TWM532564U - 可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器 - Google Patents

Description

可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器

本創作有關於一種可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器。更具體來說，本創作係關於一種包括具有磁珠的葡萄糖酵素薄膜之可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器，以提升葡萄糖濃度之感測特性。

1962年Clark和Lyon提出酵素電極之觀念後，YSI公司於70年代積極投入商品化開發與生產，開啟結合酵素之生醫感測器的發展。葡萄糖感測器則係以葡萄糖氧化酵素(Glucose Oxidase,GOD)與葡萄糖發生反應進行電子傳遞。藉由電化學反應過程中，不同溶液反應出不同過氧化氫濃度後得知葡萄糖濃度。葡萄糖感測器近期朝向：精緻、高產量、快速、準確與易使用之可攜式裝置的方向發展。

近年來，具活化性之磁性材料於生醫上之應用已漸受矚目。現今有許多研究成果已初步證實，具活化性之磁性材料可被廣泛應用於蛋白質或細胞純化、核磁造影對比強化、幹細胞分化標示、核酸轉殖攜帶、免疫檢測等。磁性材料優異之生物相容性、超順磁特性、低毒性與生物催化等特優點，將其應用於葡萄糖生醫感測器，並提高酵素電極之活性面積與促 進電子傳遞之能力，進而提升感測器之感測特性。

中華民國發明專利證書第M380474號之專利前案名稱為”電化學生物感測試紙”，揭露相關於一種電化學生物感測試紙，其係包括一可區分為正面及背面之基板、一設於基板正面上之導電層、一設於基板背面一端之參數辨識元件、一覆蓋於導電層上之上隔板以及一與導電層接觸用以進行反應之反應區。當習用所提供之電化學生物感測試紙與相配合之生物感測器裝置相連接時，即可藉由辨識參辨識元件而使裝置自動選擇相對應於此批試紙之一組校正參數值，進而省去由使用者執行的參數校正步驟，簡化整體測量程序，避免使用者因疏漏或操作錯誤而導致不準確之檢測結果。

中華民國發明專利證書第M467058號的專利前案名稱為”生化感測器”，此先前技術揭露出一種生化感測器，包括基體及蓋板，基體之一表面設有一反應膜、一環繞於反應膜之環型反應膜、二電極、一導通電極及一絕緣片。導通電極位於二電極之間，導通電極靠近反應膜的一端連接二電極其中之一，二電極各一端分別接觸環形反應膜及反應膜，環形反應膜與反應膜之間形成一封閉之感測區域，且環形反應膜之厚度大於反應膜之厚度，環形反應膜、絕緣片及反應膜依序堆疊於基體上，基體與蓋板之間互相黏合。藉此，此習用透過封閉式感測區域之設計，可有效增加樣品與感測區域之反應面積、漸少樣品用量、避免樣品流失及提高判斷準確度。

中華民國發明專利證書第M260236號專利前案名稱為”血壓計及生物感測二合一之測量裝置”，此習用揭露一 種血壓計及生物感測器二合一之測量裝置，其係兼具血壓測量以及生物感測器的功能，特別是可用以測量血糖及血壓，此習用技術可共用微處理器、顯示單元、記憶體以及相關電子零件測量血糖及血壓，不但達到體積小、攜帶方便且利用率高的優點，且同時收集血壓以及血糖的資料可供後期臨床參考用，亦可做為個人醫療監控之用。

中華民國新型專利證書第M291524號專利前案名稱為”具有同時檢測多種人體生理訊息之微通道生物感測試片”，此習用揭露一種具有同時檢測多種人體生理訊息之微通道生物感測器試片，尤指一種具有複數個微通道的生物感測器試片結構，藉由人體體液(如血液)以檢測各種生理訊息，試片上設有複數個微通道，可利用毛細擴散現象將人體體液導入與微通道相連接之不同生物反應酵素區內，分別與置放於生物反應酵素區內之不同反應酵素作用，並可依次或同時進行多種待檢測物，如血糖(Glucose)、膽固醇總量(Total cholesterol)、高密度脂蛋白膽固醇(High density lipoprotein)、尿酸(Uric acid)..等生化物質含量之檢測。

