电化学传感器及其方法技术

提供一种传感器，用于检测流体试样中的一种或者多种成分的不同浓度。传感器包括注射模制主体、至少两个电极、酶、如果需要的话，也可包括电子转移介质。主体包括用于接纳流体试样的反应区。电极至少部分地植入塑料体中，并延伸到反应区域中。同样包含在反应区中能够催化流体试样中涉及复合物的反应的酶。不仅如此，传感器并入能够激活连接到传感器的测量仪器的填充检测，以测量发生在反应区中的电化学变化。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电化学传感器，尤其是涉及用于检测或者测量诸如流体和溶解的固态材料之类的试样分析物的模制成的电化学传感器，以及制造和使用这些传感器的方法。
技术介绍
电化学传感器用于确定诸如流体或者溶解的固体材料中的各种试样分析物的浓度。例如，电化学传感器已经被用于测量人体血液中的葡萄糖。这些传感器已经被用于糖尿病和保健行业中用于监测人血液中的葡萄糖水平。传感器通常和仪表一起使用，如果带是设计用于模具的光度测定检测的话，就用来测量光的反射系数，或者如果带是设计用来检测电活化复合材料的话，就用来测量一些诸如电流之类的电学属性。典型地，使用电学绝缘基制造电化学传感器，通过丝网印刷将诸如碳或者银之类的导电墨印刷到在电学绝缘基上而形成导电电极轨道或者通过薄金属带展开形成导电电极轨道。电极是传感器的传感元件并通常被称为变换器。电极被覆盖一层反应物层，此层包括与氧化还原酶结合的亲水聚合物或者分析物专用的脱氢酶。进一步，安置在一部分基和电极上的是一个绝缘层。电化学测量的精度和准确性很大程度地依赖电极表面区域在微观尺寸上的重复能力。电极的形状变化会使电化学信号的读出产生很大变化。丝网印刷已经对生产用于测定葡萄糖的传感器产生了很大的影响。丝网印刷的广泛使用由于能够大规模生产相对的便宜传感器。从较大卷形物展开得到金属带的应用也被广泛地用来大规模生产这样的传感器。尽管在丝网印刷和导电墨制造领域中取得了许多进展，但是由于在使用薄膜印刷技术中涉及到要进行反复和高温愈合工艺，因此该技术在电极表面积、尺寸变化、厚度变化、微裂纹以及收缩方面仍然存在较差的可再现性在打印过程中溶剂的消耗也是导致电极厚度变化的另外一个因数。使用印刷技术的传感器开发要求经过一些不同的导电墨，而不同导电墨需要不同的丝网。丝网放置位置的稍微偏差都能导致在电阻压降和所施加的电势上产生很大误差。这些丝网的磨损和破裂也是另外一个误差源由。还有，采用丝网印刷而制造的传感器带承受很大程度的原材料浪费。一般来说，每使用一克墨，就浪费一克墨。制造这样的传感器还要涉及到层压工艺，这就增加了生产的复杂性和最终产品的制造成本。
技术实现思路
本专利技术中提供一种电化学传感器，用于检测诸如流体和溶解的固体材料之类的试样的各种分析物的浓度。把传感器设计成可使用可靠且成本高效的注射模生产方法，便于进行大量生产。本专利技术包括注射模塑带或主体、至少两个电极、酶、如果需要的话也可包括电子转移介质。主体包括用于接纳流体试样的腔或者反应区。电极至少部分植入塑料体中并延伸到反应区域中，并在那里暴露在试样下。还有包含在反应区中的、能够催化流体试样中涉及的复合物的反应的酶。特别地，此装置和电子测量仪器协作，此装置能够测量该装置中导电电极的电子属性间的差异。此装置，即传感器包括至少两个相互分离的电电极，优选地为三个；主体，该主体具有两个模制成绝缘材料的两个端部和外壳电极；用于将测量仪器连接导外壳的装置；用于利用容纳流体试样的装置；用于使用一种或者多种化学药品处理一个或者多个电极、以在和流体试样接触时改变经处理的电极的电学属性的装置。外壳的一端具有用于连接测量仪器的装置，外壳的相反一端具有用于容纳流体试样的装置。用于连接测量仪器的装置是形成在外壳中将电极暴露到主体外的插头。传感器通过模制成，可以为单个、单一件或者两件。在两件结构中，盖的末端连接到主体上。在单件结构中，主体围绕一个铰链枢转并连接到自身。形成部分主体的凸起和槽合作，以确保正确对齐。毛细入口构造在传感器的一个末端，以将流体试样在接触流体试样时吸到体中。毛细入口被模制到主体的一个末端并和反应区连通。此反应区是一种围绕电极形成在主体中的通道，并适于和利用毛细作用力吸入体中的流体进行反应。尽管反应区可以在电极之上或者之下形成，优选的方式是在电极之构成。