TWI706131B - 尿液檢測試片與尿液檢測系統 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種尿液檢測試片與尿液檢測系統，其中尿液檢測系統包含尿液檢測試片和檢測裝置。此尿液檢測試片包含基材、工作電極、相對電極、參考電極、觸發電路以及保護層。保護層覆蓋工作電極、相對電極以及參考電極。保護層之開口暴露工作電極、相對電極以及參考電極之一部分。檢測裝置係用以接收尿液檢測試片，以透過尿液檢測試片來檢測尿液樣本。此檢測裝置包含試片接收模組以及無線傳輸模組。試片接收模組係用以接收尿液檢測試片，並對尿液檢測試片供電，以獲得檢測結果。無線傳輸模組係用以將檢測結果傳送至可移動式電腦裝置。

Description

尿液檢測試片與尿液檢測系統
本發明是有關於一種尿液檢測試片與尿液檢測系統。
在現代生活中，人們通常會定期進行健康檢查，以早期發現身體疾病進而提高疾病治療的成功率。然而，因為時間、交通或工作時間等等條件的限制，大部分的人難以定期進行健康檢查，因此有業者開發出許多便宜且方便攜帶的量測儀器，例如血壓計、血糖計、體脂肪測量計、尿液測量計等等來供人們自行進行健康檢查。
本發明之一方面係提供一種尿液檢測試片與尿液檢測系統，以方便人們進行尿液快篩。
根據本發明之一些實施例，前述之尿液檢測試片包含基材、工作電極、相對電極、參考電極、觸發電路以及保護層。工作電極係設置於基材表面上。相對電極係設置於基材表面上，其中相對電極與工作電極用以提供電壓差， 以使尿液樣本產生電化學反應。參考電極係設置於基材表面上，且用以提供固定參考電壓。觸發電路係設置於基材上。保護層係覆蓋工作電極、相對電極以及參考電極，其中此保護層具有開口，以暴露工作電極之一部分、相對電極之一部分以及參考電極之一部分。
在一些實施例中，前述之觸發電路包含U型導線。
在一些實施例中，前述之U型導線包含兩個端部以及一個彎曲部，其中此彎曲部被保護層所覆蓋，而此兩端部未被保護層所覆蓋。
在一些實施例中，前述之工作電極包含導體以及設置於導體上之感測膜，其中感測膜包含具有芳香雜環基團之聚醯亞胺衍生物。
在一些實施例中，前述之芳香雜環基團包含苯並咪唑或苯並噁唑。
根據本發明之一些實施例，前述之尿液檢測系統包含尿液檢測試片和檢測裝置。尿液檢測試片係用以接收尿液樣本，其中此尿液檢測試片包含基材、工作電極、相對電極、參考電極、觸發電路以及保護層。工作電極係設置於基材表面上。相對電極係設置於基材表面上，其中相對電極與工作電極用以提供電壓差，以使尿液樣本產生電化學反應。參考電極係設置於基材表面上，且用以提供固定參考電壓。觸發電路係設置於基材上。保護層係覆蓋工作電極、相對電極以及參考電極，其中此保護層具有開口，以暴露工作 電極之一部分、相對電極之一部分以及參考電極之一部分。檢測裝置係用以接收尿液檢測試片，以透過尿液檢測試片來檢測尿液樣本，其中檢測裝置包含試片接收模組以及無線傳輸模組。試片接收模組係用以接收尿液檢測試片，並透過觸發電路來觸發檢測裝置來對尿液檢測試片供電，以獲得一檢測結果。無線傳輸模組係用以接收檢測結果，並將檢測結果傳送至可移動式電腦裝置。
在一些實施例中，前述之試片接收模組具有開路電路，此開路電路具有兩端部，當觸發電路之兩端部與開路電路之兩端部接觸時，此開路電路會被導通，以觸發檢測裝置來對尿液檢測試片供電。
在一些實施例中，當檢測裝置被觸發來對尿液檢測試片供電時，檢測裝置施加電壓至工作電極、相對電極以及參考電極。
在一些實施例中，前述之工作電極包含導體以及設置於導體上之感測膜，其中感測膜包含具有芳香雜環基團之聚醯亞胺衍生物。
在一些實施例中，前述之芳香雜環基團包含苯並咪唑或苯並噁唑。
在一些實施例中，前述之可移動式電腦裝置為智慧型手機。
100‧‧‧尿液檢測試片
110‧‧‧基材
120‧‧‧觸發電路
121~125‧‧‧導線
130‧‧‧相對電極
140‧‧‧工作電極
150‧‧‧參考電極
