303之間，以負責在測試流程中該第一處理器302與該第二處理器303之間的切換；該顯示器307係同時連接於該第一處理器302與該第二處理器303之間以顯示來自該第二處理器303的試片濕度不合格訊息或來自該第一處理器302的試片測試結果等相關資訊；以及，該記憶體308係連接於該第一處理器302以儲存試片測試結果等相關資訊。

如前所述，該測試震盪模組304所提供之震盪頻率依據待測物性質而有所不同，通常範圍是在10MHz~120Hz，在本實施例中約為1M~1kHz。另一面，本實施例第二處理器303所使用頻率為4MHz及32.768kHz，係依供應商規格而定，但不以此為限。

以上所述者僅為依據本揭露的實施範例，當不能依此限定本揭露實施之範圍。即大凡發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本揭露專利涵蓋之範圍。

100‧‧‧具有濕度感測元件的檢測試片

110‧‧‧基板

120‧‧‧電路層

121‧‧‧第一電極

122‧‧‧第二電極

123‧‧‧濕度感應區域

130‧‧‧試劑層

140‧‧‧黏著層

150‧‧‧覆蓋層

Claims (8)

1. 一種具有濕度感測元件的檢測試片，包含：一基板；一電路層，設置於該基板之上，至少包含一第一電極、一第二電極、與一介電物質構成的濕度感應區域，該濕度感應區域係設置於該第一電極與第二電極之間，或涵蓋該第一電極與第二電極，該第一電極、第二電極、與濕度感應區域形成一溼度感測電路，以感測該試片的溼度，其中該介電物質更包含一高分子聚合物、以及一電解質；一試劑層，設置於該電路層之上，用於進行生化物質檢測；一黏著層，設置於該試劑層之上，使得該試劑層部分露出，以利進行生化物質檢測，係為一兩面皆塗佈黏著劑的墊片；以及一覆蓋層，設置於該黏著層之上，以覆蓋該黏著層，並部分露出其底下之試劑層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有濕度感測元件的檢測試片，其中該基板係由下列之一種物質所製成：聚對苯二甲酸乙二酯、聚酰亞氨、聚氯乙烯、或其他非導電性物質。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有濕度感測元件的檢測試片，其中該第一電極係為工作電極，可由鈀、鉑、金、碳、或鈦等其中一種物質所製成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具有濕度感測元件的檢測試片，其中該第二電極係為對電極，可由鈀、鉑、金、銀、銀合金、鎳鉻 合金、碳、鈦、或銅等其中一種物質所製成。
5. 如申請專利範圍第5項所述之具有濕度感測元件的檢測試片，其中該高分子聚合物可為聚氯乙烯、聚酰亞氨、聚二甲基矽氧烷之其中一種物質，該電解質可為一種鹽類。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有濕度感測元件的檢測試片，其中該試劑層係用浸塗、噴繪、網版印刷方式形成，其試劑更包含：一酵素、一中介劑、以及一穩定劑。
7. 如申請專利範圍第7項所述之具有濕度感測元件的檢測試片，其中該中介劑係為鐵氰化鉀、二茂鐵、鐵氰化鉀、對苯二酚、或其他氧化還原的有機化合物中的一種。
8. 如申請專利範圍第7項所述之具有濕度感測元件的檢測試片，其中該穩定劑係為一種氨基酸、或氨基酸衍生物。