传感片与其制造方法及其系统技术领域
本公开关于一种传感片,更特别关于具有两个反应区的传感片,其在一反应区中
所容纳的样品液体不会污染另一反应区中所容纳的样品液体。
背景技术
由于饮食丰盛,不当的饮食习惯所造成的疾病持续增加。可信赖的生化量测系统
是日常生活中用于周期性监视身体状况(例如血糖量、脂肪)的较佳工具。
目前,市场上已有许多可同时量测多种生化浓度的生化量测系统。
例如,血糖测试片量测葡萄糖去氢酶(GDH)以及葡萄糖氧化酶(GOD)。所述测试片
使用来自两种不同血糖指数的反应以检查使用者个血糖浓度。
另一个例子包含多层测试片。所述多层测试片用于形成两个不连接的反应区域。
多层测试片可达到多重反应区的效果。第一反应区量测血糖浓度。第二反应器进
行血容比测试。血球容积量用于校正血糖浓度。
然而,制造多层测试片结构的制程复杂并且增加生产成本。
单层测试片包含双重毛细管通道。使用双重毛细管通道,可分别量测血糖量与血
球容积量。
生化量测系统包含三个反应区。第一反应器检测血红素与血球容积。第二与第三
反应区量测凝血期间。然而,包含双重毛细管通道与三个反应区的测试片具有缺点,例如使
用大体积的样品,例如血液。
上文的「现有技术」说明仅提供背景技术,并未承认上文的「现有技术」说明公开本
公开的标的,不构成本公开的现有技术,且上文的「现有技术」的任何说明均不应作为本公
开的任一部分。
发明内容
本公开提供一种用于血容比校正的传感片。传感片包含凹槽,其将两个分离的电
极组分隔于不同反应区中,用于量测血容比或是分析物浓度。
本公开提供传感片具有两个独立的反应区,不会彼此污染,因而减少在相同反应
区中的相同电极组的信号(例如AC信号以及DC信号)干扰,或是减少在不同反应区中的不同
电极组的信号干扰。
本公开的一实施例提供一种传感片。传感片包括基板,其含有第一表面、第二表
面、位于第一表面与第二表面之间的凹槽,以及在凹槽中的第三表面。传感片进一步包括位
于第一表面的顶部的第一电极组、位于第二表面的顶部的第二电极组,以及覆盖层,其包括
面对基板的覆盖表面,其中第三表面为疏水性,以及覆盖表面为亲水性。
所述的传感片,进一步包括绝缘层,其位于所述覆盖层与所述基板之间,所述绝缘
层包括开口、孔、横侧与背面,以及所述开口位于所述横侧之间并且位于所述孔与所述背面
之间。
其中所述基板包括所述第一表面与所述第二表面之间的凹槽长度,所述横侧包括
侧长度,以及所述侧长度与所述凹槽长度之间的比例为10至5。
其中所述基板包括从所述第一表面至所述第二表面的凹槽长度,以及通过所述凹
槽的所述凹槽长度是可变的。
其中所述基板包括所述第一表面与所述第三表面之间的第一边缘,以及所述第一
边缘包括突出部,其朝向所述孔或是所述背面突出。
其中所述基板包括在所述第一表面与所述第三表面之间的第一边缘,以及所述第
一边缘包括一部分,其突出超过所述横侧至少其中之一,因而所述绝缘层部分位于所述凹
槽上方。
其中所述基板包括具有区体积的区,其位于所述第一表面上方并且位于所述覆盖
表面下方,所述区体积位于所述第一表面与所述第二表面之间,所述凹槽具有所述第三表
面所环绕且位于所述第一表面下方的凹槽体积,以及所述区体积与所述凹槽体积之间的比
例为1至3。
其中所述第一表面与所述第二表面至少其中之一为亲水性。
本公开的另一实施例进一步提供一种传感片。传感片包括基板,其包含第一表面、
第二表面、内表面、以及位于第一表面与第二表面之间的凹槽,内表面环绕凹槽,内表面为
疏水性。传感片进一步包括位于基板上方的覆盖层,覆盖层包含面对基板的覆盖表面,以及
覆盖表面为亲水性。基板与覆盖层形成位于第一表面上方且位于覆盖表面下方的第一反应