毛细管具有用于释放压力的孔。正如所注意到的，电极被模制为塑料制品。在一实施例中，电极是导电导线。在另外一个实施例中，电极由金属板构成。电极可以被镀上一种不同的导电材料以提高它们的性能。孔形成在传感器的主体上以允许在成形过程中保持电极。孔也可以形成在主体中，以在形成过程前或者之后对一个或者多个电极进行化学处理。添加化学制品(例如具有或者不具有酶的制剂)在和流体试样接触时改变受处理电极的电学属性。在优选实施例中，酶被施加到一个电极的外表面。抗体可以施加到另外一个电极上。电子介质可以进一步施加到一个或者多个电极的外表面。根据本专利技术的另外一个实施例中，传感器提供填充检测。吸入到毛细入口和反应区中的液体和电极边缘接触，在达到反应区的下端时，离毛细入口最远的区域激活测量仪器。当流体和毛细空间中最后的电极相接触时，就关闭导致电流流经单元的电化学单元中的打开电路，。单元中的电流触发测量仪器，表明毛细室被充满液体。孔也可用于可视检测流体填充。同时也说明了电化学传感器的制造和使用方法。制造此设备的方法包括以下步骤，将至少两个电学可导电极分开安置在模具中；在成形前或者后使用一种或者多种化学制品处理至少一个电极，以在接触流体试样时改变处理电极的化学属性；模制成绝缘材料主体，使其具有围绕电极的两个末端，其一个末端具有可以容纳流体试样的装置。和前面一样，主体被成形为两件，具有一个主体和在成形结束后用于相互连接的端盖，，或者形成单独的单件。附图说明在构成说明书一部分的附图中，通篇中相似的数字表示被用来表示相同的部件，图1是根据本专利技术教导的电化学传感器的第一实施例的放大俯视平面视图；图2是图1中电化学传感器中沿平面2-2所取的截面端视图；图3是图1中电化学传感器中沿平面3-3所取的截面端视图；图4是图1中电化学传感器中沿平面4-4所取的截面端视图；图5是图1中电化学传感器中沿平面5-5所取的截面端视图；图6是图1中电化学传感器中沿平面5-5所取的截面端视图；图7是根据本专利技术教导的电化学传感器的第二实施例的放大俯视平面视图；图8是图7中电化学传感器的侧视图；图9是图7中电化学传感器的侧面图；图10是图7中电化学传感器的仰视平面图；图11是图7中电化学传感器沿平面11-11所取的截面侧视图；图12是图7中电化学传感器沿平面12-12所取的截面侧视图；图13是根据本专利技术教导的电化学传感器的第三实施例的放大俯视平面视图；图14表示图13中电化学传感器的放大仰视平面图；图15是图13中电化学传感器沿平面15-15所取截面侧视图；图16是图13中电化学传感器沿平面16-16所取的截面后视图；图17是根据本专利技术教导的电化学传感器的第三实施例的放大俯视平面视图；图18表示图17中电化学传感器的放大仰视图；图19表示图17中电化学传感器沿平面19-19所取的截面侧视图；图20a、b表示图17中传感器的接线端末端部分的放大图，传感器的端盖(a)自主体往外延展并(b)固定到主体上。具体实施例方式尽管本专利技术可以具有许多不同的形式，将对本专利技术的优选实施例在图纸中显示并在理解此公开内容的情况下进行详细说明，以作为本专利技术原则的实例化，且其目的不是为了限制说明的实施例的保护范围。第一实施例参照图1-6，说明了根据本专利技术第一实施例的电化学传感器。图1显示的传感器10看似由透明塑料制造，允许看到其中。如在此处所讨论的，内部部件和隐藏的外部部件通常从传感器10上往下看时不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学装置，用于和测量仪器一起测量由于化学或者酶反应而导致的流体试样的电化学属性的变化，包括：（ａ）具有第一端和相对的第二端的绝缘材料的主体；（ｂ）至少两个导电电极，所述电极以固定的纵向关系安置在两个端部之间的绝缘材料中 ；（ｃ）用于将测量仪器连接到主体的装置；（ｄ）用于容纳流体试样的装置；以及（ｅ）用于利用一个或者多个能够和流体试样反应的物质处理至少一个电极的装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克雷格拉潘，塞亚马斯哈吉匝德哈，凯利米尔斯，
申请(专利权)人：维罗泰克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]