具有微通道的生物感測試片結構的製作方法

2023-07-20 09:00:26 3

專利名稱：具有微通道的生物感測試片結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及生物感測試片結構，尤其涉及一種使用微量生物檢體即可進行檢測的生物感測試片結構。
背景技術：
有關於自我測試(Self-Test)的生物感測試片的技術，隨著日新月異的科技演變，要求試片體積逐漸縮小且輕薄，而同時在製造試片方面越考慮其製作簡便及低成本等因素，因此對於試片的材料與結構設計，同業間有各種不同研究與產品紛紛出爐。目前生物感測試片是利用一塑膠隔片製作形成一通道，利用通道所產生的毛細現象將檢體導流進入反應檢測區，進而順利對檢體進行量測，而利用塑膠隔片所製成的通道的厚度高，因此現有技術中通常試片檢測所需的檢體量多，並且在製作塑膠隔片的通道時， 需經過一段衝壓程序，其製作手段較為繁複。而為了達到提高試片製作效率以及檢體需求量減量等優點，臺灣專利公告號 1239397公開了一種電化學網版印刷電極感測試片及其製法，如圖1所示，此專利所公開的試片結構是由一絕緣性底板10上印刷方式製成導線12，並在導線12上印刷上電極14，而在印刷有電極14的底板10上粘貼或網版印刷一含有溝槽161的絕緣中間層16，並有一上蓋片18貼合此絕緣中間層16，以使溝槽161成為毛細導流通道。而由於絕緣中間層16可選用絕緣性的介電材料印刷製成，或以粘貼方式覆蓋於電極表面，目的是為了簡化試片的結構，然而此種技術的缺點在導流通道於絕緣中間層16內形成，因此通道的高度不足所以吸收檢體的成功率降低，因而為了讓毛細導流通道產生反應，通常在上蓋片18具有一凸起空間181，或直接將上蓋片18開個孔洞(圖中未示)，來加強導流的效率，但是若增加了上蓋片18的模具加工製程，相對的增加了整個製造流程的複雜度且降低提供其他彈性設計的可能性。另外，臺灣專利公開號200823456所公開的一種生物感測試片，為了簡化加工程序的繁雜，提出一種生物感測試片結構，其利用背膠的形狀及厚度，在設有電極的絕緣基板上形成毛細通道，不過由於背膠為軟性材質，導致其形成的毛細通道的厚度不穩定，容易造成毛細通道被壓縮變形，也可能影響吸入檢體時的成功率與檢測的重複性。因此為了簡化試片加工製程，且又同時確保試片品質，本發明提出一種具有微通道的生物感測試片結構，利用其結構特徵以簡化試片製程與提高檢測成功率的優勢。

發明內容
本發明的主要目的是提出一種具有微通道的生物感測試片結構，試片上具有一微通道，微通道的總體厚度可包括設於基板上的電極層加上絕緣層與粘膠層的厚度，由於電極層與絕緣層材質為硬性材質所構成，所以足以穩定構成微通道的整體結構，使其不易壓縮變形而受到影響，因此試片吸入檢體時保有毛細現象產生並成功進行檢測運作。本發明的另一目的是提出一種具有微通道的生物感測試片結構，其微通道內容積小，因此進行檢體量測時，僅需要微量的檢體量(約0. 2-0. 3微升)即可進行檢測。本發明的再一目的是提出一種具有微通道的生物感測試片結構，其結構簡單，在具有電極層的基板上，印刷絕緣層以及粘膠層構成一微通道，因此試片製程簡易且具彈性， 並可節省成本。為達到上述的目的，本發明提出一種具有微通道的生物感測試片結構，其包括
一下基板上設有一電極層，且在電極層上設有一絕緣層，該絕緣層具有第一通道， 在此第一通道中露出局部的下基板與局部的電極層；再者，在絕緣層上再設有一粘膠層，粘膠層設有一第二通道，其位置對應設於下層的第一通道上，進而第一通道與第二通道可形成一微通道，而微通道中設有一電化學檢測區域，微通道還包含至少兩個向外的開口，所述開口分別連通該電化學檢測區域；以及最上層蓋上一上基板，設於粘膠層上，以覆蓋此微通道並鞏固整體試片的結構。其中，所述微通道為L型。其中，所述開口包括一吸入口與一排氣口。其中，該電極層包括至少一工作電極、一對電極與一輔助電極，且該工作電極及該對電極的一端分別與該電化學檢測區域連接。其中，該微通道的該吸入口提供一檢體進入該微通道進行檢測；該輔助電極由該絕緣層覆蓋，用以墊高部分的該絕緣層，使整體的該絕緣層具有均勻的高度。其中，該微通道的該吸入口提供一檢體進入該微通道進行檢測；部分的該輔助電極由該絕緣層覆蓋，以墊高該絕緣層，使其呈現均勻的高度；另一部分的該輔助電極暴露於該微通道之內，用以偵測該檢體是否充滿該微通道。其中，該電極層的材質為銀、銅、金、鉬或碳等。其中，該絕緣層的材質為油漆、絕緣漆或UV油墨等。其中，該粘膠層的材質為水膠或壓克力膠等。其中，該上基板的一表面為親水層。