区,以及位于第二表面上方且位于覆盖表面下方的第二反应区。传感片进一步包括位于第
一反应区中的第一电极组,以及位于第二反应区中的第二电极组。
所述的传感片,进一步包括在所述基板与所述覆盖层之间的绝缘层,所述绝缘层
包括横侧、孔、以及背面,所述背面与所述孔对立。
其中所述覆盖层包括孔洞,所述覆盖层包括从所述孔洞至所述孔的长度,所述凹
槽具有从所述第一反应区至所述第二反应区的凹槽长度,以及所述长度与所述凹槽长度之
间的比例从5至10。
其中所述基板包括在所述第一表面与所述内表面之间的第一边缘,以及从所述第
一边缘至所述孔的预定长度沿着所述凹槽是可变的。
其中所述基板包括在所述第一表面与所述内表面之间的第一边缘,以及所述第一
边缘包括突出部,其朝向所述孔或所述背面突出。
其中所述基板包括在所述第二表面与所述内表面之间的第二边缘,以及所述第二
边缘包括延伸超过所述背面的突出部。
其中所述第一表面与所述第二表面至少其中之一为亲水性。
其中所述基板与所述覆盖层形成第三反应区,其位于所述第一反应区与所述第二
反应区之间,所述第三反应区在所述覆盖表面下方且在所述第一表面或所述第二表面上
方,所述凹槽具有凹槽体积位于所述第三反应区下方,以及所述第三反应区的体积与所述
凹槽体积之间的比例为1至3。
其中所述基板包括在所述第二表面与所述内表面之间的第二边缘,以及从所述第
二边缘至所述孔的预定长度沿着所述凹槽是可变的。
其中所述基板进一步包括耦合至所述凹槽的气体储存器。
其中所述第一电极组用于量测分析物浓度,以及第二电极组用于量测血容比浓
度。
本公开的一实施例进一步提供一种传感系统,其包括传感片、电源、检测器、以及
微处理器。传感片包括基板,其含有第一表面、第二表面、位于第一表面与第二表面之间的
凹槽,以及位于凹槽中的第三表面。传感片进一步包括位于第一表面的顶部上的第一电极
组、位于第二表面的顶部上的第二电极组、以及覆盖层,其包括面对基板的覆盖表面,其中
第三表面为为疏水性,以及覆盖表面为亲水性。电源用于同时提供直流电(DC)信号与交流
电(AC)信号,其中DC信号传送至第一电极组,以及AC信号传送至第二电极组。检测器用于检
测第一反应值以响应分析物浓度,以及第二反应值以响应血容比浓度。微处理器用于计算
血容比校正的分析物浓度,以响应第一反应值与第二反应值。
本公开的一实施例亦提供一种传感片的制造方法,所述方法包含以下步骤:提供
基板;在基板中形成凹槽,因而基板包括由所述凹槽所分隔的第一表面与第二表面;配置第
一电极组于第一表面;配置第二电极组于第二表面;以及形成覆盖层,其包括位于基板上方
的亲水表面。
其中形成所述凹槽的操作包括在所述凹槽中形成疏水性表面。
所述的方法,进一步包括形成绝缘层于所述基板上,所述绝缘层包括开口,其暴露
所述凹槽、所述第一表面、或所述第二表面至少其中之一。
所述的方法,进一步包括形成绝缘层于所述基板上,因而所述亲水性表面位于所
述第一表面与所述第二表面至少其中的一上方,相距一预定高度。
前述内容相当广泛地概述本公开的特征与技术优点,因而可供更加理解本公开的
以下详细说明。以下描述本公开的其他特征与优点,其形成本公开的申请专利范围的标的。
所述本领域技术人员应理解所公开的概念与特定实施例可作为修饰或设计其他结构或制
程的基础,用于进行与本公开相同的目的。所述本领域技术人员亦应理解此均等物建构并
不脱离申请专利范围中所定义的本公开的精神与范围。
附图说明
由以下详细说明与附随附图得以最佳了解本申请公开内容的各方面。注意,根据
产业的标准实施方式,各种特征并非依比例绘示。实际上,为了清楚讨论,可任意增大或缩
