TWI634327B - 用於量測分析物之測試條和系統及其致能方法 - Google Patents

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TWI634327B
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大衛 艾爾德
史丹利 楊
布萊恩 格斯理
約翰 楊
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英商來富肯蘇格蘭有限公司
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
    • G01N27/3272—Test elements therefor, i.e. disposable laminated substrates with electrodes, reagent and channels

Abstract

一種與分析物測試計一起使用的測試條，其包含一整合電源(如電池)，其中該測試條經組態以當插入測試計時提供充分電力完成試樣的檢驗，而該測試計內不需要一分離的電源。

Description

用於量測分析物之測試條和系統及其致能方法
本發明一般而言係關於用於可攜式測試計之分析測試條的領域，例如那些用來測量血糖者，特別是關於能提供執行這些測量所需之電力的分析測試條。
生理液(例如血液或血液衍生產品)中的分析物檢測，對於需要監測其分析物位準的人而言愈來愈為重要。血液分析物量測系統通常包含一分析測試計，其經組態為接收一生物感測器(通常是一測試條的形式)。使用者一般是藉刺破指尖皮膚以取得一小血液試樣，然後可將該試樣施加於測試條上以開始血液分析物的檢驗。由於許多這些系統為手提式且可在短時間內完成測試，病患能夠在日常生活的正常作息中，利用此等裝置而未顯著中斷其個人的例行事務。有糖尿病的人，可每天數次測量其血糖位準，作為自我管理過程之一部分，以確保其血糖的血糖控制係在目標範圍內。分析物偵測檢驗用在包括臨床實驗室測試、家庭測試等各種應用中，其中這類測試的結果在診斷與管理各種病情中扮演重要角色。所關注的分析物包括糖尿病管理中的葡萄糖、膽固醇及類似者。因應此日趨重要的分析物偵測，已經開發出各種可供臨床及家用的分析物偵測規程與裝置。
一種允許人們方便監測其血糖濃度的系統，包括一用以接收來自一使用者之血液試樣的生物感測器(例如，抛棄式測試條)，以及一讀取該測試條以測定血液試樣中之葡萄糖濃度的測試計。該測試條一般包括與測試計之電接點接合之電接觸墊，一含有試劑(例如葡萄糖氧化酶與媒介物)之試樣室以及用來形成一電化電池的電極。開始測試時，該測試條插入該測試計內並且使用者 將一血液試樣施加於該試樣室。允許分析物與氧化還原試劑反應以形成一個數量的可氧化(或可還原)物質，這數量的大小是對應於血液分析物濃度。然後經由電極施加一電壓信號至該反應試樣以用電化學方式估計該可氧化(或可還原)物質的量，並且測量與存在於初始試樣內之分析物數量有關的電氣響應(electrical response)。測試完畢後，該測試條便可丟棄。
應強調的是，對許多使用者來說，頻繁測試血糖高低可能對許多使用者的長期健康非常重要。因此，確實需要既可靠又易於使用的血糖量測系統。大多數設計供家庭用的分析物測試計都是以電池供電。有些時候會碰到電池電力用完了。在沒有替代電池可用的情況下，使用者通常無法進行測試，不論該測試是作為典型治療計畫的一部分或是在一些應該進行測試的情況下(例如一頓大餐)。
本發明一般而言係關於用於可攜式測試計之分析測試條的領域，例如那些用來測量血糖者，特別是關於能提供執行這些測量所需之電力的分析測試條。於一種實施例中，該測試條包含：一實質上平面之基材；一試樣室，形成於該基材內，該試樣室經組態用來接收來自一使用者的一試樣；以及一整合電源，經組態用來提供電力予被該測試條插入的該分析物測試計，藉此該測試計只利用該測試條提供的電力就有充分的電力可被致能以對該試樣執行一檢驗。
10‧‧‧分析物測試計
11‧‧‧殼體
13‧‧‧資料埠
14‧‧‧顯示器
16‧‧‧使用者介面按鈕
22‧‧‧測試條埠
24‧‧‧測試條
100‧‧‧分析物量測系統
101‧‧‧記憶體模組
102‧‧‧使用者輸入模組/按鈕模組
103‧‧‧使用者介面模組
104‧‧‧測試條埠連接器
105‧‧‧微控制器設定模組
106‧‧‧收發器模組
107‧‧‧天線
108‧‧‧無線收發器電路/WiFi模組