160‧‧‧保護層
162‧‧‧開口
200‧‧‧尿液檢測試片
210‧‧‧基材
220‧‧‧觸發電路
221~225‧‧‧導線
230‧‧‧相對電極
240‧‧‧工作電極
250‧‧‧參考電極
260‧‧‧保護層
262‧‧‧開口
300‧‧‧檢測裝置
310‧‧‧電池模組
320‧‧‧參考電壓供應模組
330‧‧‧試片接收模組
340‧‧‧類比至數位轉換器
350‧‧‧無線傳輸模組
D‧‧‧電極間距
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與 實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：[圖1a]和[圖1b]係繪示根據本發明一實施例之尿液檢測系統的尿液檢測試片；[圖2a]和[圖2b]係繪示根據本發明一實施例之尿液檢測系統的尿液檢測試片；以及[圖3]係繪示繪示根據本發明一實施例之尿液檢測系統的檢測裝置的功能方塊示意圖。
請參照圖1a和1b，其係繪示根據本發明一實施例之尿液檢測系統的尿液檢測試片100，其中圖1b忽略(未繪示)保護層160。尿液檢測試片100係用以接收尿液樣本，以對其進行檢測。尿液檢測試片100包含基材110、導線121~125、相對電極130、工作電極140、參考電極150以及保護層160。相對電極130和工作電極140係用以提供一電位差，以使尿液樣本產生電化學反應，例如氧化還原反應。在本實施例中，工作電極140包含導體和設置於此導體上之感測膜。在一實施例中，前述導體之材料為金、白金、銅或導電碳，而感測膜則包覆此導體。然而，本發明之實施例並不受限於此。
感測膜包含具有芳香雜環基團之聚醯亞胺衍生物，其重複單元之結構如下：
Figure 108130495-A0101-12-0005-1
 其中，Ar為均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3',4,4'-聯苯四甲酸二酐(BPDA)、4,4'-氧酸鄰苯二甲酸酐(ODPA)與1,4,5,8-萘四甲酸酐(NTDA)等二酐化合物的衍生物。
如此，本實施例可利用工作電極對目標測定物(即過氧化氫)的靈敏度，而可藉由工作電極與目標測定物之間的氧化還原反應量測反應所產生之電流，進而可比對獲得目標測定物之濃度。在本發明之其他實施例中，芳香雜環基團可包含苯並咪唑或苯並噁唑。為了獲得較佳的量測效果，感測膜的厚度為15微米(μm)至5微米。在一實施例中，感測膜的厚度為10微米。
相對電極130係環繞工作電極140來設置，且相對電極130與工作電極140之間具有間隙D。在本實施例中，電極間距D為10毫米至40毫米，而相對電極之材料為金，但本發明之實施例並不受限於此。參考電極150係鄰設於工作電極140，以提供一固定參考電壓，其中參考電極150與工作電極140之間具有間隙。在本實施例中，參考電極150之材料可包含但不限於銀氯化銀(Ag/AgCl)電極、銀電極、汞電極，或者其他適當之材料。另外，工作電極140具有面 積A1；相對電極130具有面積A2；參考電極150具有面積A3，其中面積比例A1：A2：A3為3：3：0.5至1：1：1。
保護層160係覆蓋於導線121~125、相對電極130、工作電極140以及參考電極150上，以保護基材110、導線121~125、相對電極130、工作電極140以及參考電極150，如圖1a所示。本實施例之保護層160具有開口162，其係暴露出相對電極130、工作電極140以及參考電極150的一部分。如此，尿液檢測試片100便可透過開口162來接收尿液樣本，並對開口162中的尿液樣本進行檢測。導線121~125靠近基材110邊緣的端部並未被保護層160所覆蓋。如此，當尿液檢測試片100插入至檢測裝置後，導線121~125的端部會與檢測裝置中對應的端部直接接觸，而使得尿液檢測試片100與檢測裝置電性連接。