圖1為先前技術的試片結構分解圖；圖2為本發明的較佳實施例的立體圖；圖3為本發明的較佳實施例的結構分解圖；圖4為本發明的較佳實施例的結構示意圖；圖5為圖4的AA，剖線位置的剖視圖；圖6為圖5的BB』剖線位置的剖視圖；圖7為圖6的CC』剖線位置的剖視圖；圖8為本發明的另一實施例的結構示意圖；圖9為圖8的BB』剖線位置的剖視圖。附圖標記說明10-絕緣性底板；12-導線；14-電極；16-絕緣中間層；161-溝槽； 18-上蓋片；181-凸起空間；20-生物感測試片；22-下基板；24-電極層；241-工作電極； 242-對電極輔助電極；26-絕緣層；28-粘膠層；30-微通道；31-電化學檢測區域； 32-上基板；34-第一通道；36-第二通道；38-吸入口 ；40-排氣口。
具體實施例方式以下結合附圖，對本發明上述的和另外的技術特徵和優點作更詳細的說明。隨著生物技術產業的蓬勃發展，生化檢測的應用範圍亦隨生化檢測需求的日益普及而愈加廣泛，例如血糖、尿酸、乳酸、膽固醇等其他生化檢測；目前市場最大、最常見且應用最多的是以血糖檢測為主，而本發明不以血糖為限。為了提高檢體檢測的效率以及簡化製作試片流程，本發明結合軟性的粘膠層以及硬性的絕緣層來製作微通道，利用電極層、粘膠層與絕緣層的厚度作為整體微通道的厚度， 使得本發明的試片所需的檢體可再次縮減其檢體體積，並在此種僅吸入微量液體的通道內仍保有毛細效應，使試片檢測可正常運作。本發明提出一種具有微通道的生物感測試片20，其結構如圖2 圖7所示，其中圖5為圖4的剖線AA』的結構剖面圖，圖6為圖4的剖線BB』的結構剖面圖，圖7為圖4的剖線CC』的結構剖面圖。本發明的生物感測試片20結構是由一下基板22上設有一電極層 M，其中，電極層M的材質為銀、銅、金、鉬或碳等金屬導電材質，此電極層M由至少一工作電極Ml、一對電極242與一輔助電極243構成。在電極層上覆蓋有一絕緣層沈，其中，絕緣層26的材質為油漆、絕緣漆或UV油墨等硬性材質。而絕緣層沈內具有一第一通道34， 使下面部分的電極層M與部分的下基板22露出，其中部分電極層M暴露於該第一通道 34之內，如圖6所示，圖中部分的工作電極241及部分的對電極242暴露於此第一通道34 內，另外在本實施例中，輔助電極M3的作用在於支撐絕緣層沈，並且輔助電極M3由絕緣層26所覆蓋，而且第一通道34在絕緣層沈側面形成至少兩個的開口。而在絕緣層沈上更設有一粘膠層觀，其中，粘膠層觀的材質為水膠或壓克力膠等軟性材料，粘膠層觀對照著下層第一通道34位置設有一第二通道36，其具有兩個開口於粘膠層觀側面，由第一通道 34與第二通道36結合進而形成一微通道30，而微通道30中設有一電化學檢測區域31，其中電化學檢測區域31包含有反應用的生化反應催化物，例如酵素，或者是其他非生物催化物。且工作電極241及對電極對2的一端分別與電化學檢測區域31連接。在本實施例中， 第一通道34與第二通道36所組成的微通道30的幾何形狀為L形，如圖所示，因第一通道 34與第二通道36的開口重迭設計，所以微通道30亦具有兩個向外為不同方向的開口，其分別連通電化學檢測區域31，如圖所示。而本發明的具有微通道的生物感測試片20結構中使用一上基板32覆蓋於粘膠層28上與微通道30上，以鞏固整體試片結構。再者，上基板32 與粘膠層觀接觸的那一面，還可預先進行親水處理，使該上基板32更具備加速檢體吸入的功能性。在本發明優選的實施方式中，圖5中電極層M的厚度可為0. 015-0. 025mm ；絕緣層26的厚度可為0. 01-0. 02mm ；粘膠層觀的厚度可為0. 03-0. 05mm。其中，L型微通道30具有兩端開口，如圖4所示，其一者為吸入口 38，另一者為排氣口 40。生物感測試片一般所採集的檢體通常為生物的血液、唾液、淚液或尿液等，在此說明以血液為例；在採集作為檢體的血液時，由吸入口 38接觸血液，透過毛細現象由排氣口 40排除氣體且吸入血液並將其引入微通道30內的電化學檢測區域31，而吸入後的血液再與反應催化劑產生生化反應，而此生化反應的電荷量變化的訊號會經由工作電極241與對電極M2的另一端傳送到所連接的電子生化檢測裝置(圖未示)進行量測，即可得知血液的血糖濃度。在本發明優選的實施方式中，吸入口 28的寬度可為1. 0-1. 5mm，排氣口 40的寬度可為0. 