109‧‧‧無線收發器電路/Bluetooth模組
110‧‧‧無線收發器電路/NFC模組
111‧‧‧無線收發器電路/蜂巢式模組
112‧‧‧隨機存取說憶體模組
113‧‧‧唯讀記憶體模組
114‧‧‧外部儲存
116‧‧‧電力供應模組
117‧‧‧條埠電力供應
118‧‧‧電池
119‧‧‧顯示模組
120‧‧‧聲音模組
121‧‧‧揚聲器
122‧‧‧微控制器/處理模組
123‧‧‧電介面
125‧‧‧類比前端子系統
140‧‧‧資料處理系統
201‧‧‧頂保護層(帶)
203‧‧‧電池
205‧‧‧絕緣材料層
207‧‧‧測試條電池端子
213‧‧‧測試條遠端
215‧‧‧電接觸墊-電力供應端子
216‧‧‧電接觸墊-對應電極
217‧‧‧電接觸墊-第一工作電極
218‧‧‧電接觸墊-第二工作電極
219‧‧‧電接觸墊-電力供應端子
220‧‧‧相對電極
221‧‧‧第一工作電極
222‧‧‧第二工作電極
225‧‧‧絕緣體層
226‧‧‧試樣室
227‧‧‧試樣室入口
228‧‧‧試樣層
229‧‧‧底層(基材)
230‧‧‧底層基材
231‧‧‧測試條近端
301‧‧‧電接點
401‧‧‧頂絕緣層
402‧‧‧底絕緣層
403‧‧‧集電器層-陰極
404‧‧‧集電器層-陽極
405‧‧‧二氧化錳陰極層
406‧‧‧鋅陽極層
407‧‧‧電解質層-陰極
408‧‧‧電解質層-陽極
409‧‧‧分離器層
501‧‧‧步驟
502‧‧‧步驟
503‧‧‧步驟
504‧‧‧步驟
505‧‧‧步驟
併入本文且構成此說明書之一部分的附圖繪示本發明之目前較佳的實施例，並連同上文給定的先前技術及下文給定的實施方式共同用於解釋本發明的特徵(其中相似符號表示相似元件)。
圖1A繪示分析量測系統的例示性測試條的圖解。
圖1B繪示圖1A的測試條分析量測系統的例示性處理系統的圖解。
圖2A繪示一例示性測試條的分解圖。
圖2B繪示一組裝之圖2A例示性測試條的俯視圖。
圖3繪示一插入測試條埠之圖2A-2B之測試條的側視圖。
圖4繪示一製造圖2A-2B之測試條內電池組的替代性方法。
圖5繪示一說明分析物量測系統之操作方法的流程圖。
必須參考圖示來閱讀以下的詳細說明，其中不同圖式中的相似元件係以相同方式編號。圖式不一定按比例繪製，描繪選定的實施例且不打算限制本發明的範圍。此詳細說明是以範例方式而非以限制方式來說明本發明的理論。此說明能使熟悉此項技術者得以製造並使用本發明，且其敘述本發明之若干實施例、改變、變異、替代與使用，包括當前咸信為實行本發明之最佳模式者。
在整個討論的過程中並且為了提供關於附圖之適當參考架構，經常使用某些用語，如「上」、「下」、「近端」、「遠端」、「頂」、「底」及類似者。除非特別指明，這些用語並未意圖影響本發明之整體範圍。
如本文中所使用的用語「病患」或「使用者」係指任何人類或動物個體，其並未意圖將該些系統以及方法限制於僅供人類利用，雖然將本發明用於人類病患代表一較佳的實施例。
用語「試樣」意指大量的液體、溶液或懸浮液，係意欲令其經受任何其的定性或定量的測定，如：一組分的存在與否、一組分的濃度等，該組分例如為一分析物。本發明的實施例適用於全血的人類及動物試樣。如本文所述，本發明背景之典型試樣包括血液、血漿、紅血球細胞、血清及其懸浮液。
整篇說明及申請專利範圍中，搭配一數值所用的術語「約」，代表一準確度區間，係所屬技術領域中具有通常知識者所熟悉且可接受者。統御此術語的區間較佳者為±10%。除非有具體指定，上述用語不打算限縮本發明之範圍，如本文中及根據申請專利範圍所述者。
圖1A繪示一分析物量測系統100，其包括一分析物測試計10。該分析物測試計10是由一殼體11所界定，其內有一 資料處理單元(「DMU」)140，並且進一步包括尺寸大小適合用來接收生物感測器的埠22。根據一實施例，該分析物測試計10可以是一手持式血糖測試計，且生物感測器能以可插入插入測試條埠22的方式形成測試條24，用以執行血糖的測量。該分析物測試計10進一步包括複數個使用者介面按鈕16、以及一顯示器14，如一LCD顯示器，如圖1A所繪示者。葡萄糖測試條24的預定數量可以被儲存在殼體11使其進行血糖測試時可以存取使用。複數個使用者介面按鈕16是與DMU 140相結合，且可經組態以允許資料的登錄、促使資料的輸出、瀏覽呈現在該顯示器14上的目錄，並且啟動執行命令。輸出資料可包括呈現在該顯示器14上代表分析物濃度的數值。輸入資訊可包括時間、日期資訊以及與個人每日生活方式及個人的運動量相關的資訊，例如食物的攝取、藥物的使用、健康檢查的情形以及一般健康狀況。這些輸入資料可經由顯示器14上的提示索取，並且可儲存在該分析物測試計10之一記憶體模組內。具體而言，及根據本例示性實施例，使用者介面按鈕16包括標記，例如上下箭頭、文字符號「OK」等，其允許一使用者透過呈現於顯示器14上的使用者介面巡覽。雖然按鈕16在本文中係表示為分離的開關，顯示器14上一具有虛擬按鈕之觸控螢幕介面也可予以利用。