小各种特征的尺寸。
图1根据本公开的一些实施例说明传感片的概示图。
图2A至2F根据本公开的一些实施例说明传感片的剖面图。
图3A至3H根据本公开的一些实施例说明传感片的平面图。
图4A说明使用无凹槽的双反应区的电子信号的反应附图。
图4B说明使用含有凹槽的双反应区的电子信号的反应附图。
【符号说明】
1 基板
10 电极系统
11 第一电极组
12 第二电极组
21 样品端口
2 绝缘层
7 凹槽
4 反应层
25 第一反应区
27 第二反应区
20 反应带
100 传感片
3 覆盖层
S23 背面
S20 横侧
30 孔洞
5 样品
S25 第一表面
S27 第二表面
S7 第三表面
S3 覆盖表面
71 第一边缘
72 第二边缘
57 区
S57 顶表面
51 前部
52 后部
54 气泡
37 附加部分
23 角
75 短部
74 突出部
70 长部
77 区
712 分隔区
73 凹面
78 凹部
701 水平部分
702 垂直部分
29 第三反应区
14 第三电极组
79 气体储存器
具体实施方式
本公开关于传感片、其制造方法、以及其量测系统。为了可完全理解本公开,以下
说明提供详细步骤与结构。为了供读者完全理解本公开的内容,以下说明提供详细步骤与
结构。显然,本公开的实施并不限制所述技艺具有技术者已知的特定细节。此外,未详细描
述已知的结构与步骤,因而不会对于本公开的内容有不必要的限制。本公开的较佳实施例
详细说明如下。然而,除了详细说明之外,本公开亦可实施于其他实施例中。本公开的范围
不限于详述的实施例,而是由申请专利范围定义。
本公开的以下说明内容与附图并入且构成说明书的一部分,并且说明本公开的实
施例,但本公开并非限于实施例。此外,以下的实施例可适当整合以完成另一实施例。
「一实施例」、「实施例」、「其他实施例」、「一些实施例」、「另一实施例」等指本公开
所描述的实施例可包含特定特征、结构、或特性。再者,重复使用「在实施例中」或「在一些实
施例中」并非必须指相同的实施例,当然也可为相同的实施例。
除非特别声明,否则由以下讨论内容可知整个说明书中所使用的语词,例如「量
测」、「接收」、「计算」、「检测」、「传送」、或类似者指计算机或计算系统的动作与/或处理、或
是类似的电子计算装置、状态机器以及类似物,其操纵且/或将表示为物理数据,例如电子
数据或是量数据转型为类似的物理量的数据。
此外,除非特别声明,否则由申请专利范围与详细说明内容可知在整个说明书中,
组件的量是单一的。如果所标示的组件是单一个,则量词解读为一个单元或是至少一个单
元。如果标示的组件为多个,则量词解读为包含至少两个单元。
图1根据本公开的一些实施例说明生化传感片的一些组件的分解图。传感片100,
例如生化传感片,包含基板1、电极系统10、绝缘层2、反应层4、以及覆盖层3。
基板1包含在基板1顶部的电极系统10。电极系统10包含第一电极组11与第二电极
组12。第一电极组11位于第二电极组12的外部。第一电极组11位于第二电极组12旁边。例
如,第一电极组11抵靠第二电极组12。第一电极组11比第二电极组12更接近样品端口21。绝
缘层2的孔样品端口21。
凹槽7位于第一电极组11与第二电极组12之间。第一电极组11位于样品端口21与
凹槽7之间。反应层4包含第一反应区25与第二反应区27。凹槽7位于第一反应区25与第二反
应区27之间。第一反应区25包含部分的第一电极组11。第二反应区27包含部分的第二电极
组12。
第一反应区25与第二反应区27在反应带20中。反应带20位于绝缘层2的开口中。开
