專利名稱：可多次使用的生物檢測(cè)試片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種個(gè)人用的生物檢測(cè)試片，尤其是指一種單一片可以多次使用的血液生物檢測(cè)試片，以及可以以一滴血同時(shí)測(cè)量?jī)煞N以上相同或不同檢驗(yàn)項(xiàng)目的生物檢測(cè)試片。
背景技術(shù)：
目前所有市面上的血糖檢測(cè)試片都是只能使用一次、用完即丟的試片。這種試片對(duì)于發(fā)展中或未發(fā)展國(guó)家的糖尿病患者來(lái)說(shuō)，實(shí)在太過(guò)于昂貴、負(fù)擔(dān)不起，而無(wú)法定期依據(jù)病情作血糖檢測(cè)，甚而危及生命。他們非常需要一種更便宜的血糖檢測(cè)試片。同時(shí)，目前市面上的血糖試片精確度也不夠，限于他們使用的材質(zhì)及方法，常常造成超過(guò)百分之三十以上的誤差。而且，除了歐美少數(shù)品牌以外，都需要十五到三十秒的測(cè)量時(shí)間，測(cè)量時(shí)間比較長(zhǎng)。
因此，需要提供一種便宜且測(cè)量更準(zhǔn)確、測(cè)量時(shí)間短的血糖檢測(cè)試片?；蛘?，需要提供一種在單個(gè)一次性、用完即丟的生物檢測(cè)試片上能多次使用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及方法，以減少使用者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。本案發(fā)明人在美國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)案號(hào)No.10/704,701中首次提出了在單一試片上能多次使用的電化學(xué)試片，但內(nèi)容與本申請(qǐng)案不同，該在先美國(guó)申請(qǐng)案所述的試片有不容易折斷的問(wèn)題，以及在同一試片上的多數(shù)個(gè)反應(yīng)區(qū)至電極導(dǎo)線電極頭之間所產(chǎn)生的電阻都不相同，致其所測(cè)得的檢側(cè)值誤差相當(dāng)大，而存在改良的必要。
另，Shiro Nankai等人申請(qǐng)的美國(guó)專利5,120,420公開(kāi)了一種在一片試片上有多條電極導(dǎo)線的方案，可以同時(shí)為多個(gè)檢品檢測(cè)其血糖濃度，再取其平均值，以增加準(zhǔn)確度。但是這種方法需要比較多的血液量，對(duì)于病患在家自我檢測(cè)而言，并不可行。同時(shí)，這種方法也無(wú)助于降低使用者的檢測(cè)費(fèi)用。
再者，有很多研究報(bào)告及專利提出各種方法以提高測(cè)量的準(zhǔn)確度或檢測(cè)速度。例如，Thomas Y.S.Shen的美國(guó)專利6,491,803有提到采用納米金屬粉以增加導(dǎo)電度及減少反應(yīng)時(shí)間，但仍然需要十五秒鐘的測(cè)量時(shí)間。Hart(Biosensors & Bioelectronics，13333-339，1996)發(fā)現(xiàn)在電極表面加入白金粉末可以增加導(dǎo)電度以改善測(cè)量的準(zhǔn)確度，然而這些效果還不夠好。C.D.Wisley等人的美國(guó)專利6,541,216指出利用等離子體處理銀電極和碳電極的表面可以增加試片測(cè)量的準(zhǔn)確度。但是，以上這些方法并不能達(dá)到所要求的經(jīng)濟(jì)上比較便宜、測(cè)量更準(zhǔn)確、及測(cè)量速度更快的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的就是能提供一種更便宜、測(cè)量更準(zhǔn)確、測(cè)量時(shí)間更短的血糖檢測(cè)試片。
本發(fā)明的另一個(gè)主要目的就是能提供一種血糖檢測(cè)試片，只要采一滴血、痛一次，用一滴血就能測(cè)得多種相同或不同的檢品讀值；用一滴血就能測(cè)得多種相同的檢品讀值的目的是為了能多做幾次血糖檢測(cè)，取得平均值以增加準(zhǔn)確度，但不必多次采血，可減少采血的疼痛；而用一滴血就能測(cè)得數(shù)種不同的檢品讀值的目的也可以是用于同時(shí)做不同項(xiàng)目的檢測(cè)。
為達(dá)上述的目的，本發(fā)明提供了一種可多次使用的生物檢測(cè)試片，其主要包含一種每片能多次使用的一次性、用完即丟式的電極試片的結(jié)構(gòu)及所含的化學(xué)載體，用以配合生物感測(cè)檢測(cè)裝置使用，并根據(jù)檢品于生物反應(yīng)中所產(chǎn)生的電效應(yīng)，檢出該檢品的成分及測(cè)定其濃度。本發(fā)明的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)是由四層的薄片粘貼而成，而薄片上有各種沖孔所形成的空間可以產(chǎn)生三個(gè)相同的反應(yīng)區(qū)，并于各反應(yīng)區(qū)上置有生物反應(yīng)載體，僅需要2μl的血液量，藉由虹吸的原理，血液會(huì)被吸入反應(yīng)區(qū)后隨即與其上的生物反應(yīng)載體起電化學(xué)反應(yīng)，并且藉由分析該電化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果能得知該血液檢品的血糖濃度。