电化学生物传感器制造技术

本发明专利技术提供了带有样品引入部分的电化学生物传感器，该样品引入部分包含样品引入通路、排气通路、和空位，所述的样品引入通路与排气通路相连，并且所述的空位形成在连接点。本发明专利技术还公开了带有所述的样品引入部分和流动性决定电极的电化学生物传感器。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学生物传感器。更具体地说，本专利技术涉及带有改进的样品引入部分的电化学传感器；该样品引入部分包含样品引入通路、排气通路、和空位，其中的样品引入通路与排气通路相连，并且其中的空位形成在连接点。本专利技术还提供了利用所述的样品引入部分来确定血样流动性的方法。
技术介绍
诊断和预防糖尿病需要对血液葡萄糖水平进行周期性检测。用于检测血液中葡萄糖水平的传统分析器是基于比色法或者电化学方法的试片型分析器(strip-type analyzer)。比色法基于葡萄糖氧化酶比色反应(催化剂葡萄糖氧化酶)(催化剂过氧化物酶)如反应所示，葡萄糖在葡萄糖氧化酶存在的条件下与氧气反应并且被氧化成葡糖酸和过氧化氢。在过氧化物酶的帮助下，过氧化氢随后被还原成水，同时氧化发色的氧感受器。此反应导致的颜色变化与血液中的葡萄糖水平成比例。但是，这种比色法需要精确地操作，这是因为颜色(或者强度)的变化取决于样品传送和样品预处理的等级、样品的数量、反应时间和显色时间。另外，血液凝固或者干扰物质(如尿酸、抗坏血酸、和胆红素)的存在可能会对比色分析产生干扰。电化学方法可以避免上述的问题，提供高选择性和灵敏度。例如，即使样品是混浊的，电化学生物传感器也可以不需要经过预处理而引入样品，并使得在短期内准确分析葡萄糖的水平成为可能。将氧作为电传递介质的比色法和电化学方法都被称为第一代生物传感器。第二代生物传感器采用有机金属化合物(例如含有Fe，Os，Ru的衍生物)、苯锟、苯锟衍生物、有机导电盐或者电致变色物质(viologen)作为电子传递介质。第二代电化学生物传感器基于如下的反应 (其中，GOx代表葡萄糖氧化酶；GOx-FAD和GOx-FADH2分别代表葡萄糖氧化酶的氧化态和还原态；而且，Mox和Mred分别代表氧化的和还原的电子传递介质)。如反应所示，通过将GOx-FAD还原成GOx-FADH2，葡萄糖被氧化成葡糖酸。被还原的葡萄糖氧化酶将电子传递到电子传递介质Mox，随后返回到初始态。在此反应过程中，在电极的表面测量如此产生的氧化还原电流。所述的电化学生物传感器试片包括a)至少一种基材，此基材上印有电极系统(工作电极、辅助电极和/或参比电极)，b)固定在电极系统上的氧化酶和电子传递介质，和c)样品引入部分。可以将该电化学生物传感器试片分成4种类型(1)平坦型生物传感器，其中的工作电极和辅助电极(或者参比电极)被印在相同的底部基材上；(2)反向型生物传感器，其中的工作电极和辅助电极彼此相对；和(3)差别平坦型生物传感器；和(4)差别反向型生物传感器。大多数可通过商业途径获得的生物传感器具有可以被分类成i型或者水平线型的样品引入部分。i型样品引入部分包含底部基材、带有U形截出部分的薄膜隔离物(典型地，100-500μm)、和带有用于排出气体的排气孔的盖板。排气孔也可以形成在底板上。这种类型的生物传感器通过i型毛细管使液体样品被快速引入，但是其不足之处是无法精确控制被引入的样品量，这是因为U形通道在排气孔周围常常被填充得过满或者不满；样品通道的填充主要依赖于血液的流动性，血液流动性很大程度上随血细胞比容水平而变化。i型的另一个缺点是对所述试片的操作不当很容易污染使用者，血液会从排气孔被挤出来而污染使用者。水平线型样品引入部分是通过隔离物形成的，对这些隔离物进行排列，以形成穿过底部和盖面基材之间试片的窄液流通道；通过形成在一个侧面的入口来引入样品，而通过形成在另一侧面的出口排出空间中的空气。这种类型的生物传感器也存在不足之处样品必须从侧面引入，这样常常迫使使用者将所述的试片放置在采样区以上的使用不便的位置。因此，本专利技术的第一方面提供了装备有样品引入部分的电化学生物传感器，其能够在所述试片的尖端以准确数量快速引入血样以用于电化学测定。