口包含孔。所述孔作为样品端口21。在一些实施例中,样品端口21样品进入传感片100的入
口,所述样品例如血液。反应带20具有宽度W20与侧长度L20。
绝缘层2包含背面S23,其位于反应带20的背部。背面S23具有宽度W20。绝缘层2包
含两个横侧S20,其位于反应带20的任一侧。横侧S20可为反应带20的长度侧。横侧S20为亲
水性。横侧S20具有长度L20,其从样品端口21至背面S23。
绝缘层2位于基板1与覆盖层3之间。覆盖层3包含孔洞30。孔洞30可为反应带20的
顶部上的排出开口。在一些实施例中,孔洞30位于第二反应区27上方。第二电极组12可位于
凹槽7与孔洞30之间。孔洞30位于背面S23与第二电极组12之间。在一些实施例中,基板1具
有平坦表面与电绝缘性质的薄层板。较佳地,选择绝缘基板,但不限于选自聚氯乙烯(PVC)
板、纤维玻璃(FR-4)板、聚酯砜(polyester sulphone)、酚醛树脂(bakelite)板、聚酯(PET)
板、聚碳酸酯(PC)板、玻璃板、以及陶瓷板(CEM-1)。
在一些实施例中,电极系统10包含至少两个金属电极组,其彼此隔离且未连接。所
述电极组可包含碳浆、金浆、银浆、混合的碳-银浆、挥发石墨、铜浆、其组合(例如初始为银
浆的网印,而后为碳浆的印)、或是可为适合用于网印并且可在低于80℃干燥的任何具传导
性的浆材料。
在一些实施例中,绝缘层2具有电绝缘性质的材料所形成的薄层。绝缘层2可包含
的材料例如PVC绝缘胶带、PET绝缘胶带、热硬化黏着剂、以及紫外线光可硬化的黏着剂。
图2A至2F根据本公开的一些实施例说明传感带100的剖面图。如图2A所示,在一些
实施例中,至少两个电极组(第一电极组11与第二电极组12)位于基板1的顶部。绝缘层2位
于基板1上。覆盖层3位于绝缘层2上。覆盖层3、绝缘层2、以及基板1一起形成反应带20与样
品端口21,因而覆盖层3、基板1以及绝缘层2环绕反应带20的顶部、底部以及三个侧壁(除了
样品端口21),形成管状空间。当样品5进入所述管状空间时,管状空间内的样品附着力
(adhesion force)大于样品5的内聚力(cohesion),因而样品5继续前进。此外,覆盖层3包
含孔洞30,以强化毛细作用并且排出反应带20中的气体。根据本公开的一些实施例,基板1
包含位于第一电极组11与第二电极组12之间的凹槽7。凹槽7包含疏水性材料,用以防止样
品5进入凹槽7。
基板1包含第一表面S25以及第二表面S27。凹槽7位于第一表面S25与第二表面S27
之间。凹槽7中的第三表面S7(内表面)为疏水性。在一些实施例中,凹槽7可为含有气体的空
间以持有气体于凹槽7内,所述气体例如空气。环绕凹槽7的内表面S7与第一表面S25与第二
表面S27交界。第一电极组11位于第一表面S25的顶部上。第二电极组12位于第二表面S27的
顶部上。覆盖层3包含面对基板1的覆盖表面S3。覆盖表面S3为亲水性,并且位于第一表面
S25、第二表面S27、以及凹槽7上方。
第一反应区25位于第一表面S25上方并且位于覆盖表面S3下方。第二反应区27位
于第二表面S27上方并且位于覆盖表面S3下方。第一表面S25包含第一边缘71,其与凹槽7交
界。第二表面S27包含第二边缘72,其与凹槽7交界。第二边缘72与第一边缘71对立。第一反
应区25从样品端口21延伸至第一边缘71。第二反应区27从第二边缘72延伸至背面S23。在一
些实施例中,第二反应区27从第二边缘72延伸至孔洞30。第一边缘71与第二边缘72相距凹
陷长度L7。长度L7以平行于第一表面S25或第二表面S27的方向所量测。所述方向从样品端
