具有激光密封的毛细管空间的生物传感器及其制备方法技术

技术编号:4651268 阅读:167 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
测试条或生物传感器,包括在其上形成电极系统的基底。一个或多个层压层覆盖在所述基底之上,以形成其中沉积有试剂的样品接受腔。提供从所述样品接受腔到所述生物传感器外部的开口。将所述层和所述基底激光焊接以固定所述生物传感器。所述层和基底中的一个是可透光的,以允许在两者之间的界面处进行激光焊接。所述生物传感器可以由一系列连续卷幅形成,然后将其切片以形成单一的生物传感器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 本专利技术总的涉及对体液的分析物浓度的测试,更特别地涉及用于该测试的测试条(test strip)或生物传感器。测试条通常用于观'J定观'j试样品中选定分析物的存在和/或浓度。例 如,使用多个测试条来测试血液中的葡萄糖浓度,以检测具有糖尿病 的人们的血糖水平。这些测试条包括已经将试剂组合物沉积在其中的 反应腔(reaction chamber )。测试条的目前趋势要求更小的测试样品 和更快的分析时间。这为患者提供了显著的益处,使得可以使用能够 来自身体的更少敏感区域的更少的血样。此外,更快的测试时间和更 精确的结果能使患者更好地控制其血糖水平。在更小的样品体积方面,已知提供具有充分小的反应腔以使得通 过毛细作用将其中的流体抽出的测试条,这是由于样品流体的表面张 力和液体使其表面积最小化的热动力学趋势导致的现象。例如,美国 专利号5141868公开了具有其尺寸充分小足以通过毛细作用将其中的 样品流体抽出的空腔的测试条。该空腔被两个平行板限定,其被两个 沿该板的侧面纵向延伸的环氧条间隔开约lmm。该空腔两端敞开,一 端接收样品,另一端允许空气逸出。该空腔包括电极结构,并负载有 适于用该测试条进行该测试的材料的涂层。多种其他测试条设计包括将其中的样品流体抽出的毛细管空腔 并包括允许空气逸出的排气口。正如人们应当认识到的那样,目前的 测试条设计中的毛细管通道典型地非常小,并不断的设计得更小以减 少测试所需的样品量。然而,毛细管入口宽度越小,将小体积样品精 确应用(或"靶向(target)")到该测试条的毛细管中就越难。在具有 损伤的视力和/或降低的灵敏度的人口部分中导向甚至是更重要的,因 为这部分人将其手指精确对准测试条的定量配送边缘是困难的。而 且,样品流体有时会在抽入该毛细管中之前不适当地中断,这是称作 "定量配送中断,,的现象。将会需要克服与测试条中小毛细管相关的该 困难。和试剂的多种活性组分的扩散方面的变量相混淆:勺影响。对血糖测量4例如,血细胞比容(红细胞的浓度)的变化能够影响血样的信号产生。 在其中该结果并不补偿其他样品变量或干扰(例如血细胞比容和温 度)的应用中,使用在短测试时间之后报道的血糖响应值是有问题的。 关于血样中的血细胞比容,现有技术的方法依赖于使用玻璃纤维 过滤器或用包含例如仅能使血浆进入该膜的成孔剂的试剂膜从样品 的血浆中将红细胞分离出来。用玻璃纤维过滤器分离红细胞提高了该测量所需的血样量,这与用户期望的测试用量是相反的。多孔膜(film ) 或薄膜(membrane )在降低血细胞比容影响方面仅是部分有效的,而 且必须和增高的延迟时间和/或特定的测量技术相结合使用,以实现所 需的精确度。因此,需要制造能够以容易、简单和成本有效的方式降低血细胞比容的干扰。通常使用粘合剂将测试条的多个层结合或密封在一起。对于测试 条的高容积制备,作为原料以及特别与制造成本相关,粘合剂能够是 重要的成本。例如,粘合剂能够不利地影响几种制造方法。作为实例, 由于粘合剂碎末(sawdust)的累积,用于切成网并形成条的切割机能 够随时间粘搭。因此该切割机必须周期性停机用于清洁。这种周期性 的制造中断导致较低的制造速度。因此,需要以廉价方式制造测试条。本专利技术的第一方面涉及包括基底(base substrate)和至少一个覆 盖在该基底之上的覆盖层的生物传感器。该基底和该覆盖层共同限定 了在两者之间的样品4妻受腔。试剂位于该样品4妾受腔内。该基底和该 覆盖层进一步共同提供了沿该生物传感器边缘的用于该样品接受腔 的开口。该基底和该覆盖层是激光焊接的,以限定该样品接受腔。