同時(shí)該薄片另有各種沖孔所形成的空間能使該試片因應(yīng)力集中因素而能將用過(guò)的試片輕易折斷，以利第二、三次再使用其它未使用的部分；在最底層的薄片上有兩條正負(fù)極導(dǎo)電電極以傳導(dǎo)反應(yīng)的電化學(xué)訊號(hào)，且該電極導(dǎo)線被設(shè)計(jì)成使每個(gè)電化學(xué)反應(yīng)區(qū)的正負(fù)電極與測(cè)量電極頭上的正負(fù)電極間具有相同電阻，具有相同電阻是本發(fā)明所揭示的試片能多次使用的關(guān)鍵因素，也是不可或缺的要素，本發(fā)明首次采用這種方法。每個(gè)電化學(xué)反應(yīng)區(qū)的正負(fù)電極會(huì)將其上的化學(xué)載體與血液反應(yīng)所產(chǎn)生的電化學(xué)反應(yīng)訊號(hào)傳到測(cè)量電極頭上的正負(fù)電極，然后可被血糖測(cè)試機(jī)判讀其血液檢品的血糖讀值。至于本發(fā)明開(kāi)發(fā)的化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的配方是含有羥丙甲基纖維素(hydroxypropyl methyl cellulose)，以使其化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)平均分布，這與美國(guó)專利5,120,420所采用的羧甲基纖維素(Carboxymethylcellulose)，以及中國(guó)臺(tái)灣TW374116號(hào)及美國(guó)專利6,413,394B1所采用的微晶纖維素(Microcrystalline cellulose)不同，是本發(fā)明首次采用。
除此之外，本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)，還可以通過(guò)添加多壁及單壁(Multi-walled和single walled)納米碳管以增加導(dǎo)電速率、減少檢測(cè)時(shí)間，它可以將反應(yīng)時(shí)間由一般的三十秒減少到四秒甚至二秒鐘，并可提供適當(dāng)?shù)谋砻鎻埩氨砻婺?，以防止血液凝固。這樣一來(lái)，本發(fā)明所提供的試片可以多次重復(fù)使用，而且可以很迅速地得到很準(zhǔn)確的結(jié)果。
再者，若將上述四層所形成的試片于其最上層再加貼同樣的四層或八層，但其虹吸進(jìn)血位置皆在相同位置，則以一滴血可以被虹吸到兩個(gè)或三個(gè)不同的、獨(dú)立的反應(yīng)區(qū)，做相同的或不同的生物反應(yīng)檢測(cè)，因此以一滴血可以同時(shí)測(cè)量?jī)煞N以上的相同或不同項(xiàng)目。如果以一滴血同時(shí)測(cè)量?jī)煞N以上的相同檢品時(shí)，可以取其平均值以增加其準(zhǔn)確度；但如果以一滴血同時(shí)測(cè)量?jī)煞N以上的不相同項(xiàng)目時(shí)，則可以減少每一次采血的疼痛。
根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施方案，本發(fā)明提供了一種可多次使用的生物檢測(cè)試片，主要由四層薄片、兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線、及置于反應(yīng)區(qū)的化學(xué)載體所組成；所述四層薄片包含上貼有兩條有兩組以上工作電極及參考電極的電極導(dǎo)線的底層、有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的反應(yīng)區(qū)沖孔的第二層、有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的血液虹吸內(nèi)凹的第三層、及有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的出氣口的第四層；其中所述兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線，其各個(gè)工作電極或參考電極到電極頭的電阻相同。
根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施方案，本發(fā)明還提供了另一種可多次使用的生物檢測(cè)試片，主要由三層薄片、兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線、及置于反應(yīng)區(qū)的化學(xué)載體所組成；所述三層薄片包含上貼有兩條有兩組以上工作電極及參考電極的電極導(dǎo)線的底層、有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的血液虹吸內(nèi)凹的第二層、及有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的出氣口的第三層；其中所述兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線，其各個(gè)工作電極或參考電極到電極頭的電阻相同。
