本发明专利技术在一些方面中提供一种具有构件的装置，该构件具有电化学活性增强的区域。在一个方面中，提供一种电化学活性增强的传感器，用于检测生物流体样品中的分析物浓度水平。该传感器可以包括半导体材料的传感器构件，其中该传感器构件具有电化学活性增强的表面区。在其他方面中，该构件可以由具有电化学活性增强的表面区的半导体泡沫制成。在一些实施方案中，该表面区可以是热致形成的。在其他方面中，本发明专利技术还提供制造方法和设备。
【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设备及其制造方法。
技术介绍
具有电化学活性(有时称为电化学反应性)的装置被发现有多种用途。一种用途是作为健康诊断的一部分监控生物流体中的分析物浓度水平。例如，电化学分析物传感器可以用于监控患者血液中的分析物水平(例如，葡萄糖水平)。由于常规电化学分析物传感器可能具有相对较低的灵敏度，因此可能需要相对较大的生物流体样品体积，以获得分析物浓度水平的精确测量。上述装置中电化学活性很重要的另一领域是在电化学转化装置的领域中(例如， 燃料电池和/或电池组等)。这些常规电化学装置(例如，分析物传感器、燃料电池、电池组等)可能要求使用贵金属和/或可能要求湿处理步骤，这样可能会显著增加这些装置的制造成本。因此，有益的是提供廉价电化学装置，其具有增强的性能，例如电化学活性。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术提供一种传感器，它包括半导体材料的传感器构件，所述传感器构件包括电化学活性增强的表面区。在另一个方面，本专利技术提供一种用于检测生物流体样品中的分析物浓度水平的分析物传感器。所述分析物传感器包括由半导体材料构成的传感器第一构件；形成在所述传感器构件上的电化学活性增强的表面区；以及与所述电化学活性增强的表面区的至少一部分接触的活性区。在一个方法方面，本专利技术提供一种制造传感器的方法，包括以下步骤提供包含半导体材料的传感器构件；以及在所述传感器构件上设置电化学活性增强的表面区。在另一个方法方面，本专利技术提供一种制造电化学活性装置的方法，包括以下步骤 提供包含半导体材料的构件；以及施加热量到所述构件的表面区，以引起所述表面区的电化学活性改变。在另一个方面，本专利技术提供一种电化学装置。所述装置包括多孔半导体材料的构件，所述构件包括电化学活性增强的表面区。在另一个方面，本专利技术提供一种电化学传感器，它包括半导体材料的构件，所述构件包括导电率增强的区域。从以下详细说明、所附权利要求书和附图，本专利技术的其他特征和方面将变得更加清楚。附图说明图1是根据本专利技术提供的示例性实施方案的分析物传感器的俯视图。图2是图1的分析物传感器沿剖面线2-2的放大剖视图。图3是根据本专利技术示例性实施方案的图1的分析物传感器的分解立体图，为了清楚盖子被分隔开。图4是根据本专利技术的接收示例性实施方案的分析物传感器的测试设备的部分主视图。图5是根据本专利技术另一示例性实施方案的分析物传感器的部分剖切的俯视图。图6是根据本专利技术实施方案的分析物传感器的编码区的放大的部分剖切的俯视图。图7是示出在根据本专利技术示例性实施方案的分析物传感器内包括的传感器构件上形成轨道的部分俯视图。图8A-8D是根据本专利技术的分析物传感器中包括的传感器构件的其他示例性实施方案的俯视图。图9A是根据本专利技术的电化学活性增强的表面在10，000X放大倍数下的显微照片图。图9B是比较用的未增强的表面在10，000X放大倍数下的显微照片图。图9C是根据本专利技术的电化学活性增强的表面在500X放大倍数下的显微照片图。图9D是比较用的未增强的表面在500X放大倍数下的显微照片图。图10是根据本专利技术的包括电化学活性增强的表面的表面区的半导体纤维的显微照片图。图IlA是示出与未增强的表面区的比较用分析物传感器相比，根据本专利技术的利用电化学活性增强的表面区的本专利技术分析物传感器的电化学响应(nA)的第一示图。图IlB是示出与未增强的表面区的比较用分析物传感器相比，根据本专利技术的利用电化学活性增强的表面区的本专利技术分析物传感器的电化学响应(nA)的第二示图。图12是示出根据本专利技术的制造包括具有电化学活性增强的表面的表面区的构件的方法的流程图。