人类的血液含有固体颗粒(血细胞比容)例如红细胞、白细胞、和其它蛋白质，可以将它们从血浆中分离出来。这些颗粒改变血液的流动性和导电性。已经注意到样品是以不同的速度被引入生物传感器试片的毛细管通道的，样品充填时间是血细胞比容水平的函数。因此，在本专利技术的第二方面提供了装备有流动性测定电极的电化学生物传感器，所述电极测量毛细管中的样品填补时间，本专利技术的第二方面还提供了一种相对于那些在特定血细胞比容水平的数值来校正数值的方法。专利技术概述本专利技术的一个目的是提供一种带有样品引入部分的电化学生物传感器，其能够在不需要对血样进行任何预处理的情况下，快速且准确地引入生理学样品。本专利技术的另一个目的是提供一种装备有样品流动性测定电极的电化学生物传感器，其中流动性改变组分的影响被有效地得到校正。流动性测定电极还识别异常样品例如具有异常粘度(与正常人血相比较太低或者太高)的血样或者含有气泡的血样(US5,284,658)。通过提供包含样品引入通路、排气通路、和空位的样品引入部分，可以实现本专利技术的这些和其它目的，其中的样品引入通路与排气通路相连，并且所述的的空位形成在连接点，而且其中所述的空位还可以被用来放置流动性测定电极。附图说明参照附图，可以最好的理解本专利技术优选实施方案的应用，在附图中，使用同样的参考数字来表示同样或者相应的部分，其中 图1是一幅部件分解透视图，其图解了带有本专利技术的样品引入部分的电化学生物传感器；图2是一幅部件分解透视图，其显示了依照本专利技术第一实施方案的平坦型生物传感器；图3是一幅部件分解透视图，其显示了依照本专利技术第二实施方案的反向型生物传感器；图4是一幅部件分解透视图，其显示了依照本专利技术第三实施方案的差别平坦型生物传感器；图5是一幅部件分解透视图，其显示了依照本专利技术第四实施方案的差别反向型生物传感器；图6是一幅部件分解透视图，其图解了带有本专利技术的样品引入部分和流动性测定电极的电化学生物传感器；图7是一张图表，其显示了各种干扰物质对反向型葡萄糖传感器的影响；a葡萄糖b葡萄糖+对乙酰氨基酚(acetoaminophen)(660μM)c葡萄糖+抗坏血酸(570μM)d葡萄糖+尿酸(916μM)图8是一张图表，其显示了反向型葡萄糖传感器对葡萄糖标准溶液的灵敏度校准曲线。图9是一张图表，其显示了通过计时安培分析法获得的反向型葡萄糖传感器对葡萄糖标准溶液的动态特性曲线。图10是一张图表，其图解了样品流动性(作为时间的函数)和血细胞比容水平之间的关系。专利技术详述根据图1，电化学生物传感器包含隔离物200和下部基材400(底部)和上部基材(盖面)300，其用于形成的电化学生物传感器和样品引入通道。在隔离物200的一端形成样品引入通路101、排气通路102、和空位103。值得注意的是，样品引入通路101与排气通路102以粗略垂直的方式相连，空位103形成在连接点。作为一个整体来看，样品引入通路101、排气通路102、和空位103组成了样品引入部分100。样品引入通路101是能够将样品引入到生物传感器中的通路，排气通路102是空气的通路。由于毛细作用，将要被测试的样品引入到样品引入部分100，并且空气从排气通路102排出。空位103提供了空的位置，并且减少夹气现象，夹气现象通常在样品引入通路101和排气通路102之间的连接点处出现。夹气现象的出现会导致测量不准确，所以空穴103确保了取样的准确和可重复性。排气通路102与样品本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有样品引入部分的电化学生物传感器，该样品引入部分包含样品引入通路、排气通路、和空位，其中的样品引入通路与排气通路相连并且其中的空位形成在连接点。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：崔刚，金周勇，金文焕，严正熙，南学铉，车根植，
申请(专利权)人：爱森斯株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]