根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施方案，本發(fā)明還提供了另一種可多次使用的、且一滴血可檢驗(yàn)三種相同或不相同檢測(cè)項(xiàng)目的生物檢測(cè)試片，主要由八層、十二層或十六層以上的薄片、及四條、六條或八條以上且每組導(dǎo)線具有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線、及置于反應(yīng)區(qū)的化學(xué)載體所組成；所述八層、十二層或十六層以上的薄片包含上貼有兩條有兩組以上工作電極及參考電極的電極導(dǎo)線的底層、有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的反應(yīng)區(qū)沖孔的第二層、有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的血液虹吸內(nèi)凹的第三層、及有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的出氣口的第四層；其中所述兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線，其各個(gè)工作電極或參考電極到電極頭的電阻相同。
根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施方案，本發(fā)明還提供了另一種可多次使用的、且一滴血可檢驗(yàn)三種相同或不相同檢測(cè)項(xiàng)目的生物檢測(cè)試片，主要由六層、九層或十二層以上的薄片、及四條、六條或八條以上且每組導(dǎo)線具有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線、及置于反應(yīng)區(qū)的化學(xué)載體所組成；六層、九層或十二層以上的薄片包含上貼有兩條有兩組以上工作電極及參考電極的電極導(dǎo)線的底層、有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的血液虹吸內(nèi)凹的第二層、及有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的出氣口的第三層；其中所述兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線，其各個(gè)工作電極或參考電極到電極頭的電阻相同。
根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施方案，本發(fā)明還提供了另一種可多次使用、且血液入口在側(cè)面的生物檢測(cè)試片，主要由三層薄片、兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線、及置于反應(yīng)區(qū)的化學(xué)載體所組成；所述三層薄片包含上貼有兩條有兩組以上工作電極及參考電極的電極導(dǎo)線的底層、有三個(gè)獨(dú)立的血液虹吸內(nèi)凹的第二層、及有三個(gè)獨(dú)立的出氣口的第三層；其中所述兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線，其各個(gè)工作電極或參考電極到電極頭的電阻相同。
根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施方案，本發(fā)明還提供了另一種可多次使用、血液入口在側(cè)面、且一滴血可檢驗(yàn)三種相同或不相同檢測(cè)項(xiàng)目的生物檢測(cè)試片，主要由六層、九層或十二層以上的薄片，四條、六條或八條以上且每組導(dǎo)線具有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線、及置于反應(yīng)區(qū)的化學(xué)載體所組成；所述六層、九層或十二層以上的薄片包含上貼有兩條有兩組以上工作電極及參考電極的電極導(dǎo)線的底層、有三個(gè)獨(dú)立的血液虹吸內(nèi)凹的第二層、及有三個(gè)獨(dú)立的出氣口的第三層；其中所述兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線，其各個(gè)工作電極或參考電極到電極頭的電阻相同。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，本發(fā)明提供的可多次使用的生物檢測(cè)試片中，所述薄片的基材可以為聚氯乙烯(PVC)板、玻璃纖維(FR-4)板、聚醚砜(polyether sulphone，PES)板、電木板、PET板、PC板、玻璃板或陶磁板(CEM-1)。所述電極導(dǎo)線的基材為用于網(wǎng)版印刷技術(shù)中的銀膠或碳膠導(dǎo)線。該電極導(dǎo)線可以是以加成法(Additive Process)的化學(xué)反應(yīng)方法產(chǎn)生所需導(dǎo)電電路；也可以是以減乘法(Subtractive process)的化學(xué)反應(yīng)方法，將表面局部無(wú)用的導(dǎo)體去除；然后再以化學(xué)浸鍍法(俗稱化金)將貴金屬(如金、白金等貴金屬)通過(guò)化學(xué)置換反應(yīng)置換在底材上。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，本發(fā)明提供的可多次使用的生物檢測(cè)試片中，在該試片的每一反應(yīng)區(qū)內(nèi)的化學(xué)載體成分包含羥丙甲基纖維素(Hydroxypropyl methyl cellulose)、檸檬酸(Citric acid)、磷酸氫二鉀(Dibasic potassium phosphate)、非離子性表面活性劑Triton X-100、葡萄糖氧化酵素(Glucose oxidase)、赤血鹽(Potassium ferricyanide)、去離子水(Deionized water)、納米碳管(Nanotube carbon)。