中華民國新型專利證書第M465570號專利前案名稱為”檢測糖份多寡裝置”，此前案揭露一種檢測糖份多寡裝置，其包括套管、檢測裝置與探針所構成，套管之中空管體上設置有一壓塊，其壓塊向中空管體內部延伸有一勾部，而勾部係可與檢測裝置之凸榫相互扣合，另外中空管體頂側開口端螺固有一上蓋，其上蓋與滑動塊之間則裝設有一彈性元件，而檢測裝置之滑動塊係容置於中空管體內部，且滑動塊外側凸設有 一凸榫可與勾部相互扣合，而滑動塊內部設置有一檢測器，另外滑動塊底側向上穿設有一容室，其容室內可供置放一探針接合至檢測器上者，其結構係由一中空管體的內部容置有一滑動塊，而滑動塊可藉由一彈性元件的彈移作動擊發，使得滑動塊上的探針殘有檢體之葡萄糖，進而讓檢測器偵測運算糖份濃度並顯示於顯示板上，藉之，此習用結構具有方便攜帶、快速檢測糖份含量及節省製造成本之優點，進而提升其實用價值。

有鑑於此，本創作提出一可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器，藉以分析量測複數個葡萄糖溶液之特性質，並利用一可撓式基板，達到葡萄糖生醫感測器可撓之目的，而藉由一具有磁珠的葡萄糖生醫感測器陣列薄膜，可偵測上述待測溶液並產生複數個感測訊號。此外，利用微型化的參考電極可達到可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器微型化之目的。

10‧‧‧可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器

11a‧‧‧第一金屬導線

11b‧‧‧第二金屬導線

12‧‧‧可撓式基板

13‧‧‧工作電極

14‧‧‧參考電極

20‧‧‧可撓式陣列型葡萄糖生醫感測系統

22‧‧‧可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器

23‧‧‧後端量測裝置

24‧‧‧後端顯示裝置

第1圖係表示本創作一實施例之可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器示意圖。

第2圖係表示本創作一實施例之可撓式陣列型葡萄糖生醫感測系統示意圖。

第3圖係表示利用第1圖所示之可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器量測葡萄糖溶液之量測結果示意圖。

以下說明本創作之可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器的詳細實施例。然而，一般同領域技術者可輕易運用本創作實施例提供的創作概念而廣泛實施於各種特定背景。本創作所揭示的特定實施例僅用於說明以特定方法使用本創作，並非用以侷限本創作的應用範圍。

除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與本創作所屬之一般技術者所通常理解的相同涵義。能理解的例子是，在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有與本揭露相關技術、本揭露背景或本揭露上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度限縮的方式解讀，除非在此特別定義。

第1圖為本創作一實施例之可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器10之示意圖，可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器10主要包括數根第一金屬導線11a、二第二金屬導線11b、一可撓式基板12、數個工作電極13、以及二參考電極14。依據第1圖中呈現對稱2組中的其中一組，其中第一金屬導線11a、第二金屬導線11b、工作電極13和參考電極14皆設置於可撓式基板12上，且數根第一金屬導線11a與工作電極13電性連接，且第二金屬導線11b與參考電極14電性連接。於本實施例中，前述可撓式基板12包括聚對苯二甲酸乙二醇脂塑膠(PET)和葡萄糖酵素結合全氟磺酸(Nafion)。工作電極13包括具有磁珠的葡萄糖酵素薄膜，用以感測待測溶液之葡萄糖濃度，而參考電極14 則具有一微型化結構，用以提供一接地電壓準位。此外，可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器10更可包括一絕緣層(未圖示)，設置於前述可撓式基板12上並覆蓋第一、第二金屬導線11a、11b，以隔絕感測區域(工作電極13和參考電極14)以外之部分，避免感測區域(工作電極13和參考電極14)受到溶液離子干擾。於本實施例中，可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器10可藉由第一、第二金屬導線11a、11b連接至一量測儀器(未圖示)。