分析物量測系統100之電子組件可被配置在例如位於殼體11內之印刷電路板上並形成本文所述之系統的DMU 140。為此例示性實施例之目的，圖1B以簡化的示意圖繪示配罝於該殼體11內之數個電子子系統。DMU 140包括一微處理器形式之處理模組122、一微控制器、一特定應用積體電路(「ASIC」)、一混合信號處理器(「MSP」)、一現場可程式閘陣列(「FPGA」)或其組合，並且係電性連接至包括在或連接至該印刷電路板的各種電子模組，描述如下。處理模組122係經由一類比前端(AFE)子系統125電性連接至例如一測試條埠連接器104(「SPC」)。AFE 125在血糖測試期間是電性連接至條埠連接器104。為了測量一選定的分析物濃度，AFE 125檢測横跨分析物測試條24上之電極的電阻大小變化，使用一電位自調器指出一被施加於分析物測試條24上的試樣或 對照液。於該測試條24施加該試樣且與測試條24中之試劑反應後的一預定時間，經由於測試條24中產生電流之電極將一預設之電壓波形施加於整個反應試樣上。該AFE 125將電流量轉換成用以呈現在顯示器14上的數位形式。處理模組122經組態接收條埠連接器104、類比前端子系統125的輸出，並且也可執行一部分電位自調器的功能以及電流測量的功能。
分析物測試條24可以是一電化學葡萄糖測試條的形式，其各種實施例描述如下。該測試條24由可包括一或多個工作電極之多孔基材來界定。測試條24也可包括複數個電接觸墊，其中每個電極可以與至少一電接觸墊電性連接。條埠連接器104可經組態，以使用其本身爪狀之電接點與該電接觸墊電性接合(engage)且與電極形成電連通。測試條24可包括一試劑，其係配置於試樣接收室之一或多個內部表面上或是測試條24之試樣接收室內的電極上，如一工作電極。該試劑層可以包括酵素及媒介物。適用於試劑層的例示性酵素包括葡萄糖氧化酶、葡萄糖去氫酶(具有吡咯並喹啉苯醌輔助因子「PQQ」)及葡萄糖去氫酶(具有黃素腺鹼二核苷酸輔助因子「FAD」)。適用於該試劑層的例示性媒介物包括鐵氰化物，其於本案例中係處於氧化形式。該試劑層經組態將施加於流體試樣中之葡萄糖或其他分析物物理轉換成酵素副產品，且在此過程中產生還原的媒介物(例如，亞鐵氰化物)的量係與試樣中葡萄糖濃度成比例。該工作電極即可用來施加一形式為電壓波形的預定信號於該試樣上，並測量電流形式之還原媒介物的濃度。依次地，微控制器122可將該電流大小轉換成數值單位毫克/公升(mg/dL)之葡萄糖濃度，例如，呈現在顯示器14上。一執行此等電流測量的例示性分析物測試計，係說明於標題名稱為「System and Method for Measuring an Analyte in a Sample」之第2009/0301899 A1號美國公開之專利申請案中，其係藉由引用併入本文中，如同在本申請案中充分闡述。
顯示模組119(可包括顯示處理器與顯示緩衝區)係電性連接至電介面123上之處理模組122，用以接收及顯示輸出資料 (例如，字母數字文本與圖形資料)並且在處理模組122之控制下顯示使用者介面輸入選項。使用者介面的架構(例如，功能表選項)係儲存於使用者介面模組103中同時可由處理模組122存取，用於呈現功能表選項給血糖量測系統100之使用者。一聲音模組120包括揚聲器121，用於輸出聲音資料，其係由DMU 140接收或儲存。聲音輸出可包括例如通知、提醒、以及警報，或可包括聲音資料，其係搭配顯示器14上呈現的顯示資料予以重新播放。此類儲存的音頻資料可以透過處理模組122來存取及並以經程式設定的次數進行重播。聲音輸出之音量係藉由處理模組122予以控制，及音量設定可儲存於設定模組105中，如由處理器設定，或如由使用者調整。使用者輸入模組102接收使用者介面按鈕16的輸出並經處理後，藉由電介面123傳送至處理模組122。處理模組122可以與印刷電路板電性連接即可電性存取數位日曆鐘，用以記錄對應如血糖測量之分析物測量的時間戳記，其可包括於日後依需要存取、上傳或顯示日期及時間。顯示器14上之視覺輸出可包括例如通知、提醒、以及警報，或可包括與揚聲器121播放之聲音資料結合的視覺輸出。