口21朝向背面S23。
第一反应区25中的第一表面S25具有从样品端口21延伸至第一边缘71的长度L41。
第二反应区27中的第二表面S27具有从第二边缘72延伸至背面S23的长度L42。
凹槽7具有深度D71,其从第一边缘71或第二边缘72至内表面S7的底部。凹槽7具有
顶表面S57。基板1包含表面S1,其位于基板1的顶部。表面S1与第一表面S25、第二表面S27、
或顶表面S57实质共平面。在一些实施例中,第一表面S25与第二表面S27至少其中之一为亲
水性。顶表面S57从第一边缘71至第二边缘72。顶表面S57具有长度L7。区57位于顶表面S57
上方并且位于覆盖表面S3下方。区57位于凹槽7上方,并且位于第一反应区25与第二反应区
27之间。第一反应区25与第二反应区27不连接,并且由区57隔离。区57包含垂直于凹槽7上
方的区体积,因而区57与第一反应区25之间的介面或是区57与第二反应区27之间的介面实
质垂直。凹槽7内部的凹槽体积被内表面S7与顶表面S57环绕。区体积垂直位于凹槽体积上
方。在一些实施例中,区体积与凹槽体积之间的比例实质约1至约3。反应区20包含第一反应
区25、区57、以及第二反应区27。
表面S1与覆盖表面S3相距高度H20。在一些实施例中,背面S23具有高度H20。覆盖
层3位于反应带20上方。孔洞30与样品端口21相距长度L31。长度L31可为反应带20上方的覆
盖长度。反应带20具有从样品端口21至背面S23的长度L20。在一些实施例中,长度L31小于
长度L20。在一些实施例中,长度20与长度L7之间的比例约5至10。样品5停止流动超出孔洞
30。在孔洞30的前,样品5填充反应带20的第二反应区27。在一些其他的实施例中,长度L31
与长度L7之间的比例约5至约10。
如图2B所示,样品5失去附着力指在接合处附着至基板1,例如在凹槽7的第一边缘
71。这是由于样品5进入反应带20的后的毛细作用,考量至少一凹槽7位于基板1上,以及凹
槽7包含疏水性材料于凹槽7内部。样品5在接合处维持停滞。然而,接近覆盖层3的样品5的
前部51仍包含与覆盖层3的附着力并且持续以朝向反应带20中的孔洞30的方向。由于样品5
包含相互吸引力(内聚力),因而样品5的后部52藉由与样品5的前部51的内聚力而穿过凹槽
7并且持续朝向孔洞30的方向。
样品5位于凹槽7的外部。样品5位于凹槽7上方。样品5与覆盖层3的覆盖表面S3接
触。后部52与前表面S25接触。样品的前部51位于第二表面S27上方。
如图2C所示,由于有凹槽7,样品5在基板1上维持停滞。然而,由于样品5仍包含内
聚效应以及与覆盖层3的附着力,因而样品5穿过凹槽7并且以朝向孔洞30的方向前进。穿过
凹槽7的前部51失去基板1对于样品5的附着力,并且具有向下的前进速度。由于重力的影
响,前部51缺乏基板1的支撑。后部52与前部51的内聚力维持不减弱,因而避开凹槽7中的疏
水性材料所得到的样品5变浓,直到前部51再次与基板1接触。
重力将样品5往下拉,而附着力将样品5往上拉。当样品5变浓时,前部51的重量增
加,因而重力将前部51拉向基板1,直到样品5碰触第二表面S27。在一些实施例中,样品5藉
由样品5中的内聚力以及来自凹槽7上方的覆盖层3的附着力而在凹槽7上方。
如图2D所示,在样品避开凹槽7的后,样品5的整体毛细作用力回复至接触凹槽7的
前的状态。样品5快速朝向孔洞30前进,直到毛细作用与大气压力达到平衡。凹槽7上方的样
品5受到来自疏水性材料的排斥力、覆盖层3的附着力、样品5的内聚力、以及重力的影响,因
而样品5在凹槽7环绕空气如同波浪。