4-0. 8mm, L型微通道30的長度可為5. 0-6. 0mm。另外，本發明的輔助電極亦可變更設計，例如將部分的輔助電極243暴露於第一通道34內，如圖8、圖9所示，由於輔助電極M3的位置接近於排氣口 40，當檢體引入電化學檢測區域31而持續吸入直到充滿微通道30時，才會接觸到輔助電極M3，因此這種設計可將輔助電極243作為偵測檢體是否填滿微通道30的感應電極。因此，本發明所提供的具有微通道的生物感測試片結構，利用絕緣層與粘膠層結合來設計微通道結構，由於結構簡單，且在製作方面簡易，其製程方式是在下基板上依序印刷電極層、絕緣層與粘膠層三層，最後再以上蓋片覆蓋於粘膠層上，立即完成本發明。而且，本發明的生物感測試片結構由於其微通道的容積小，因此試片所採集的檢體量只需約 0. 2-0. 3微升，為目前自我測試(klf-Test)的生物感測試片結構所需檢體量最少的。更值得注意的是，本發明的生物感測試片結構為了避免微通道過小無法載入檢體的情況發生， 構成試片微通道的材料是採用硬性材質的絕緣層作為構成微通道主要的結構，因此微通道不易受到外力而變形，而再加上軟性材質的粘膠層增加微通道的高度，以保證微通道吸收檢體時可產生毛細現象，進而順利吸入檢體並成功完成檢測。以上所述僅為本發明的較佳實施例，對本發明而言僅僅是說明性的，而非限制性的。本專業技術人員理解，在本發明權利要求所限定的精神和範圍內可對其進行許多改變， 修改，甚至等效，但都將落入本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種具有微通道的生物感測試片結構，其特徵在於包括一下基板；一電極層，設於該下基板上；一絕緣層，設於該電極層上，並且該絕緣層具有一第一通道，以露出部分的該下基板與部分的該電極層；一粘膠層，設於該絕緣層上，且該粘膠層對應於該第一通道設有一第二通道，使該第二通道與該第一通道形成一微通道，且該微通道包括有一電化學檢測區域與至少二個開口， 所述開口分別連通該電化學檢測區域；以及一上基板，設於該粘膠層上，且覆蓋於該微通道上。
2.如權利要求1所述的具有微通道的生物感測試片結構，其特徵在於該微通道為L型。
3.如權利要求1所述的具有微通道的生物感測試片結構，其特徵在於所述開口包括一吸入口與一排氣口。
4.如權利要求3所述的具有微通道的生物感測試片結構，其特徵在於該電極層包括至少一工作電極、一對電極與一輔助電極，且該工作電極及該對電極的一端分別與該電化學檢測區域連接。
5.如權利要求4所述的具有微通道的生物感測試片結構，其特徵在於該微通道的該吸入口提供一檢體進入該微通道進行檢測；該輔助電極由該絕緣層覆蓋，用以墊高部分的該絕緣層，使整體的該絕緣層具有均勻的高度。
6.如權利要求4所述的具有微通道的生物感測試片結構，其特徵在於該微通道的該吸入口提供一檢體進入該微通道進行檢測；部分的該輔助電極由該絕緣層覆蓋，以墊高該絕緣層，使其呈現均勻的高度；另一部分的該輔助電極暴露於該微通道之內，用以偵測該檢體是否充滿該微通道。
7.如權利要求1所述的具有微通道的生物感測試片結構，其特徵在於該電極層的材質為銀、銅、金、鉬或碳等。
8.如權利要求1所述的具有微通道的生物感測試片結構，其特徵在於該絕緣層的材質為油漆、絕緣漆或UV油墨等。
9.如權利要求1所述的具有微通道的生物感測試片結構，其特徵在於該粘膠層的材質為水膠或壓克力膠等。
10.如權利要求1所述的具有微通道的生物感測試片結構，其特徵在於該上基板的一表面為親水層。
全文摘要
本發明提出一種具有微通道的生物感測試片結構，其由一下基板上設有一電極層，並在電極層上設有一具有第一通道的絕緣層，以及有一設有第二通道的粘膠層於絕緣層上，而在粘膠層上覆蓋一層上基板，以保護整體結構。其中，第一通道與第二通道組成一微通道，部分基板與部分電極層的一個工作電極、一個對電極與一輔助電極在此微通道內，因而微通道透過一端吸入口吸入生物檢體，再由另一端排氣口排氣，將檢體帶入微通道內部的電化學檢測區進行檢測。而本發明的試片結構優點在於僅需微量的檢體，即可使試片正常運作進行量測，加上試片結構穩固且製程簡單。
文檔編號G01N27/26GK102297885SQ201010218950
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月25日 優先權日2010年6月25日
發明者徐添財, 楊瑞榮, 陳一龍 申請人:厚美德生物科技股份有限公司