一記憶體模組101，其包括但不限於依電性及非依電性之隨機存取記憶體(「ROM」)112、一可包含唯讀記憶體(「ROM」)或快閃記憶體之非依電性記憶體113，以及一用以連接至一外部可攜式記憶體元件的電路114(例如，經由一可能是USB埠的資料埠13)經由電介面123電性連接至處理模組122。外部記憶體元件可包括裝在隨身碟內的快閃記憶體元件、可攜式硬碟機、資料卡或任何其它形式的電子儲存裝置。機載記憶體可包括各種藉由處理模組122執行嵌入應用程式及儲存的演算法之形式的程式，用以分析物測試計10之操作。特別的是，自本文所述之各種模組輸出至該處理模組122，例如，可用來觸動提醒裝置提醒使用者執行血糖測試。機載記憶體也可用於儲存一使用者血糖測量的歷程記錄，包括與其相關的日期與時間。使用該分析物測試計10之無線傳送功能或經由資料埠13之有線傳送，可將此等測量資料移轉至相連的電腦或其他處理元件。
一無線模組106可包括用以無線數位資料傳送及經由一或多個內部天線107接收之收發器電路，且係透過電介面123電性連接至處理模組122。無線收發器電路的形式可為積體電路晶片、晶片組、可經由處理模組122操作的可編程功能或彼等之組合。無線收發器電路之每一者，各與一不同的無線傳輸標準相容。例如，一無線收發器電路108可與已知為WiFi的無線區域網路IEEE 802.11標準相容。收發器電路108可經組態，以檢測分析物測試計10近接處之一WiFi存取點，及傳送以及接收資料自此一檢測的WiFi存取點。一無線收發器電路109可與藍牙規程相容，並經組態，以檢測與處理傳送自分析物測試計10近接處之一藍牙信標的資料。一無線收發器電路110可與近場通信(「NFC」)標準相容，並經組態以建立與分析物測試計10近接處之另一NFC相容裝置的無線電通信。一無線收發器電路111可包含一電路，用於與蜂巢式網路進行蜂巢式通訊，以及係經組態，以檢測及連結至可用的蜂巢式通訊塔。
一電力供應模組116可電性連接至殼體11內之全部模組以及處理模組122，電力供應模組116提供電力給前述模組。電力供應模組116可包含標準或可充電式電池118。電力供應模組116透過電介面123電性連接至處理模組122，使得處理模組122因此可以監測電力供應模組116的電池組所剩餘的電力大小。處理模組122可用以檢測與顯示電力大小指示於分析物測試計100之顯示器14上，以指示電池118當前的電力大小。電力大小可經由檢測並以數位的形式顯示於顯示器14上，例如，藉著使對應的指示條(indicator bar)發亮，若電池的電力被即將耗盡，該顯示器及聲音警報的顯示及聲響功能可被啟動，用以指示一低電力的情況。
在一實施例中，可安裝電力供應模組116之電池118供有限的使用。如下所述，測試條24上具有一電源，該電源可用以提供檢驗該測試條24內之一試樣全部所需的電力。因此，分析物量測系統100可依賴電力供應模組116之電池118供應各種組件之電力，如聲音裝置、收發器、功能表選項等等，而對於測試計該測 試條24具有提供足夠的電力以執行一試樣檢驗(essay)。本文揭露之實施例可發揮功用的另一情境是當一分析物測試計未預期的耗盡電池電力或其他電力供應，以致於無法供應足夠之電力以完成一試樣檢驗。本文揭露之測試條實施例，可藉供應電力以完成檢驗使分析物測試計穩當的運轉。
在另一實施例中，可提供的是一簡化量測系統100，其中分析物測試計並不包括一常駐電源，其係經過組態，以自常駐於該測試條24上之電源接收足夠的電力以執行一試樣檢驗，並顯示結果於分析物量測系統100之顯示器14上一段有限的時間。此一簡化設計的量測系統100可進一步排除典型的檢測電路，例如，感應被動測試條插入測試條埠22中。所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解到，可由測試計本身之電池電力來提供各種組合的功能，且可由具有電源的測試條來供電給其各種功能。可設想一簡化的分析物測試計10之製造，其不需要內部電源，而是依賴一測試條電源以供應電力至分析物測試計。
一般而言，參看圖2A-2B，測試條24包含一入口227，用於接收測試條24遠端213之一試樣。入口227直接通向試樣室226與電極220-222連通。試樣室226包括一曝露的試劑層228，其與施加於其中的試樣反應。分析物測試計10之微控制器122以程式化的方式產生電信號，用於經由與電極220-222電氣連通在反應的試樣上執行檢驗。經由第一工作電極將電壓信號傳送通過該試樣，從而測量一試樣感應信號，進而在第二工作電極測定該試樣之一分析物的濃度。組合於測試條24內之電池203供應電力給分析物測試計10，用來執行試樣檢驗。測試條24可有各種組態，但典型的形式是一或多個鋼性或半綱性層，具有充分的結構完整性以允許處理與連接至一分析物量測系統，將進一步詳述如下。測試條24可由各種材料形成，包括塑膠及其他絕緣材料，並可使用黏著劑塗覆於各層而予以組合。試劑層228以外之各層的材料，典型的是一種絕緣性(無傳導性)且可以是惰性與/或無電化學功能者，其中，這些 材料不易隨時間而腐蝕，也不會與施加於試樣室226中之一試樣起化學反應。