如图2E所示,凹槽7的内部含有疏水性材料,防止样品5流入凹槽7中。此外,当毛细
作用与大气压力平衡且基板1的亲水性优于凹槽7时,疏水性材料产生力,将样品5推向样品
端口21与孔洞30。藉由覆盖层3的附着力而垂直笼罩于凹槽7上方的样品5与气泡54接触。空
气密度低于样品5的密度。气泡54上升,直到气泡54接触覆盖层3。垂直笼罩于凹槽7上方的
样品5被推向孔洞30与样品端口21。样品5形成两个非交互反应的反应区,例如凹槽7分隔的
第一反应区25与第二反应区27。
在一些实施例中,具有较大长度L20或是较大长度L31的反应带20中的样品5可被
具有较大体积的气泡54分隔。具有较大体积的气泡54可由较大长度L7形成。平衡时,较大长
度L20可对于样品5产生较大附着力,因而样品5更难以移动。具有较大体积的气泡54可产生
较大排斥力,将样品5移向孔洞30与样品端口21。
凹槽7位于第一反应区25与第二反应区27之间,因而在第一反应区25中的样品5未
与第二反应区27中的样品5连接。在一些实施例中,第一反应区25中的样品5内的电流与第
二反应区27中的样品5内的电流分隔。
如图2F所示,凹槽7具有长度L7。当凹槽7的长度L7太长时,样品5停在凹槽7并且无
法到达第二电极组12。样品5的内聚力与附着力及重力相反方向。当样品5的内聚力与附着
力与重力平衡时,样品5停在交叉区。样品5的力F可计算如下:
其中「a」交叉区的长度L7,「b」反应带20的高度H20,「w」图1中的反应带20的宽度
W,「p」样品5的液体形式的密度,以及「g」标准重力(9.8m/s2)。
通常,长度L7可用于控制施加于样品5上的重力强度。随着长度L7越小,样品5变得
更容易通过凹槽7。凹槽7内的凹槽体积不受限制。凹槽体积可足以分隔第一反应区25与第
二反应区27。区57暴露在凹槽7上方的交叉区。区57垂直位于凹槽7上方。区57反应带20的一
部分。区57位于基板1的表面S1上方以及位于覆盖层3下方。区57包含区体积。在一些实施例
中,区体积可大于凹槽体积。在一些其他的实施例中,区体积实质等于凹槽体积。在一实施
例中,凹槽体积大于1/3的区体积。
凹槽体积与区体积的比例约小于3。宽度W20图3A的平面图所示。宽度W20与高度
H20及长度L7正交。
凹槽7包含凹槽7内部的疏水性材料。在一些实施例中,凹槽表面S7由疏水性材料
制成。
疏水性材料可为任何合适的材料,例如烷材料、油材料、树脂为基底的材料、类油
墨材料、硅油为基底的材料、或是奈米等级的疏水性材料。较佳的疏水性材料可为聚二甲基
硅氧烷聚合物,例如二甲基聚硅氧烷与/或其他二烷基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷、氟化
二烷基聚硅氧烷、具有基硅氧烷硅氧烷、以及类似物。基板1的表面S1与凹槽表面S7的侧表
面之间接触角M的角度。在一些其他的实施例中,可增加与基板1的亲水力强度,使得接触角
M达到来自疏水性材料的合适效果。接触角M的角度可为约50度至约180度。在一些其他的实
施例中,接触角M的角度可为约80度至约150度。
图3A至3H说明生化传感片的一些实施例的平面图。在一些实施例中,凹槽7包含许
多形状。凹槽7包含任何合适的形状,例如多角形。合适的形状可为正方形、矩形、圆形、椭圆
形、三角形、或是其他形状。
如图3A所示,凹槽7与样品端口21于水平方向平行。凹槽7位于第一反应区25与第
二反应区27之间。藉由配置凹槽7,隔离第一反应区25与第二反应区27中的样品5。
绝缘层2位于覆盖层3与基板1之间。在一些实施例中,绝缘层2包含矩形的开口。绝