優(yōu)選地，其中所述羥丙甲基纖維素的含量為0.05％-2％。所述納米碳管可以是多壁及單壁(Multi-walled和single walled)納米碳管，其大小為10μm-200μm，含量為0.01％-2％。本發(fā)明的化學(xué)載體配方中其余各組分為一般血糖或其它檢體測(cè)試的慣用載體，其含量范圍是常規(guī)的。
根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施方案，本發(fā)明還提供了另一種可多次使用的生物檢測(cè)試片，包含在該一試片上設(shè)有數(shù)個(gè)具有化學(xué)載體的檢測(cè)區(qū)，并在每二檢測(cè)區(qū)之間設(shè)有折斷缺口，以能用于光學(xué)方法檢測(cè)檢品，及達(dá)到每片能多次使用的血糖檢測(cè)試片。
綜上所述，本發(fā)明提供的生物檢測(cè)試片，每片可以多次重復(fù)使用，其主要結(jié)構(gòu)是由多數(shù)層的薄片粘貼而成，而薄片上由沖孔所形成的空間可以放置生物反應(yīng)載體，且能使該試片能輕易折斷，以利第二、三次再使用；薄片間的用以傳導(dǎo)反應(yīng)的電化學(xué)訊號(hào)的電極導(dǎo)線被設(shè)計(jì)成在每個(gè)電化學(xué)反應(yīng)區(qū)有相同電阻，測(cè)量準(zhǔn)確度高。本發(fā)明的試片及其所含的化學(xué)載體，可用以配合生物感測(cè)檢測(cè)裝置使用，并根據(jù)檢品在生物反應(yīng)中所產(chǎn)生的電化學(xué)效應(yīng)，檢出檢品的成分及測(cè)定其濃度；而且，還可以一滴血同時(shí)測(cè)量?jī)煞N以上相同或不同的檢驗(yàn)項(xiàng)目。同時(shí)，本發(fā)明具有準(zhǔn)確度高、測(cè)試時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明能多次使用的生物檢測(cè)試片的立體組合示意圖。
圖2與圖2A分別為本發(fā)明能多次使用的生物檢測(cè)試片的立體分解示意圖，及設(shè)于基層薄片上的導(dǎo)線的另一實(shí)施例示意圖。
圖3A-圖3D為本發(fā)明能多次使用的生物檢測(cè)試片的剖面示意圖。
圖4為本發(fā)明的一片可多次使用、且一滴血可檢驗(yàn)三種相同或不相同檢測(cè)項(xiàng)目的生物檢測(cè)試片的立體組合示意圖。
圖5A、圖5B為本發(fā)明的一片可多次使用、且一滴血可檢驗(yàn)三種相同或不相同檢測(cè)項(xiàng)目的生物檢測(cè)試片剖面示意圖。
圖6為本發(fā)明的一片可多次使用、且血液入口在側(cè)面的生物檢測(cè)試片的立體組合示意圖。
圖7為本發(fā)明的一片可多次使用、且血液入口在側(cè)面的生物檢測(cè)試片中的導(dǎo)電電極實(shí)施例示意圖。
圖8為本發(fā)明的一片可多次使用、血液入口在側(cè)面、且一滴血可檢驗(yàn)三種相同或不相同檢測(cè)項(xiàng)目的生物檢測(cè)試片的立體組合示意圖。
圖9為本發(fā)明的另一種實(shí)施例的示意圖。
圖10為有加納米碳管與沒(méi)加納米碳管的化學(xué)載體與血液的電化學(xué)反應(yīng)圖表。
圖中主要組件符號(hào)說(shuō)明試片10、90；薄片11、12、13、14；小薄片121、122、123、131、132、133、141、142、143；沖孔201、202、203、401、402、403、404、405、406、17、18；內(nèi)凹19、191、192、193、194、195、196、301、302、303；化學(xué)載體251、252、253、91、92、93；血液40；血液進(jìn)入口71、72、73、74、75、76、77、78、79；電極頭51、52；導(dǎo)線15、16；工作電極161、162、163；參考電極151、152、153。
具體實(shí)施例方式
為使閱讀者對(duì)本發(fā)明的構(gòu)造及其特征能有更深一層的認(rèn)識(shí)與了解，現(xiàn)列舉可行實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖2A及圖3A-圖3D所示，本發(fā)明所述的能多次使用的生物檢測(cè)試片10，是由四層薄片11、12、13、14所粘貼而成，并在薄片11、12之間放置有二條導(dǎo)線15、16，導(dǎo)線15連接到三個(gè)參考電極151、152、153，而導(dǎo)線16連接到三個(gè)工作電極161、162、163(如圖2所示)。所述的工作電極161、162、163可設(shè)計(jì)成一個(gè)圓形，而參考電極151、152、153則設(shè)置于該工作電極161、162、163的缺口處且為互不接觸的型態(tài)；或?qū)⒐ぷ麟姌O161、162、163設(shè)計(jì)成一個(gè)H形(如圖2A所示)或方形，而參考電極151、152、153則設(shè)置于該工作電極161、162、163的缺口處且為互不接觸的型態(tài)。