參照圖2A-2B有更詳細的說明，測試條24包括由一平面結構一般性定義的複數層。一底層229是由一絕緣基材230製成。該基材230之遠端213進一步包括一絕緣體層225與一沉積於其上之試劑層228。試劑層228可由各種材料形成，包括各種媒介物與/或酵素。以非限制的實例來說，適合之媒介物包括鐵氰化物、鐵莘、鐵莘衍生物、鋨聯吡啶複合體(osmium bipyridyl complexes)與醌衍生物。以非限制的實例來說，適合之酵素包括葡萄糖氧化酶、基於吡咯並喹啉苯醌輔助因子(PQQ)之葡萄糖脫氫酶(GDH)、基於菸醯胺腺雙核苷因子之GDH與基於FAD之GDH。適合製備該試劑層228之一例示性試劑配方說明於標題名稱為「Method of Manufacturing a Sterilized and Calibrated Biosensor-Based Medical Device」之第7,291,256號美國專利中，其係引用合併於本文中，如同完全在本申請案中所提出者。試劑層228可使用各種過程形成，如槽塗布、自一管的底端配進、墨洗(ink jetting)以及網板印刷。雖然未詳細討論，但所屬技術領域中具有通常知識者亦將明白本文揭露之該試劑亦可含有一緩衝劑、一潤濕劑與/或一安定劑。
配置於基材230之一近端231的複數個接觸墊215-219，其係位於插入分析物測試計10之測試條埠22之測試條24的末端。自位於基材230之近端231之接觸墊延伸至該基材230之遠端213的複數個電極包括電性連接至相對電極接觸墊216的一相對電極220；第一工作電極221，其係與第一工作電極接觸墊217電性連接；以及一第二工作電極222，其係與第二工作電極接觸墊218電性連接。電極220-222曝露於試樣室226，在一試樣被施加於試樣室226後，用來與一反應的試樣直接電性接觸。導電圖案形成之電接觸墊215-219與電極220-222可由任何導電材料形成，包括不昂貴的材料，如鋁、碳、單層石墨、石墨、銀墨、氧化錫、氧化銦、銅、鎳、鉻及其合金。然而，可選擇性地使用具傳導性之貴金屬，如 鈀、鉑、銦錫氧化物或金。該傳導層可藉各種過程沉積於基材層230，如濺鍍，無電電鍍、熱蒸發以及網板印刷。
一絕緣材料層205是附著於底層229之遠端213，位於至少一部分之絕緣層225、試劑層228之上，並且是在一部分電極220-222之上。絕緣層205具有一形成於其中、位於試劑層228之上的開口，其界定一試樣室226的內壁，該試樣室與試劑層228與電極220-222相通。一頂保護層201和絕緣層225分別形成試樣室226之頂與底表面。當提供一流體試樣於室226內且電耦合至分析物量測系統或裝置時，試樣室226、試劑層228以及電極220-222於是形成一電化電池。所屬技術領域中具有通常知識者能明白電接觸墊215-219與電極220-222可具有闡述之外的各種組態。測試條24可包括本文所闡述之外的額外層。
在一例示性實施例中，試樣室之容量可在約0.1微升至約5微升之範圍，較佳的是約0.2微升至約3微升，且更較佳的是約0.2微升至約0.4微升。為提供小量，入口227之面積可自約0.005cm2至約0.2cm2之範圍，較佳的是約0.0075cm2至約0.15cm2，且更較佳的是約0.01cm2至約0.08cm2，且絕緣層205之厚度可自約1微米至500微米之範圍，且更較佳的是約10微米至400微米，且更較佳的是約40微米至200微米，且甚至更較佳的是約50微米至150微米。如同熟悉本技術者能明白者，試樣室的容量及入口227之面積可顯著的改變。
為例示性實施例之目的，一具有電壓端子207之超薄電池203可使用傳導性黏著劑黏附至底層，使各電池端子207與接觸墊215、219中之一電性連接。非傳導性保護頂層201遮蓋測試條24，剩下的接觸墊215-219露在外面，如圖2B之完整測試條組成中所示。