具體而言，導線124和125係彼此電性連接，以組成觸發電路120。當尿液檢測試片100插入至一檢測裝置時，觸發電路120可觸發此檢測裝置對尿液檢測試片100供電。當此檢測裝置對尿液檢測試片100供電時，檢測裝置會透過導線121~123來分別對相對電極130、工作電極140以及參考電極150施加電壓，以使尿液檢測試片100對尿液樣本進行檢測。在本實施例中，導線124和125彼此電性連接而形成U型導線。此U型導線的彎曲部被保護層160所覆蓋，而U型導線的兩個端部則未被保護層160所覆蓋，以提供觸發電路120的電性連接。
請參照圖2a和2b，其係繪示根據本發明另一實 施例之尿液檢測系統的尿液檢測試片200，其中圖2b忽略(未繪示)保護層260。尿液檢測試片200包含基材210、導線221~225、相對電極230、工作電極240、參考電極250以及保護層260，其中相對電極230和工作電極240係用以提供一電位差，以使尿液樣本產生電化學反應。
本實施例之相對電極230、工作電極240、參考電極250以及保護層260係類似前述實施例之相對電極130、工作電極140、參考電極150以及保護層160，不同之處在於本實施例之相對電極230、工作電極240、參考電極250以及保護層260的形狀與前述實施例之相對電極130、工作電極140、參考電極150以及保護層160不同。如圖2a所示，保護層260之開口262暴露出工作電極240之一部分，而此部分為圓形。工作電極240和參考電極250之外型則匹配此圓形部分，並環繞此圓形部分來設置。
另外，本實施例之尿液檢測試片200亦具有觸發電路220，其可用來觸發檢測裝置對尿液檢測試片200供電。由於觸發電路220之結構類似於前述之觸發電路120，故不在此贅述。
請參照圖3，其係繪示根據本發明一實施例之尿液檢測系統的檢測裝置300的功能方塊示意圖。檢測裝置300包含電池模組310、參考電壓供應模組320、試片接收模組330、類比至數位轉換器340以及無線傳輸模組350。電池模組310係用以提供電力至參考電壓供應模組320、試片接收模組330、類比至數位轉換器340以及無線傳輸模組 350。電池模組310。參考電壓供應模組320係用以提供試片接收模組330和類比至數位轉換器340所需的參考電壓。
試片接收模組330係用以尿液檢測試片100/200，以提供電力給尿液檢測試片100/200，使尿液檢測試片100/200對尿液樣本進行檢測，而獲得檢測結果(即電流值)。在一實施例中，試片接收模組330具有開路電路(未繪示)，此開路電路具有兩個端部，當觸發電路120/220之兩端部與此開路電路之兩端部接觸時，此開路電路會被導通，以觸發檢測裝置300來對尿液檢測試片100/200供電。當尿液檢測試片100/200通電後，尿液檢測試片100/200會對尿液樣本進行檢測，而試片接收模組330可量測工作電極140/240與過氧化氫之間氧化還原反應量測反應所產生之電流，以獲得相應的電流值。在本實施例中，試片接收模組330為寬頻類比前端(Analog Front End；AFE)，但本發明之實施例並不受限於此。
類比至數位轉換器340係電性連接至試片接收模組330，以將試片接收模組330所傳送的檢測結果從類比訊號轉換為數位訊號。無線傳輸模組350係電性連接至類比至數位轉換器340，以此檢測結果傳送至可移動式電腦裝置，例如使用者之智慧型手機。當使用者之智慧型手機收到檢測結果後，可將其顯示於螢幕上，以供使用者了解目前的健康狀況。另外，智慧型手機亦可將此檢測結果傳送至後台(例如雲端資料庫)並進行儲存，以方便使用者隨時查詢。
由上述說明可知，本發明之實施例提供了一種 尿液檢測系統，其包含尿液檢測試片100/200以及檢測裝置300。藉由尿液檢測試片100/200之工作電極140/240與過氧化氫之間的氧化還原反應，此尿液檢測系統量測氧化還原反應所產生之電流而獲得過氧化氫之濃度(即檢測結果)。接著，再利用無線傳輸模組350將檢測結果傳送至使用者的智慧型手機上，以供使用者了解檢測結果。如此，本發明實施例之尿液檢測系統可實現尿液快篩的功能。
雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，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。
100:尿液檢測試片
110:基材
120:觸發電路
121~125:導線
130:相對電極
140:工作電極
150:參考電極
160:保護層
162:開口
D:電極間距

Claims (8)

  1. 一種尿液檢測試片，包含：一基材；一工作電極，設置於該基材之一表面上；一相對電極，設置於該基材之該表面上，其中該相對電極與該工作電極用以提供一電壓差，以使該尿液樣本產生電化學反應；一參考電極，設置於該基材之該表面上，用以提供一固定參考電壓；一觸發電路，設置於該基材上；以及一保護層，覆蓋該工作電極、該相對電極以及該參考電極，其中該保護層具有一開口，以暴露該工作電極之一部分、該相對電極之一部分以及該參考電極之一部分；其中該工作電極包含一導體以及設置於導體上之一感測膜，其中該感測膜包含具有芳香雜環基團之聚醯亞胺衍生物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之尿液檢測試片，其中該觸發電路包含一U型導線。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之尿液檢測試片，其中該U型導線包含兩個端部以及一個彎曲部，其中該彎曲部被該保護層所覆蓋，該兩端部未被該保護層所覆蓋。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之尿液檢測試片，其中該芳香雜環基團包含苯並咪唑或苯並噁唑。
  5. 一種尿液檢測系統，包含：一尿液檢測試片，用以接收一尿液樣本，其中該尿液檢測試片包含：一基材；一工作電極，設置於該基材之一表面上；一相對電極，設置於該基材之該表面上，其中該相對電極與該工作電極用以提供一電壓差，以使該尿液樣本產生電化學反應；一參考電極，設置於該基材之該表面上，用以提供一固定參考電壓；一觸發電路，設置於該基材上；以及一保護層，覆蓋該工作電極、該相對電極以及該參考電極，其中該保護層具有一開口，以暴露該工作電極之一部分、該相對電極之一部分以及該參考電極之一部分；以及一檢測裝置，用以接收該尿液檢測試片，以透過該尿液檢測試片來檢測該尿液樣本，其中該檢測裝置包含：一試片接收模組，用以接收該尿液檢測試片，並透過該觸發電路來觸發該檢測裝置來對該尿液檢測試片供電，以獲得一檢測結果；以及 一無線傳輸模組，用以接收該檢測結果，並將該檢測結果傳送至一可移動式電腦裝置；其中該工作電極包含一導體以及設置於導體上之一感測膜，其中該感測膜包含具有芳香雜環基團之聚醯亞胺衍生物，該芳香雜環基團包含苯並咪唑或苯並噁唑。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之尿液檢測系統，其中該試片接收模組具有一開路電路，該開路電路具有兩端部，當該觸發電路之兩端部與該開路電路之兩端部接觸時，該開路電路會被導通，以觸發該檢測裝置來對該尿液檢測試片供電。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之尿液檢測系統，其中當該檢測裝置被觸發來對該尿液檢測試片供電時，該檢測裝置施加電壓至該工作電極、該相對電極以及該參考電極。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之尿液檢測系統，其中該可移動式電腦裝置為智慧型手機。
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