植入式微型生物传感器的制造方法技术

一种植入式微型生物传感器的制造方法，包括：提供一个表面含有第一感测区的基板；形成一个第一工作电极于表面上，使该第一工作电极至少包含一个含有第一导电材料的第一感测段；形成至少一个第二工作电极于表面上，使该第二工作电极至少包含一个邻设于该第一感测段的至少一个侧边并包含第二导电材料的第二感测段；及形成一个化学试剂层并使其至少盖覆于第一感测段的第一导电材料上，以与该目标分析物反应。本发明专利技术制造方法可于同一感测区内制作出表面材质不同的两个感测段，可经由图案化程序精准控制电极的形状尺寸及位置，并能满足制程简化的需求。简化的需求。简化的需求。

【技术实现步骤摘要】
植入式微型生物传感器的制造方法


[0001]本专利技术是有关于一种生物传感器的制造方法，特别是指一种植入式微型生物传感器的制造方法。

技术介绍

[0002]糖尿病病患人口呈快速增长，随之益发强调需监控体内葡萄糖(Glucose)的变化，所以许多研究开始朝向研发可植入体内进行连续式葡萄糖监控(continuous glucose monitoring，CGM)的系统，以解决一天需反复多次的采血与检测为患者生活上所带来的不便。连续式葡萄糖监控系统的基本架构包含生物传感器(Biosensor)与发射器(Transmitter)，其中生物传感器用以量测体内对应于葡萄糖浓度的生理讯号，且大多运用电化学方式，也就是以葡萄糖氧化酵素(glucose oxidase，GOx)催化葡萄糖反应生成葡萄糖酸内酯(Gluconolactone)与还原态酵素，后续还原态酵素将与体内生物流体中的氧气进行电子转移进而生成副产物过氧化氢(H2O2)，最后借由催化副产物H2O2的氧化反应来量化葡萄糖浓度，其反应式如下。
[0003]Glucose+GOx(FAD)
→
GOx(FADH2)+GluconolactoneGOx(FADH2)+O2→
GOx(FAD)+H2O2[0004]在上述反应中，FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸，Flavin Adenine Dinucleotide)为GOx的活性中心。
[0005]然而，血液或组织液中若存在如维他命C的主要成分-抗坏血酸(Ascorbic Acid，AA)、常见止痛药成分-乙酰氨酚(Acetaminophen，AM)、尿酸(Uric Acid，UA)、蛋白质或葡萄糖类似物等干扰物且其氧化电位接近H2O2的氧化电位时便会影响葡萄糖量测的讯号，使得连续式葡萄糖监控系统在实际操作上难以确保测定数值能真实反应受测者的状态以及维持讯号的长期稳定度。目前相应的解决方法可借由设置高分子膜进行筛除，或以多工作电极搭配酵素覆盖的有无或覆盖有不同酵素的方式，进而施加电压而由各工作电极读取多个讯号。最后，针对前述多个讯号进行处理，便可获得较为准确的待测分析物的生理参数，但前者往往无法完全筛除干扰物，而后者增加制程的复杂度。
[0006]除了须避免干扰物影响外，生物传感器一般选用银/氯化银作为参考电极或兼具参考电极功能的对电极的材料，但氯化银在参考电极或对电极上不可被消耗殆尽且需具备一安全库存量，使得生物传感器维持于一稳定的检测环境中进行生理讯号的量测，并使生理讯号与待测分析物生理参数间达到一稳定的比例关系。
[0007]然而，氯化银不只会因解离(Dissolution)而导致氯离子流失，进而造成参考电位飘移，更会因银/氯化银作为对电极材料而参与氧化还原反应，使氯化银还原为银而被消耗。由此可知，生物传感器的使用寿命往往受限于参考电极或对电极上的氯化银含量，目前也有许多针对此问题所提出的专利技术。以两电极系统为例，在平均感测电流20纳安培(nA)下对电极容量(Capacity)的消耗约为每日1.73毫库伦(mC)，也就是说，若欲将生物传感器埋置于皮表下进行连续16天的葡萄糖监控，至少需具备27.68mC的容量，所以现有技术尝试拉长对电极的长度至大于10mm。但为了避免植入深达皮下组织，此等生物传感器需以斜角方
式植入，进而造成植入伤口较大、较高感染风险等问题，且植入时的痛感也较显著。
[0008]据此，在配合微型化连续式葡萄糖监控系统发展的前提下，如何研发出能同时提升量测精准度、延长使用寿命，并兼顾制程简化、降低成本等等需求的生物传感器，为业界亟欲达成的目标。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的，即在提供一种可通过图案化精准控制电极形状尺寸与位置、且满足制程简化的植入式微型生物传感器的制造方法。
[0010]于是，本专利技术植入式微型生物传感器的制造方法，包括：
[0011]提供一个基板，该基板的一个表面包含用以植入一个生物体皮下测定一个生物流体中的一个目标分析物的生理参数的一个第一感测区；
[0012]形成一个第一工作电极于该表面上，使该第一工作电极至少包含一个第一感测段，且该第一感测段包含第一导电材料；
[0013]形成至少一个第二工作电极于该表面上，使该第二工作电极至少包含一个第二感测段，其中该第二感测段邻设于该第一感测段的至少一个侧边并包含与该第一导电材料不同的第二导电材料，且该第二感测段与该第一感测段均位于该第一感测区内；以及
[0014]形成一个化学试剂层，使该化学试剂层至少盖覆于该第一感测段的该第一导电材料上，以与该目标分析物反应产生一个生成物。
[0015]在本专利技术植入式微型生物传感器的制造方法中，形成该第一工作电极于该表面上与该形成该第二工作电极于该表面上的步骤包括：