薄片11上有兩個(gè)沖孔17、18，可以產(chǎn)生應(yīng)力集中以利試片折斷，該薄片11上另有一個(gè)內(nèi)凹19，以標(biāo)明進(jìn)血位置。
薄片12分成三片小薄片121、122、123貼在導(dǎo)線15、16及薄片11上；該三片小薄片121、122、123中間有空隙是為了組合后的試片比較容易折斷(如圖3C所示)，又該三片小薄片121、122、123上各有沖孔201、202、203以放置化學(xué)載體251、252、253于工作電極161、162、163和參考電極151、152、153上(如圖3A所示)而成為三個(gè)不同的反應(yīng)區(qū)，以及在該三片小薄片121、122、123端部各設(shè)有一個(gè)內(nèi)凹191、192、193以標(biāo)明進(jìn)血位置。
薄片13分成三片小薄片131、132、133貼在薄片12上，同理，在該三片小薄片131、132、133中間有空隙是為了組合后的試片比較容易折斷；且在其上具有三個(gè)內(nèi)凹301、302、303可以讓血液40藉由虹吸原理吸入與化學(xué)載體251、252、253起電化學(xué)反應(yīng)(如圖3A與3B所示)。因此，該試片每次檢測(cè)僅需要2μl的血液量，藉由虹吸的原理，血液會(huì)被吸入反應(yīng)區(qū)后隨即與其上的生物載體起電化學(xué)反應(yīng)，并且藉由分析該電化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果能得知該血液檢品的血糖濃度。
薄片14分成三片小薄片141、142、143貼在薄片13上，其上有三個(gè)內(nèi)凹194、195、196，是為了標(biāo)明進(jìn)血位置；其上另有沖孔401、402、403作為虹吸原理血液的出氣口。
而導(dǎo)線15、16則被設(shè)計(jì)為參考電極151、152、153到電極頭51需有相同的導(dǎo)線長(zhǎng)度，亦即相同電阻，而且工作電極161、162、163到電極頭52需有相同的導(dǎo)線長(zhǎng)度，亦即相同電阻，這樣，在這三個(gè)不同反應(yīng)區(qū)的生物反應(yīng)結(jié)果才會(huì)一致。如上述，各導(dǎo)線15與16具有相同電阻是本發(fā)明所揭示的試片能多次使用的關(guān)鍵因素，也是不可或缺的要素，在全世界范圍內(nèi)本發(fā)明首次采用了這種方法。
上述的結(jié)構(gòu)中，薄片11、12、13、14可以為聚氯乙烯(PVC)、聚醚砜(polyether sulphone，PES)、PET、PC等塑料板，或陶質(zhì)基板、電木板、紙板或FRP(玻璃纖維強(qiáng)化塑料)材質(zhì)；而導(dǎo)線15、16可以為用于網(wǎng)版印刷技術(shù)中的銀膠或碳膠導(dǎo)線，也可以是以加成法(Additive Process)，以化學(xué)反應(yīng)的方法產(chǎn)生所需導(dǎo)電電路；也可以以減乘法(Subtractive process)，以化學(xué)反應(yīng)的方法將表面局部無(wú)用的導(dǎo)體去除；然后再以化學(xué)浸鍍法(俗稱化金)將貴金屬(如金、白金等貴金屬)，通過(guò)化學(xué)置換反應(yīng)置換在底材上，以這種方法在一次生產(chǎn)一百多片的大量生產(chǎn)時(shí)，貴金屬的厚度才能平均，也就是每片試片上的三個(gè)反應(yīng)區(qū)的電阻都能維持在百分之一以內(nèi)的誤差。本發(fā)明的方法與美國(guó)專利5,437,999不同，也與中國(guó)臺(tái)灣TW 496110不同，因?yàn)楹笳呤抢秒婂兎ㄥ兩腺F金屬，所有試片都需連到同一電極(本發(fā)明的方法不需要)，會(huì)造成試片上的貴金屬電鍍厚度不均，而在三個(gè)反應(yīng)區(qū)的電阻都超過(guò)百分之三十以上的誤差，因此誤差太大，不能適用。
本發(fā)明如上述的構(gòu)造在使用時(shí)，請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D3A-圖3D所示，顯示了本發(fā)明于血液40進(jìn)入試片10的使用過(guò)程。當(dāng)血液40由試片10右側(cè)端部的內(nèi)凹301經(jīng)虹吸作用進(jìn)入并充滿沖孔201內(nèi)的反應(yīng)區(qū)后(如圖3A到圖3B所示)，經(jīng)過(guò)數(shù)秒鐘等血糖讀值出現(xiàn)后，該使用過(guò)的第一反應(yīng)區(qū)的試片即可折斷(如圖3C所示)，而露出中間那個(gè)未使用的第二反應(yīng)區(qū)(如圖3D所示)，隨即可再進(jìn)行下一次的血液檢測(cè)。以此類推，等到第二反應(yīng)區(qū)用完后，可再將第二反應(yīng)區(qū)的試片折斷，使其露出第三個(gè)未反應(yīng)的反應(yīng)區(qū)，隨即可在該一試片10上再進(jìn)行第三次的血液檢測(cè)，達(dá)到同一試片可多次使用的目的。
