微流量傳感器及其制造與使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微流量傳感器及其制造與使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微流量傳感器應(yīng)用于許多領(lǐng)域以分離、控制、和檢測(cè)微小流量的液體，通常為納升 級(jí)流量的液體，如用于凝血測(cè)試或其它醫(yī)學(xué)上的測(cè)試。例如，麻省沃莎姆（Waltham，MA)的 Alere公司的INRatio手持儀，其使用一次性的傳感器試紙檢測(cè)服用華法林阻凝劑的病人 的凝血時(shí)間。
[0003] 現(xiàn)有各種微流量傳感器均是利用一對(duì)電極測(cè)量?jī)呻姌O之間流過(guò)的液體的阻抗，根 據(jù)阻抗隨時(shí)間的變化，得出凝血時(shí)間。例如，專利號(hào)為US7, 674, 616,標(biāo)題為"Deviceand MethodforMeasuringPropertiesofaSample"的美國(guó)專利公開(kāi)了一種檢測(cè)自動(dòng)收集的 血液樣本的凝血檢測(cè)裝置。
[0004] 檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性對(duì)于微流量傳感器是相當(dāng)重要的，其受到各種不同因素的影 響，如沉積電極會(huì)影響測(cè)量到的阻抗。因此，需要發(fā)明一種微流量傳感器，具有光滑的、薄的 沉積電極，以提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，提供一種高準(zhǔn)確度的微流量傳感器以解決現(xiàn)有技術(shù)中傳感器準(zhǔn)確度不 高的問(wèn)題。
[0006] -種微流量傳感器，包括覆蓋層、電極層以及隔離層，所述電極層包括基板以及沉 積于所述基板上的至少一電極，所述至少一電極的厚度小于IOUm，所述隔離層設(shè)置于電極 層與覆蓋層之間，隔離層上形成有至少一流道用于容納液體。
[0007] 較佳地，所述至少一電極包括一連接電源的傳輸電極以及一接收電極。
[0008] 較佳地，所述電源是一具有預(yù)定的頻率與電壓的交流電。
[0009] 較佳地，所述傳輸電極與接收電極用于測(cè)量所述流道內(nèi)液體在傳輸電極與接收電 極之間的阻抗，并據(jù)此判斷液體的凝結(jié)程度。
[0010] 較佳地，所述至少一電極通過(guò)絲網(wǎng)印刷沉積于電極層的基板上。
[0011] 較佳地,所述至少一流道的深度為50-100ilm。
[0012] 較佳地，所述覆蓋層形成有若干通孔正對(duì)所述至少一流道。
[0013] 較佳地，所述覆蓋層還形成有若干存儲(chǔ)區(qū)用于存放化學(xué)試劑，使其與所述至少一 流道內(nèi)的液體發(fā)生反應(yīng)。
[0014] 本發(fā)明還提供一種微流量傳感器的制造方法，包括以下步驟：提供一基板并在所 述基板上沉積導(dǎo)電材料形成至少一電極，所述至少一電極的厚度小于10ym;提供一隔離 層并將所述隔離層的第一表面貼附于基板上，所述隔離層形成有至少一流道，所述至少一 流道橫跨所述至少一電極；以及提供一覆蓋層并將所述覆蓋層貼附于所述隔離層的第二表 面。
[0015] 較佳地，在基板上沉積導(dǎo)電材料為絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電材料。
[0016] 較佳地，在基板上沉積導(dǎo)電材料為沉積導(dǎo)電油墨。
[0017] 較佳地，在基板上沉積導(dǎo)電材料形成有一傳輸電極以及一接收電極。
[0018] 較佳地，所述流道的深度為50~100i! m。
[0019] 較佳地，還包括在所述覆蓋層上形成若干正對(duì)隔離層上的至少一流道的穿孔。
[0020] 較佳地，還包括在所述覆蓋層上形成若干用于放置化學(xué)試劑的存儲(chǔ)區(qū)。
[0021] 較佳地，所述隔離層通過(guò)粘膠與所述電極層、覆蓋層粘結(jié)。
[0022] 本發(fā)明還提供一種微流量傳感器的使用方法，所述方法還包括以下步驟：將液體 注入所述流道內(nèi)使液體流經(jīng)所述傳輸電極與輸出電極；在所述傳輸電極上加上具有預(yù)定頻 率與電壓的交流電；以及測(cè)試所述傳輸電極與接收電極之間的阻抗。
[0023] 較佳地，測(cè)試阻抗為測(cè)試阻抗隨時(shí)間的變化。
[0024] 較佳地，還包括根據(jù)測(cè)試的阻抗推算液體的特性。
[0025] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明微流量傳感器電極的厚度小于IOUm，為液體在流道內(nèi)的 流動(dòng)留出了更多的空間，降低了其對(duì)液體流動(dòng)的影響，從而得到更為準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為本發(fā)明微流量傳感器一實(shí)施例的示意圖。
[0027] 圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的微流量傳感器的流道的示意圖。
[0028] 圖3A、3B為現(xiàn)有微流量傳感器的流道的截面圖，其沉積電極較厚。