參照包括圖3在內的圖示，當分析物測試計10之測試條埠22插入測試條24之近端231時，分析物測試計10內之電接點形成爪301，以與測試條24之接觸墊215-219電性連接。如圖3所繪示，分析物測試計10的測試條埠22接收測試條24，利用對應 於測試條24之接觸墊215-219接合之金屬爪301將分析物測試計10與電接觸墊接合，例如圖3中之接觸墊219。爪301包含可由一傳導性金屬材料製造之伸縮性彈簧臂，其伸縮允許測試條24的插入，接觸墊215-219因此得以建立與分析物測試計10之例示性爪301足夠的歐姆接觸。
雖然圖3之側視圖清楚的繪示一接觸墊219與一電爪301，但將瞭解到其餘接觸墊215-218是配置在與接觸墊219相鄰(如圖2A-2B中所繪示)，且額外的爪301是配置在分析物測試計10內各接觸墊215-19。因此，分析物測試計10與對應的電池220-222電性連接，其允許微控制器122與測試條電極220-222之間的電氣連通。
分析物測試計10的兩個爪301內部連接至分析物測試計電力供應模組116之條埠電力供應117。當測試條24插入測試條埠22內時，爪301與測試條24之電力供應接觸墊215、219的各一端接合，測試條24將電力以電壓與電流的形式輸送至分析物測試計10。當測試條裝配時，電力供應接觸墊215、219的另一端，依次地，分別與電池端子207中之一電性連接，電池203從而以電壓及電流的形式供電至分析物測試計10。
已經使用電測試證明由分析物測試計10執行的單一試樣檢驗，以及從而測定的分析物濃度將呈現在分析物測試計10之一顯示器14上，在最大電流約50mA下可能需要一最大約五(5)分鐘之測試計運轉時間，因此需要一能夠儲存約4.2mAh(毫安培小時)電荷(電能容量)的電池203。因此，使用一具有充分電能容量之超薄電池製造測試條24，則測試條能夠送電至分析物測試計10，因此分析物測試計10本身不需要其他的電源即可完成試樣檢驗。市售具有充分電能容量且其型式可與測試條24之組成相容的電池實例，包括一由中國的GMB Co.,Ltd.所製造的超薄二氧鋰錳電池(零件號碼CP452922)；以及一由以色列的Power Paper,Ltd.所製造的鹼性鋅二氧化錳式紙電池。這些超薄電池的實例是在薄膜基材上製造，如紙或聚合物，其厚度小於0.5毫米，能量密度自約0.5 mAh/cm2至約2.5mAH/cm2，以及供電電壓約1.5V至約4V。例示性電池的型式包括鋰聚合物、鋰二氧化錳、以及鋰亞硫醯氯。如圖2A所示，此一薄膜電池203可使用例如一傳導性黏著劑使其各端子207與接觸墊215、219的一端相連。
參照圖4，繪示的是在測試條24內製造一整合電池203的替代方法。雖然整合電池203已在本說明書中描述為使用市售之實施例預製，但是一鹼性電池203可如下所述直接在測試條24之底層229上之電極215-219上形成。先在基材230上之電極215-219上施加絕緣層402，接著是一位於絕緣層402上之金屬集電器層404，如鋁。接著是在集電器404上形成一鋅陽極層406，然後是一位於集電器404上的電解質層408。這些步驟完成陽極端子之形成。在陽極端子上施加絕緣分離器層409而形成。接著，陰極端子如下所述之方式與陽極成對稱的順序而形成。第二電解質層407形成於分離器層409上，接著是一位於電解質層407上的二氧化錳陰極層405。另一金屬集電器層403，如鋁，形成於陰極層405上。一絕緣頂層401形成於集電器層403上。如上所述之保護頂層201可以用作絕緣層401，或者保護頂層201係添加於絕緣頂層401上(即並非將保護頂層201作為絕緣層401來使用)。
電池203使用如上所述之步驟，可以在形成試樣室226(施加絕緣層205至底層229)之前或之後來加工製造。電池層401-409可使用各種過程形成，如濺鍍、無電電鍍、熱蒸發以及網板印刷。
參照圖5，繪示一流程圖以展示由分析物量測系統100執行的方法，其步驟501係在測試條埠22插入測試條24時被觸發。因為電力供應接觸墊215、219連接至測試條的整合電源(例如電池203)，所以當分析物測試計SPC 105之接點301與電力供應接觸墊215、219接合時，分析物測試計SPC 104會接收一電壓信號。此電壓信號是在SPC 104被檢測且微控制器122測定已被插入的測試條24。在步驟502，微控制器122測定電池供應電力118的量，是否高到足以供應充分的電力以完成插入之測試條24上之一試樣(由 使用者提供)的檢驗。執行試樣上之檢驗所需的電力供應量可預先測定並儲存於機載記憶體101內，由微控制器122存取以進行測定。在步驟502中判斷微控制器122測定之電力大小足夠時會執行步驟503，則分析物量測系統100使用內部電池電力供應118來繼續執行其通常程序的檢驗。