再請(qǐng)參閱圖4、圖5A及圖5B所示，其中顯示了將構(gòu)造相同而長(zhǎng)度不同的三組如圖1所示的試片10重疊組合成一片使用的實(shí)施例圖，其讓進(jìn)血的沖孔301的入口位置相同，且其中作為出氣口的沖孔404、405、406是至少由上貫穿至最底層薄片，則可以以一滴血液同時(shí)做三個(gè)相同或不同項(xiàng)目的檢測(cè)。本實(shí)施例使用時(shí)如圖5A-圖5B所示，當(dāng)一滴血液40被吸入而充滿其右側(cè)端重疊設(shè)置的三個(gè)反應(yīng)區(qū)a、b、c，各反應(yīng)區(qū)里的化學(xué)載體251會(huì)同時(shí)與吸入各反應(yīng)區(qū)內(nèi)的血液40起電化學(xué)反應(yīng)。而其中在三個(gè)反應(yīng)區(qū)a、b、c中的化學(xué)載體251可以是同一種，以產(chǎn)生相同的讀值，再取其平均值以得到較佳的準(zhǔn)確度；也可以是不同種類，以一滴血得到三種不同讀值。同樣的，這種試片一樣的在第一次測(cè)試用完后可以折斷再使用。
以上所述的試片構(gòu)造也可變化實(shí)施如圖6及圖7所示，如圖6所顯示的實(shí)施例，該試片10設(shè)計(jì)成由三層薄片11、12、13粘貼而成，其中內(nèi)凹的血液入口71、72、73設(shè)于第二層薄片12，且都設(shè)計(jì)在延長(zhǎng)度方向電極頭51、52的另一側(cè)，使血液可以由側(cè)面的血液入口71、72、73進(jìn)入，而沖孔404、405、406(至少貫穿至最底層的薄片)為血液虹吸的出氣口。另，可因應(yīng)不同的血液入口位置可改變其導(dǎo)線15、16的設(shè)計(jì)形式(如圖7所示)，并將化學(xué)載體251涂布于第一層薄片11的工作電極161、162、163和參考電極151、152、153所形成的反應(yīng)區(qū)上；據(jù)而即可達(dá)到如圖1所示的實(shí)施例中可以同一試片10作多次檢測(cè)使用的目的。又，這種血液由側(cè)面進(jìn)入的試片另可設(shè)計(jì)成多重堆棧的實(shí)施方式(如圖8所示)，其中的血液進(jìn)入口71、72、73、74、75、76、77、78、79是設(shè)于試片10的側(cè)邊，而沖孔404、405、406為血液虹吸的出氣口，據(jù)而同樣可達(dá)到如圖4所示的實(shí)施例所述的以一滴血可作多種測(cè)試的試片功效。如上述，同樣的在每一段的試片上可作進(jìn)一步的堆棧至四組或五組以上的反應(yīng)區(qū)。
如上所述的一個(gè)試片可多次使用的試片結(jié)構(gòu)，本發(fā)明也提出另一種適合市面上少數(shù)以光學(xué)方法檢測(cè)血糖濃度的血糖測(cè)試儀(如ROCHE)使用的設(shè)計(jì)的實(shí)施例，如圖9所示，在一試片90上可設(shè)有三個(gè)具有化學(xué)載體91、92、93的反應(yīng)區(qū)，并在每?jī)蓚€(gè)反應(yīng)區(qū)之間的二側(cè)邊對(duì)應(yīng)的設(shè)有二缺口94，以能輕易的將已用過(guò)的反應(yīng)區(qū)折斷。
至于本發(fā)明中所采用的反應(yīng)區(qū)內(nèi)的化學(xué)載體配方，其組成可以由羥丙甲基纖維素(Hydroxypropyl methyl cellulose)、檸檬酸(Citric acid)、磷酸氫二鉀(Dibasic potassium phosphate)、非離子性表面活性劑TritonX-100、葡萄糖氧化酵素(Glucose oxidase)、赤血鹽(Potassiumferricyanide)、去離子水(Deionized water)、納米碳管(Nanotube carbon)所組成。
其中羥丙甲基纖維素是本發(fā)明首次采用，用以使化學(xué)載體在干燥于試片上時(shí)能均勻地分布，其含量?jī)?yōu)選為0.05％-2％；檸檬酸是用來(lái)調(diào)整酸堿值，同時(shí)它也有抗凝血的作用；磷酸氫二鉀是用來(lái)調(diào)整酸堿值；非離子性表面活性劑Triton X-100是用來(lái)降低水的表面張力，有助于添加物的溶解；葡萄糖氧化酵素則會(huì)與血液產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)；赤血鹽則作為導(dǎo)電介質(zhì)；納米碳管也是本發(fā)明首次采用，用以增加反應(yīng)速率、減少反應(yīng)時(shí)間，請(qǐng)參閱圖10所示。納米碳管可以用，也可以不用；用了可以減少反應(yīng)時(shí)間，不是絕對(duì)必要的元素。上述組分中，所述羥丙甲基纖維素的含量?jī)?yōu)選為0.05％-2％；所述納米碳管可以是多壁及單壁納米碳管，其大小優(yōu)選為10μm-200μm，含量?jī)?yōu)選為0.01％-2％；其余各組分為一般血糖或其它檢體測(cè)試的慣用載體，其含量范圍是常規(guī)的。