[0016]形成该第二导电材料于该表面上；
[0017]图案化该第二导电材料并定义出相互分离的一个第一区块与至少一个第二区块；以及
[0018]形成该第一导电材料于该第一感测区内并覆盖至少部分的该第一区块的第二导电材料以完成该第一工作电极的第一感测段，而该第二区块的第二导电材料定义为该第二工作电极。
[0019]在本专利技术植入式微型生物传感器的制造方法中，于图案化该第二导电材料的步骤后还包括：形成一个第一绝缘层于该表面上，以定义该第一感测区。
[0020]在本专利技术植入式微型生物传感器的制造方法中，图案化该第二导电材料的步骤是使该第二感测段以不大于0.2mm的一个间隙邻设于该第一感测段的至少一个侧边。
[0021]在本专利技术植入式微型生物传感器的制造方法中，图案化该第二导电材料的步骤使该第二感测段以其一侧边沿着该第一感测段的周缘延伸而设置，且该第一感测段的周缘中邻设有该第二感测段的部分占该第一感测段之总周长的30％-100％。
[0022]在本专利技术植入式微型生物传感器的制造方法中，该图案化该第二导电材料的步骤形成两个第二区块而定义两个第二工作电极，且该两个第二工作电极的两个第二感测段分别邻设于该第一感测段的相对两侧边。
[0023]在本专利技术植入式微型生物传感器的制造方法中，形成该第二导电材料于该表面上的步骤通过网版印刷制程来完成。
[0024]在本专利技术植入式微型生物传感器的制造方法中，形成该第一导电材料于该第一区
块内的步骤通过电镀制程来完成。
[0025]在本专利技术植入式微型生物传感器的制造方法中，图案化该第二导电材料的步骤利用激光雕刻制程来完成。
[0026]在本专利技术植入式微型生物传感器的制造方法中，该形成化学试剂层的步骤为将形成有该第一工作电极与该第二工作电极的基板插入含有该化学试剂的溶液中。
[0027]在本专利技术植入式微型生物传感器的制造方法中，该化学试剂同时盖覆于该第一感测段的第一导电材料与该第二感测段的第二导电材料上。
[0028]在本专利技术植入式微型生物传感器的制造方法中，该第一工作电极经驱动而使该第一导电材料对该生成物具有第一灵敏度，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植入式微型生物传感器的制造方法，其特征在于该制造方法包括：提供一个基板，该基板的一个表面包含用以植入一个生物体皮下测定一个生物流体中的一种目标分析物的生理参数的一个第一感测区；形成一个第一工作电极于该表面上，使该第一工作电极至少包含一个第一感测段，且该第一感测段包含第一导电材料；形成至少一个第二工作电极于该表面上，使该第二工作电极至少包含一个第二感测段，该第二感测段邻设于该第一感测段的至少一个侧边并包含与该第一导电材料不同的第二导电材料，且该第二感测段与该第一感测段均位于该第一感测区内；以及形成一个化学试剂层，使该化学试剂层至少盖覆于该第一感测段的该第一导电材料上，以与该目标分析物反应产生一个生成物。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：形成该第一工作电极于该表面上与该形成该至少一个第二工作电极于该表面上的步骤包括：形成该第二导电材料于该表面上；图案化该第二导电材料并定义出相互分离的一个第一区块与至少一个第二区块；以及形成该第一导电材料于该第一感测区内并覆盖至少部分的该第一区块的第二导电材料以完成该第一工作电极的第一感测段，而该第二区块的第二导电材料定义为该第二工作电极。3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：于图案化该第二导电材料的步骤后还包括：形成一个第一绝缘层于该表面上，以定义该第一感测区。4.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：图案化该第二导电材料的步骤是使该第二感测段以不大于0.2mm的一个间隙邻设于该第一感测段的至少一个侧边。5.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：图案化该第二导电材料的步骤使该第二感测段以其一侧边沿着该第一感测段的周缘延伸而设置，且该第一感测段的周缘中邻设有该第二感测段的部分占该第一感测段之总周长的30％-100％。6.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：图案化该第二导电材料的步骤形成两个第二区块而定义两个第二工作电极，且该两个第二工作电极的两个第二感测段分别邻设于该第一感测段的相对两侧边。7.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：形成该第二导电材料于该表面上的步骤通过网版印刷制程来完成。8.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：形成该第一导电材料于该第一区块内的步骤通过电镀制程来完成。9.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：图案化该第二导电材料的步骤利用激光雕...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄椿木，陈界行，张恒嘉，陈继浩，陈建中，
申请(专利权)人：华广生技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：