在步驟502中判斷微控制器122測定之電力大小不足以執行檢驗時會執行步驟504，則分析物量測系統100會在顯示器14上顯示低電力(低電壓)的指示，其可包括一視覺指示結合使用揚聲器121的聲音通知。因應低電壓的測定，測試條24具有整合電源(例如電池203)能夠使分析物量測系統100只使用整合電源(例如電池203)所提供的電力來執行檢驗。對於步驟505，分析物量測系統100(經由與電力供應接觸墊215、219之接合)會使用測試條24內之整合電源(例如電池203)所提供的電力繼續依通常的順序執行檢驗。
如所屬領域技術熟練者將了解的是，本發明的態樣可實施成一系統、方法或電腦程式產品。據此，本發明態樣的形式可以是一完全硬體實施例、一完全軟體實施例(包括韌體、常駐軟體、微碼、等)，或是一在本文內通稱為一「電路」、「模組」、「子系統」、與/或「系統」之合併軟體及硬體態樣的實施例。再者，本發明態樣的形式可以是實施於一或多個電腦可讀取媒體、具有可於其上實施之電腦可讀取程式碼之電腦程式產品。
一或多個(種)電腦可讀取媒體之任何組合都可予以利用。電腦可讀取媒體可為一電腦可讀取信號媒體、或一電腦可讀取儲存媒體。一電腦可讀取儲存媒體可為，例如但不限於一電子、磁性、光學、電磁、紅外線、或半導體系統、儀器、或裝置、或以上任何適當的組合。電腦可讀取儲存媒體的更具體實例，將包括下列：具有一或多條電線之電性連接、手提式電腦碟片、硬碟、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、可擦拭型可編程唯讀記憶體(EPROM或快閃記憶體)、光纖、手提式光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、光學儲存裝置、磁性儲存裝置、或以上任何適當 的組合。在本文件的上下文中，一電腦可讀取儲存媒體可為任何有形、非暫時性媒體，其可含有、或儲存一程式，由一指令執行系統、儀器、或裝置利用、或與其連接。
在一電腦可讀取媒體上實施的程式碼及/或可執行指令，可利用任何適當的媒體來傳送，包括但不限於無線、有線、光纖纜線、射頻等、以上任何適當的組合。
該電腦程式指令亦可被下載到一電腦、其它可編程資料處理設備或其他裝置上，以導致一連串的操作步驟在該電腦、其它可編程設備或其他裝置上施行，以產生一電腦實施程序，使得該電腦或其他可編程設備上執行的該等指令提供程序，用來實施流程圖及/或方塊圖之一或多個方塊中，具體指定之功能/動作。
再者，本文中所述的各種方法可用於產生軟體程式碼，利用的是現成的軟體開發工具。然而，亦可以將該方法轉換成其他軟體語言，取決於編碼該方法的新軟體語言之需求與可得性而定。
圖1A-5零件表
10 分析物測試計
11 測試計(殼體)
13 資料埠
14 顯示器
16 使用者介面按鈕
22 測試條埠
24 測試條
100 分析物量測系統
101 記憶體模組
102 按鈕模組
103 使用者介面模組
104 條埠連接器
105 微控制器設定模組
106 收發器模組
107 天線
108 WiFi模組
109 藍牙模組
110 NFC模組
111 蜂巢式模組
112 隨機存取記憶體模組
113 唯讀記憶體模組
114 外部儲存體
116 電力供應模組
117 條埠電力供應
118 電池電力供應
119 顯示器模組
120 聲音模組
121 揚聲器
122 微控制器(處理模組)
123 電介面
125 類比前端子系統
140 資料管理單元
201 頂保護層(帶)
203 電池
205 絕緣材料層
207 測試條電池端子
213 測試條遠端
215 電接觸墊-電力供應端子
216 電接觸墊-相對電極
217 電接觸墊-第一工作電極
218 電接觸墊-第二工作電極
219 電接觸墊-電力供應端子
220 相對電極
221 第一工作電極
222 第二工作電極
225 絕緣層
226 試樣室
227 試樣室入口
228 試劑層
229 底層(基材)
230 底層基材
231 測試條近端
301 電接點-分析物測試計
401 絕緣頂層-電池
402 絕緣底層-電池
403 集電器層-陰極
404 集電器層-陽極
405 二氧化錳陰極層
406 鋅陽極層
407 電極層-陰極
408 電極層-陽極
409 分離器層
501 步驟-檢測條插入
502 步驟-電力供應是否足夠檢驗？
503 步驟-使用測試計電力供應繼續檢驗順序
504 步驟-啟動低電力指示器
505 步驟-使用測試條整合電源繼續檢驗順序