缘层2包含两个横侧S20与背面S23。开口位于两个横侧S20之间。开口可包含样品5,以作为
反应带20。凹槽7位于两个横侧S20的处的绝缘层下方。凹槽7延伸超出横侧S20,超出长度
L27。凹槽7包含凹槽宽度W7。凹槽宽度W7大于反应带20的宽度W20,相差长度L27。超出横侧
S20的凹槽7的附加部分37具有长度L27。凹槽7超出横侧S20,因而绝缘层2位于附加部分37
上方。附加部分37包含以凹槽表面S7与绝缘层2的底部为界线的附加体积。
延伸超出横侧S20的凹槽7的附加部分37包含附加体积,因而提供额外的气体至接
近横侧S20的气泡54(并参图2E)。在一实施例中,在凹槽7上方的横侧S20包含亲水性表面。
接近横侧S20的样品5藉由向上方向与侧向的附着力而被吸引至覆盖层S3与横侧S20。接近
横侧S20的凹槽7中的附加气体可增加接近横侧S20的气泡54的体积。气泡54具有接近横侧
S20的增加的体积,可将样品5推向凹槽7的任一侧。角23位于覆盖表面S3与横侧S20之间。增
大的气泡54可用附加的力于接近覆盖层S3与横侧S20的顶部分隔样品5,使得接近角23的气
泡54可完全分隔样品5并且使其不连续,因而分隔来自第一反应区25与来自第二反应区27
的样品5。
凹槽7与样品端口21相距长度L41。反应带20以虚线表示。反应带20由背面S23、两
个横侧S20、以及样品端口21所环绕。样品端口21与背面S23对立。在一些实施例中,孔洞30
位于接近背面S23的第二反应区27中。第一电极组11部分位于第一反应区25内。第二电极组
12部分位于第二反应区27内。
在图3B中,凹槽7包含十字形架构。取决于其他量测或制造因素,当毛细壁中的亲
水力弱时,进入反应带20的样品5与毛细壁产生磨擦力,因而相较于与毛细壁接触的样品5
的部分,未与毛细壁接触的样品5的部分流动较快。配置凹槽7的短部75远离毛细壁,使得接
近短部75以及类似于凹槽的长部的样品5的流速保持一致。防止样品5的流速不一致,以避
免降低通过凹槽7的力。
毛细壁包含基板1的表面S1、绝缘层2的三个侧壁、以及覆盖层3的覆盖表面S3。绝
缘层2的三个侧壁两个横侧S20与背面S23。
凹槽7包含长度L7以及与覆盖层3的覆盖表面S3平行的凹槽宽度W7。长度L7与凹槽
宽度W7正交。凹槽宽度W7的延伸方向从一横侧S20,例如第一侧,至另一横侧S20,例如第二
侧。在一些实施例中,长度L7在沿着凹槽宽度W7的方向是可变的。
图3B类似于图3A,差别在于在图3B中,凹槽7包含短部75。短部75包含突出部74,其
以平行于横侧S20的方向延伸。突出部74包含长度L74,其从长部至突出部74的顶端所量测
而得。接近横侧S20的长度L7小于突出部74内的长度L7,相差长度L74。长度L7的量测方向平
行于横侧S20。突出部74内的长度L7大于至少一横侧S20下方的长度L7,相差至少长度L74。
突出部74比长部70更接近样品端口21。从样品端口21至凹槽7的长度L41可变化的。从短部
L75至样品端口21的长度L41短于从长部70至样品端口21的长度L41,相差长度L74。短部75
包含总长度L72。在一些实施例中,短部75的突出部74延伸朝向样品端口21、朝向背面S23、
或朝向样品端口21与背面S23。突出部74包含宽度W75,其量测方向与横侧S20正交。突出部
74与横侧S20相距长度L73。在一些实施例中,突出部74位于凹槽7的中间,因而突出部74与
两个横侧S20等距离。
突出部74位于凹槽7的中间,可减缓在第一反应区25中接近突出部74的样品5的流
速。在一些实施例中,相较于接近横侧S20的样品5的侧部,接近反应带20的中间的样品5的