另一方面涉及包括基底和覆盖层的生物传感器。 一个或多个激光 焊接处与该基底和该覆盖层共同限定了其尺寸以降低血样中的血细 胞比容干扰的微毛细管腔。试剂位于该微毛细管腔内,用以分析该血 样。另 一 方面涉及包括位于基底和覆盖层之间的用于进一 步限定样 品接受腔的间隔件(spacer)的生物传感器。该间隔件和基底是激光 焊接的,且该覆盖层和该间隔件也是同时或顺序激光焊接的。试剂位 于该沖羊品4妻受腔内。另 一方面涉及其中将试剂沉积在基底上的方法。将该基底和覆盖层以及非必要的间隔层激光焊接在 一 起以形成包含该试剂的生物传 感器的样品接受腔。为更好地理解本专利技术、其优点以及由其实现的目的,应当参考附 图以及伴随的说明,其中解释和描述了本专利技术的优选实施方案。现在参考附图,其中在整个几种视图中,类似的参考数值和字母 表示相应的结构。附图说明图1是依照一种实施方案的使用激光焊接的生物传感器制造技术 的流程图。图2是依照图1中所示的技术组装的生物传感器巻幅(web)的分解图。图3是依照图1中所示的技术激光焊接的第一生物传感器的放大图。图4是依照图1中所示的技术激光焊接的第二生物传感器的放大图。图5A是依照另一实施方案的使用激光焊接的生物传感器制造技 术的流程图。图5B是依照另一实施方案的使用激光焊接的生物传感器制造技 术的流程图。图5C是依照另一实施方案的使用激光焊接的生物传感器制造技 术的流程图。图6是显示应用于基底材料巻幅中的间隔层的分解图。 图7A是双层压生物传感器。图7B是用于三层压生物传感器的激光焊接系统的简图。 图8是用于图7的激光焊接系统中的辊筒(drum)组合件 (assembly)的横截面视图。图9是图8中的辊筒组合件的透视图。图IO是图7中的激光焊接系统的变型的前视图。图11是图10中的激光焊接系统的放大透视图。图12是第一种三层压生物传感器的顶视图。图13是第二种三层压生物传感器的顶视图。图14是图12中的第一种三层压生物传感器的分解图。图15是一巻基底巻幅的透视图。图16是图15中的基底巻幅的放大图。图17是一巻间隔巻幅的透视图。图18是图17中的间隔巻幅的放大图。图19是一巻覆盖层巻幅的透视图。图20是图19中的覆盖层巻幅的放大图。图21是包括在组装过程中覆盖在图15的基底巻幅之上的图17 的间隔巻幅的层压物的顶视图。图22是在组装过程中覆盖在图21的层压物之上的图19的覆盖 层巻幅的顶视图。图23是显示激光焊接区域的图22的层压物的顶视图。图24是由图23的层压物制成的生物传感器巻幅的顶视图。图25是第三种三层压生物传感器的分解图。图26是显示其激光焊接区域的该第三种三层压生物传感器的顶视图。为了促进对本专利技术的原理的理解,现在将参考此处所述的特别实 施方案,将使用特定的语言来描述这些实施方案。然而将认识到由此 不意于限制本专利技术的范围。在所述的方法或装置中的任何改变和其他领域技术人员通常会进行的预期。生物传感器及其制备方法是普通公知的。更特别地,适用于本发 明的生物传感器及其制备方法可获知于US 2005/0019212 Al (公开于 2005年1约27日)。特别参照该公开的美国专利申请的第- 段和附图1-19C,其中详细公开了通常适用于本专利技术的生物传感器 和方法。尽管US 2005/0019212 Al中7>开的生物传感器和方法以电化学 实施方案的特别重点进行描述,但本专利技术并不限定于电化学系统、传 感器和方法。而且本专利技术的方法和生物传感器也能够与本领域通常已 知的光学传感器技术结合使用。激光密封的制造技术如上述背景本文档来自技高网...

【技术保护点】
生物传感器,包括: 基底, 覆盖在所述基底上的至少一个覆盖层,其中所述基底和所述覆盖层共同限定出样品接受腔; 所述基底和覆盖层中的一个比另一个更具透射性; 位于所述样品接受腔内的试剂; 所述基底和所述覆盖层提供了沿两者之间的边缘的 用于所述样品接受腔的开口;和 至少一个激光焊接处,其将所述基底与所述覆盖层相连接,以形成所述样品接受腔。

【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:RS布拉A拉兹班
申请(专利权)人:霍夫曼拉罗奇有限公司
类型:发明
国别省市:CH[瑞士]

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