有關(guān)本發(fā)明反應(yīng)區(qū)內(nèi)的化學(xué)載體配方的一個(gè)具體實(shí)施例可以是1.羥丙甲基纖維素(Hydroxypropyl methyl cellulose)，含量0.4％2.檸檬酸(Citric acid)，含量0.085％3.磷酸氫二鉀(Dibasic potassium phosphate)，含量0.43％4.非離子性表面活性劑Triton X-100，含量0.035％5.葡萄糖氧化酵素(Glucose oxidase)，含量0.7％6.赤血鹽(Potassium ferricyanide)，含量3.5％7.去離子水(Deionized water)，含量94.8％8.奈米碳管(Nanotube carbon)，含量0.05％前述的化學(xué)載體251-253是以武藏牌(Musashi)精密點(diǎn)膠機(jī)點(diǎn)在沖孔201-203內(nèi)的工作電極161-163及參考電極151-153上，用以吸附載體的生物活性物質(zhì)及導(dǎo)電介質(zhì)，并且使該電極部分由疏水性變?yōu)橛H水性，以利檢品的附著，更進(jìn)而可以保護(hù)該生物活性物質(zhì)在較高溫的干燥過(guò)程不致受損；而前述的生物活性物質(zhì)則是只包括經(jīng)固定化或甚至未經(jīng)固定化的酵素(如葡萄糖氧化酵素Glucose oxidase)、抗原、抗體、微生物細(xì)胞、動(dòng)植物細(xì)胞、動(dòng)植物組織具有生物性辨識(shí)能力的成分，用以與之接觸的檢品(如血液等生物組織)產(chǎn)生生物或化學(xué)反應(yīng)；而前述的導(dǎo)電介質(zhì)(如Potassiumferricyanide，quinones)含量3.5％，乃用以接收酵素與檢品反應(yīng)后所產(chǎn)生的電子，并再將此電子經(jīng)由電極導(dǎo)線傳給傳感器轉(zhuǎn)換為檢品濃度。
權(quán)利要求
1.一種可多次使用的生物檢測(cè)試片，主要由四層薄片、兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線、及置于反應(yīng)區(qū)的化學(xué)載體所組成；所述四層薄片包含上貼有兩條有兩組以上工作電極及參考電極的電極導(dǎo)線的底層、有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的反應(yīng)區(qū)沖孔的第二層、有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的血液虹吸內(nèi)凹的第三層、及有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的出氣口的第四層；其中所述兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線，其各個(gè)工作電極或參考電極到電極頭的電阻相同。
2.一種可多次使用的生物檢測(cè)試片，主要由三層薄片、兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線、及置于反應(yīng)區(qū)的化學(xué)載體所組成；所述三層薄片包含上貼有兩條有兩組以上工作電極及參考電極的電極導(dǎo)線的底層、有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的血液虹吸內(nèi)凹的第二層、及有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的出氣口的第三層；其中所述兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線，其各個(gè)工作電極或參考電極到電極頭的電阻相同。
3.一種可多次使用的、且一滴血可檢驗(yàn)三種相同或不相同檢測(cè)項(xiàng)目的生物檢測(cè)試片，主要由八層、十二層或十六層以上的薄片、及四條、六條或八條以上且每組導(dǎo)線具有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線、及置于反應(yīng)區(qū)的化學(xué)載體所組成；所述八層、十二層或十六層以上的薄片包含上貼有兩條有兩組以上工作電極及參考電極的電極導(dǎo)線的底層、有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的反應(yīng)區(qū)沖孔的第二層、有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的血液虹吸內(nèi)凹的第三層、及有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的出氣口的第四層；其中所述兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線，其各個(gè)工作電極或參考電極到電極頭的電阻相同。
4.一種可多次使用的、且一滴血可檢驗(yàn)三種相同或不相同檢測(cè)項(xiàng)目的生物檢測(cè)試片，主要由六層、九層或十二層以上的薄片、及四條、六條或八條以上且每組導(dǎo)線具有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線、及置于反應(yīng)區(qū)的化學(xué)載體所組成；六層、九層或十二層以上的薄片包含上貼有兩條有兩組以上工作電極及參考電極的電極導(dǎo)線的底層、有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的血液虹吸內(nèi)凹的第二層、及有三小薄片上有三個(gè)獨(dú)立的出氣口的第三層；其中所述兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線，其各個(gè)工作電極或參考電極到電極頭的電阻相同。