雖已藉由特定變化例及例示圖來說明本發明，此技藝中具有通常知識者可理解本發明不限於所述之變化例或圖形。此外，在上述方法及步驟指示以某種順序發生之特定事件之處，此技藝中具有通常知識者可理解可修改某些步驟的順序且這類修改係根據本發明之變化例。另外，當可行時，可以在平行程序中共同地執 行，還有如上述般相繼地執行其中一些步驟。因此，本專利意圖涵蓋落在揭示內容之精神內或與申請專利範圍中出現之等效變化例。

Claims (20)

  1. 一種與一分析物測試計一起使用之測試條，該測試條包含：一實質上平面之基材；一試樣室，形成於該基材內，該試樣室經組態用來接收來自一使用者的一試樣；以及一整合電源，經組態用來提供電力予被該測試條插入的該分析物測試計，藉此該分析物測試計只利用該測試條提供的電力就有充分的電力可被致能以對該試樣執行一檢驗。
  2. 如申請專利範圍第1項之測試條，其中該整合電源包含至少一電池。
  3. 如申請專利範圍第2項之測試條，其中該至少一電池是一組電池中至少一種，該組電池包含一鋰離子電池、鋰聚合物電池、鋰二氧化錳電池、鋰亞硫醯氯電池以及一紙電池。
  4. 如申請專利範圍第1項之測試條，其中該基材包含複數個加長平面層，且其中該整合電源包含該複數個加長平面層中至少一層之至少一部分。
  5. 如申請專利範圍第4項之測試條，進一步包含連接至該整合電源之多個電接觸墊，該等電接觸墊經組態以在該測試條插入時接合該分析物測試計的電接點。
  6. 如申請專利範圍第5項之測試條，其中該等電接觸墊是該複數個加長平面層中一層之至少一部分。
  7. 如申請專利範圍第2項之測試條，其中該測試條進一步包含一電極，用來施加一第一電信號至該試樣，該第一電信號的產生，係藉由該分析物測試計利用由該至少一電池提供的該電力來產生。
  8. 如申請專利範圍第7項之測試條，其中該測試條進一步包含一電接觸墊與該分析物測試計連接，用來接收來自該分析物測試計之該第一電信號。
  9. 如申請專利範圍第8項之測試條，其中該測試條進一步包含一第二電接觸墊與該分析物測試計連接，該第二電接觸墊用來傳 送一第二電信號至該分析物測試計，該第二電信號是由該試樣回應該第一電信號所產生。
  10. 如申請專利範圍第9項之測試條，其中該至少一電池具有充分的電能容量，以賦能該分析物測試計之一顯示器而將一對應於該第二電信號之分析物濃度呈現於該顯示器。
  11. 一種分析物量測系統，其包含：一測試條，包含一試樣室、一整合電源，以及多個接觸墊，該試樣室用來接收來自一使用者的一試樣，且該等接觸墊與該整合電源電性連接；以及一分析物測試計，包含多個電接點，該等電接點與插入該分析物測試計之測試條的該等接觸墊接合，其中該整合電源經組態用來提供電力予被該測試條插入的該分析物測試計，使得該分析物測試計接收來自該整合電源之電力以對來自該使用者的該試樣上執行一檢驗。
  12. 如專利申請範圍第11項之分析物量測系統，其中該等電接點提供一可檢測的電信號予該分析物測試計用來指示該測試條插入該分析物測試計。
  13. 如專利申請範圍第12項之分析物量測系統，其中該可檢測的電信號係來自該整合電源之該電力的一電壓位準。
  14. 如專利申請範圍第11項之分析物量測系統，其中該整合電源包含至少一電池。
  15. 一種致能一分析物量測系統的方法，該方法包含：插入一測試條至一分析物測試計，該測試條包含一整合電源，能夠致能該分析物測試計以執行一檢驗；以及該分析物測試計與該測試條的電力供應接點接合，該電力供應接點與該整合電源電性連接。
  16. 如專利申請範圍第15項之方法，進一步包含該分析物測試計測定該分析物測試計之一內部電力供應之一電力供應位準。
  17. 如專利申請範圍第16項之方法，進一步包含該分析物測試計回應測定到該內部電力供應位準超過一預選的量值而使用該內部電力供應以執行該檢驗。
  18. 如專利申請範圍第15項之方法，進一步包含該分析物測試計回應該測試條之該等電力供應接點之一檢測到的電壓位準而檢測該測試條的插入。
  19. 如專利申請範圍第16項之方法，進一步包含該分析物測試計回應測定到該內部電力供應位準不足以執行該檢驗而於該分析物測試計之一顯示器上顯示一低電壓指示。
  20. 如專利申請範圍第19項之方法，進一步包含回應該測定到該內部電力供應位準不足以執行該分析物之量測，而經由該測試條之該電力供應接點使用該整合電源提供之電力以執行該檢驗。
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