[0029] 圖4A、4B為本發(fā)明一實(shí)施例的微流量傳感器的流道的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的特征進(jìn)行具體描述，附圖顯示了本發(fā)明具體實(shí)施例的 結(jié)構(gòu)與應(yīng)用，其中相似的元件以同樣的標(biāo)號(hào)標(biāo)示，所述附圖并非按比例繪制。為更好的地理 解本發(fā)明的目的與優(yōu)點(diǎn)，下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。所述附 圖僅顯示了本發(fā)明的一些典型的實(shí)施例，不應(yīng)對(duì)本發(fā)明的權(quán)利范圍構(gòu)成限制。另外還要指 出的是，除非在某個(gè)或某些具體實(shí)施例中特別提到或在某個(gè)或某些權(quán)利要求里特別限定， 所述圖式是對(duì)本發(fā)明特征的說(shuō)明和解釋，方便本發(fā)明特征的描述。所述圖式及實(shí)施例并非 本發(fā)明所有實(shí)施方式的窮盡性圖解與描述，不應(yīng)作為對(duì)本發(fā)明權(quán)利范圍的限定，也不排除 本領(lǐng)域技術(shù)人員依據(jù)本發(fā)明所做出的顯而易見(jiàn)的其它實(shí)施例。另外，每一具體實(shí)施例無(wú)需 面面俱到并具有所有的優(yōu)點(diǎn)。
[0031] 某一具體實(shí)施例的某一方面或某一優(yōu)點(diǎn)即使在其它實(shí)施例中沒(méi)有顯不或明確描 述，也并不限于該實(shí)施例，可在其它實(shí)施例中實(shí)行。類似地，本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中的參照"一些 實(shí)施例"、"其它實(shí)施例"的意思是：某個(gè)特定的特征、結(jié)構(gòu)、材料、制程或者特性至少包括在 這些實(shí)施例中的其中一個(gè)實(shí)施例中，因此，本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中多次出現(xiàn)的語(yǔ)句"在一些實(shí)施例 中"、"在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中"、"在其它實(shí)施例中"并非指相同的某一或某些實(shí)施例。
[0032] 在一些實(shí)施例中微流量傳感器為電化學(xué)血液試紙，其檢測(cè)結(jié)果具有更高的準(zhǔn)確 性?？梢岳斫獾?，雖然在一些實(shí)施例中是以凝血檢測(cè)為例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明微流量傳感器 也可是其它類型，可以用于但不限于DNA分析、葡萄糖檢測(cè)等。
[0033] 圖1所示為根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的微流量傳感器10的示意圖，所述傳感器10 包括有覆蓋層12、隔離層14、以及電極層16。一個(gè)或多個(gè)流道24通過(guò)裁切形成于所述隔 離層14,所述覆蓋層12、電極層16分別位于流道24的頂部與底部。使用時(shí)，要檢測(cè)的液體 (如血液等）流過(guò)所述流道24。
[0034] 所述覆蓋層12包括一層封閉所述流道24頂部的保護(hù)膜或覆蓋物（如塑料薄膜）。 一開(kāi)口或通孔18形成于所述覆蓋層12上以讓液體進(jìn)入所述流道24。另外，所述覆蓋層12 還可以形成有若干排泄孔20,所述排泄孔20靠近流道24的末端，使液體通過(guò)其流出傳感器 10。在一些實(shí)施例中，檢測(cè)液體的特性還包括使液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，相應(yīng)地所述覆蓋層12 上還可以另外形成若干存儲(chǔ)區(qū)22存放化學(xué)試劑，如酶。例如，在一些實(shí)施例中使用酶或化 學(xué)試劑（如磷脂，phospholipid)促進(jìn)凝血反應(yīng)，在其它一些實(shí)施例中使用化學(xué)試劑（如梓 檬酸鈉，sodiumcitrate)進(jìn)行抗凝血研究。所述存儲(chǔ)區(qū)22可以與隔離層14上的反應(yīng)區(qū) 28對(duì)應(yīng)設(shè)置，使存放的酶和/或化學(xué)試劑與要檢測(cè)的液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
[0035] 所述隔離層14位于電極層16與覆蓋層12之間，形成有預(yù)切開(kāi)的流道24。液體可 以通過(guò)所述覆蓋層12的穿孔流入入口區(qū)26,并通過(guò)毛細(xì)作用流入流道24。所述反應(yīng)區(qū)28 形成于隔離層14的流道24的末端，遠(yuǎn)離所述入口區(qū)26。所述反應(yīng)區(qū)28作為與覆蓋層12 上的存儲(chǔ)區(qū)22以及排泄孔20的接觸界面，使存儲(chǔ)區(qū)22的酶或/和化學(xué)試劑與液體發(fā)生化 學(xué)反應(yīng)，并使反應(yīng)后的液體通過(guò)所述排泄孔20離開(kāi)傳感器10。在一些實(shí)施例中，采用酶促 發(fā)凝血反應(yīng),使液體（如血液）的阻抗產(chǎn)生變化。
[0036] 在一些實(shí)施例中，所述隔離層14形成有兩個(gè)流道24,所述兩個(gè)流道24的一端連通 相同的入口區(qū)26,另一端分別與反應(yīng)區(qū)28相連通?？梢岳斫獾兀隽鞯?4的數(shù)量可以根 據(jù)所使用的檢測(cè)方法或/和檢測(cè)器械而相應(yīng)地變化。
[0037]所述隔離層14的厚度即為流道24的深度。在一些實(shí)施例中，所述隔離層14的厚 度值為50ym~100ym。所述隔離層14可由雙面膠制成，或者在載體膜的兩側(cè)涂膠形成， 以粘結(jié)于所述覆蓋層12與電極層16之間。
[0038] 所述電極層16包括有形成于絕緣基板32上的沉積電極30。所述絕緣基板32可 以是柔性電介質(zhì)層，如聚酯纖維（polyester)、聚碳酸酯（polcarbonate)、或聚酯亞胺膜 (polyimide)塑料薄膜。所述基板32相當(dāng)于流道24的底面，其厚度為75iim~250iim。 在一些實(shí)施例中，所述沉積電極30的材料為銀/氯化銀，具有非偏振的特性，可用于電化學(xué) 分析，其中銀與氯化銀的比例可以是99:1至