5.一種可多次使用、且血液入口在側(cè)面的生物檢測(cè)試片，主要由三層薄片、兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線、及置于反應(yīng)區(qū)的化學(xué)載體所組成；所述三層薄片包含上貼有兩條有兩組以上工作電極及參考電極的電極導(dǎo)線的底層、有三個(gè)獨(dú)立的血液虹吸內(nèi)凹的第二層、及有三個(gè)獨(dú)立的出氣口的第三層；其中所述兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線，其各個(gè)工作電極或參考電極到電極頭的電阻相同。
6.一種可多次使用、血液入口在側(cè)面、且一滴血可檢驗(yàn)三種相同或不相同檢測(cè)項(xiàng)目的生物檢測(cè)試片，主要由六層、九層或十二層以上的薄片，四條、六條或八條以上且每組導(dǎo)線具有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線、及置于反應(yīng)區(qū)的化學(xué)載體所組成；所述六層、九層或十二層以上的薄片包含上貼有兩條有兩組以上工作電極及參考電極的電極導(dǎo)線的底層、有三個(gè)獨(dú)立的血液虹吸內(nèi)凹的第二層、及有三個(gè)獨(dú)立的出氣口的第三層；其中所述兩條有兩組以上工作電極及參考電極的導(dǎo)線，其各個(gè)工作電極或參考電極到電極頭的電阻相同。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的試片，其中所述薄片的基材為聚氯乙烯板、玻璃纖維板、聚醚砜板、電木板、PET板、PC板、玻璃板或陶磁板。
8.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的試片，其中所述電極導(dǎo)線的基材為用于網(wǎng)版印刷技術(shù)中的銀膠或碳膠導(dǎo)線。
9.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的試片，在該試片的每一反應(yīng)區(qū)內(nèi)的化學(xué)載體成分包含羥丙甲基纖維素、檸檬酸、磷酸氫二鉀、非離子性表面活性劑Triton X-100、葡萄糖氧化酵素、赤血鹽、去離子水、納米碳管。
10.如權(quán)利要求8所述的試片，其中所述的電極導(dǎo)線是以加成法的化學(xué)反應(yīng)方法產(chǎn)生所需導(dǎo)電電路；或以減乘法的化學(xué)反應(yīng)方法，將表面局部無(wú)用的導(dǎo)體去除；然后再以化學(xué)浸鍍法將貴金屬通過(guò)化學(xué)置換反應(yīng)置換在底材上。
11.如權(quán)利要求9所述的試片，其中所述化學(xué)載體含有多壁及單壁納米碳管，其大小為10μm-200μm，含量為0.01％-2％。
12.如權(quán)利要求9所述的試片，其中所述化學(xué)載體含有羥丙甲基纖維素，含量為0.05％-2％。
13.一種可多次使用的生物檢測(cè)試片，包含在該一試片上設(shè)有多數(shù)個(gè)具有化學(xué)載體的檢測(cè)區(qū)，并在每二個(gè)檢測(cè)區(qū)之間設(shè)有折斷缺口，以能用于光學(xué)方法檢測(cè)檢品，及達(dá)到每片能多次使用的血糖檢測(cè)試片。
14.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的試片，其中所述工作電極設(shè)計(jì)成圓形，而參考電極則設(shè)置于該工作電極的缺口處且為互不接觸的型態(tài)。
15.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的試片，其中所述工作電極設(shè)計(jì)成H形，而參考電極則設(shè)置于該工作電極的缺口處且為互不接觸的型態(tài)。
全文摘要
一種可多次使用的生物檢測(cè)試片，主要結(jié)構(gòu)是由多數(shù)層的薄片粘貼而成，而薄片上由沖孔所形成的空間可以放置生物反應(yīng)載體，且能使該試片能輕易折斷，以利第二、三次再使用；薄片間有一層兩條正負(fù)極導(dǎo)電電極以傳導(dǎo)反應(yīng)的電化學(xué)訊號(hào)，且該電極導(dǎo)線被設(shè)計(jì)成在每個(gè)電化學(xué)反應(yīng)區(qū)有相同電阻，所以該試片可以多次重復(fù)使用。本發(fā)明的試片及其所含的化學(xué)載體，可用以配合生物感測(cè)檢測(cè)裝置使用，并根據(jù)檢品在生物反應(yīng)中所產(chǎn)生的電化學(xué)效應(yīng)，檢出檢品的成分及測(cè)定其濃度；而且，還可以一滴血同時(shí)測(cè)量?jī)煞N以上相同或不同的檢驗(yàn)項(xiàng)目。同時(shí)，本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)在化學(xué)載體中添加納米碳管會(huì)大幅度增快生物反應(yīng)速率，縮短檢測(cè)時(shí)間。
文檔編號(hào)G01N33/48GK1916616SQ200510090570
公開(kāi)日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2005年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月17日
發(fā)明者李仁方, 張?jiān)：?申請(qǐng)人:李仁方, 張?jiān)：?