图13是示出根据本专利技术的具有电化学活性增强的表面的表面区的多孔半导体装置的立体图。图14是根据本专利技术提供的示例性实施方案的分析物传感器的剖切的侧视图。 具体实施例方式根据本专利技术的第一方面，提供一种电化学装置，它包括至少部分地由半导体材料制成的构件。所述构件的表面部分可以包括电化学活性增强的表面区(下文中称为“增强的表面区”或“增强区域”)。本文中使用的“电化学活性增强的表面区”是指以下的表面区与相同大小和材料的制品的未处理的表面区相比，具有增强的电化学反应性，即在给定电位下具有更快的氧化和/或还原动力学。这种区域可以通过施加热量来形成，即，其可以是热致形成的。增强的表面区可以允许在电化学传感器和装置中产生增强的电流，例如在分析物传感器和燃料电池中。此外， 由于减少或消除了对贵金属的需要和/或对湿处理步骤的需要，因而这种增强可以简化构造。在一些实施方案中，半导体材料可以是碳化硅。在其他实施方案中，所述构件可以包括多孔半导体材料(例如，多孔半导体泡沫)。在一些实施方案中，所述装置可以是分析物传感器，其可以包括至少部分地由半导体材料制成的传感器构件。所述传感器构件可以包括电化学活性增强的表面区。可以设置与增强区域接触的活性区(例如，一种或多种催化剂和/或试剂)。因此，这种传感器可以用于分析物检测。在工作时，所述活性区可以适于与所述空腔内接收的生物流体样品中的分析物反应并将其转化为反应产物，从而可以产生电流。所述传感器构件可以设置在另一元件中，例如基体或中空构件(例如，针状构件)，其中所述传感器可以例如作为传感器的工作电极工作。有利的是，与没有活性增强表面的类似制品相比，在传感器上设置电化学活性增强的表面区可以提供增强的信号产生。下面参照图1-14说明电化学装置、传感器、分析物传感器、包括该分析物传感器的设备以及制造该装置和传感器的方法的这些和其他实施方案。图1-3示出根据本专利技术提供的分析物传感器100的示例性实施方案的不同视图。 分析物传感器100可以包括可由任何合适的绝缘材料形成的基体110，例如聚合物(例如， 聚碳酸酯、聚苯乙烯、高密度聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺等绝缘材料)。基体 110可以具有安装在其上的传感器第一构件120，其可以通过在基体110内设置某种程度的物理凹陷进行安装。例如，当基体110是可变形聚合物时，可以施加足够的压力和/或热量， 从而使传感器第一构件120的包层124压印到基体110内。此外，凹陷可以模制到基体110 中。任选地，传感器第一构件120可以粘附或胶合、热熔、超声熔合或以其他方式安装到基体110上。在一些实施方案中，传感器第一构件120可以通过夹置在基体110和盖子150 之间而简便地安装到基体110上。粘合剂151可用于将盖子150连接到基体上。基体110 可以是任何合适的大小和形状。在一些实施方案中，传感器第一构件120可以包括由导电材料制成的芯部122和可以至少部分地由半导体材料制成的包层124。在一些实施方案中，第一构件120可以采用包含半导体材料的纤维的形式，并且在一些实施方案中，导电芯部122可以至少部分地被半导体包层124包围。纤维可以具有圆形横截面，并且长度基本上长于其横向尺寸(例如， 直径)。在示出的示例性实施方案中，包层124可以呈环 形形状，其可以沿着芯部122长度的至少一部分完全包围芯部122。芯部122可以呈例如圆柱棒的形状。在工作中，芯部122 和包层124都能够传导电流。在一些实施方案中，芯部122可以包含碳(例如，石墨)并且包层124可以包含碳化硅(SiC)。具有合适的SiC包层和碳芯部的碳化硅/碳纤本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种传感器，包括：半导体材料的传感器构件，所述传感器构件包括电化学活性增强的表面区。
【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：史蒂芬·C·查尔顿，
申请(专利权)人：拜尔健康护理有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US
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