於本實施例中，前述第一、第二金屬導線11a、11b可包括銀膠或其他導電膠體，絕緣層則可包括環氧樹脂(Epoxy)或其他絕緣膠，而可撓式基板12之面積為40mm×30mm。

於一些實施例中，可藉由二氧化釕以射頻濺鍍系統形成於可撓式基板12上以形成前述工作電極13，且工作電極13中的具有磁珠的葡萄糖酵素薄膜係藉由共價鍵結法形成，並利用全氟磺酸聚合物(Nafion)微粒包埋法固定於工作電極13上。第一、第二金屬導線11a、11b與絕緣層則是藉由網版印刷技術形成。於一些實施例中，前述工作電極13、第一金屬導線11a、第二金屬導線11b及絕緣層以疊合之方法設置於可撓式基板12上。

第2圖為一可撓式陣列型葡萄糖生醫檢測系統20示意圖，可撓式陣列型葡萄糖生醫檢測系統20包括一可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器22(圖中簡稱感測器)，用以量測待測溶液之葡萄糖濃度，其中此可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器22與前述第1圖所示的可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器10具有相 同結構；一後端量測裝置23，用以接收可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器22量測之結果並轉換為一感測訊號；以及一後端顯示裝置24，進行感測訊號之顯示、儲存與分析。

第3圖為本創作一實施例中可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器10量測葡萄糖溶液濃度3mM至7mM之量測圖，由結果可得知前述可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器10的感測度及線性度分別為8.350mV/mM及0.985。

雖然本創作的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本創作之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本創作揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本創作使用。因此，本創作之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，本創作之保護範圍包括每一申請專利範圍構成個別的實施例，且保護範圍也包括各個實施例的組合。

雖然本創作以前述數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作。本創作所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾。因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。此外，每個申請專利範圍建構成一獨立的實施例，且各 種申請專利範圍及實施例之組合皆介於本創作之範圍內。

10‧‧‧可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器

11a‧‧‧第一金屬導線

11b‧‧‧第二金屬導線

12‧‧‧可撓式基板

13‧‧‧工作電極

14‧‧‧參考電極

Claims (10)

1. 一種可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器，包括：一可撓式基板；一工作電極，設置於該可撓式基板上，並包括一具有磁珠的葡萄糖酵素薄膜；一第一金屬導線，設置於該可撓式基板上並電性連接該工作電極；以及一絕緣層，設置於該可撓式基板上並覆蓋該第一金屬導線。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器，其中該可撓式基板材料為塑膠，且該可撓式基板面積為40mm×30mm。
3. 如申請專利範圍第1項所述之可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器，其中該第一金屬導線之材料為銀膠或其他導電膠體，並藉由網版印刷技術形成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器，該絕緣層之材料為環氧樹脂或其他絕緣膠，並藉由網版印刷技術形成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器，其中該工作電極係藉由射頻濺鍍系統形成。
6. 如申請專利範圍第1項所述之可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器，其中該具有磁珠的葡萄糖酵素薄膜係藉由共價鍵結法形成。
7. 如申請專利範圍第1項所述之可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器，其中該具有磁珠的葡萄糖酵素薄膜係藉由全氟磺酸聚合物(Nafion)微粒包埋法固定於該工作電極。
8. 如申請專利範圍第1項所述之可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器，其中該第一金屬導線、該工作電極與該絕緣層以疊合方法設置於該可撓式基板上。
9. 如申請專利範圍第1項所述之可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器，其中該可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器更包括一參考電極及一第二金屬導線，該參考電極及該第二金屬導線設置於該可撓式基板上並相互電性連接。
10. 如申請專利範圍第9項所述之可撓式陣列型葡萄糖生醫感測器，其中該參考電極具有一微型化結構。