中间部分流速较快。在接触凹槽7的其他部分的前,中间部分接触突出部74。中间部分减速
至较接近接近样品5的侧部,因而样品5从一横侧S20至另一横侧S20的平均速度实质一致
的。
在图3C中,凹槽7的至少两个分隔区712不连接的。配置两个分隔区712,因而反应
带20中的样品5可无凹槽7而通过区77。通过第一反应区25的样品5藉由内聚力而强化后部
52通过凹槽7的能力。
图3C类似于图3A,差别在于在图3C中,凹槽7分隔为至少两个分隔区712。区77可为
分隔区712之间的通道。区77包含长度L8,其从分隔区712的一端至另一分隔区712的一端。
区77与横侧S20相距长度L731。在一些实施例中,区77位于凹槽7的中间。区77可为通过凹槽
7的薄区。区77耦合于第一表面S25与第二表面S27之间。
区77使得样品5可从第一反应区25流至第二反应区27。取决于其他量测或是制造
因子,当毛细壁的亲水力弱时,进入反应带20的样品5缓慢流过凹槽7。在一些实施例中,样
品5含有强内聚力。区77可增进样品5的穿越能力。区77使得样品5缓慢流动通过凹槽7。藉由
在第一反应区25与第二反应区27之间配置区77,样品5进入朝向区77的流速大于接触分隔
区712的样品5的流速。进入区77的样品5快速部分。与分隔区712接触的样品5慢速部分。藉
由样品5内的强内聚力,样品5的快速部分可拉样品5的慢速部分通过凹槽7。
在样品5通过凹槽7的后,气泡54形成于分隔区712上方。来自一分隔区712的气泡
54与来自另一分隔区712的另一气泡54结合,因而结合的气泡从一分隔区712至另一分隔区
712延伸于区77上方。凹槽7中的疏水表面将接近分隔区712的区77上方的样品5推离,因而
当气泡54结合时,区77上方的样品5减少。结合的气泡完全分隔第一反应区25中的样品5与
第二反应区27中的样品5。结合的气泡从一横侧S20延伸至另一横侧S20。区77上方的结合的
气泡从基板1的表面S1延伸至覆盖层3的覆盖表面S3。结合的气泡从第一表面S25延伸至第
二表面S27。
在一些实施例中,较小的长度L28可更容易形成结合的气泡。较长的长度L28可使
得样品5更容易通过凹槽7。可决定合适的长度L28以形成结合的气泡,并且使得样品5通过
凹槽7。
在图3D至3F中,使用非平行凹槽7将阻力从凹槽7降低至样品5相同程度。非平行凹
槽7增强样品5通过凹槽7的能力。
在图3D中,凹槽7的第一边缘71包含至少超过两个部分,其彼此非平行。第一边缘
71与样品端口21之间的长度L41从一横侧S2至对立的横侧S20可变化的。在一些实施例中,
长度L41先增加而后减少。在一些实施例中,接近横侧S20的凹槽7的部分的长度L41短于凹
槽7的其他部分的长度L41。在一些实施例中,第一边缘71向内凹,并且朝向背面S23突出。在
一些实施例中,第一边缘71弯曲的,形成弓箭形状。箭的顶端指向背面S23。所述箭第一边缘
71的突出部。在一些实施例中,箭的顶端于横侧S20与第一边缘71相距长度L71。所述顶端与
横侧S20相距长度L732。在一些实施例中,第二边缘72沿着第一边缘的轮廓,因而第一边缘
71与第二边缘72之间的长度L7实质固定的,其从一横侧S20至对立的横侧S20。在一些其他
的实施例中,长度L7沿着凹槽7可变化的。例如,接近横侧S20的长度L7大于接近所述箭的顶
端的长度L7。
在一些实施例中,第二边缘72包含箭形。第二边缘72的箭顶端偏离第一边缘71的
箭顶端。例如,第二边缘72的箭顶端比第一边缘71的箭顶端更接近横侧S20。
第一边缘71的凹面73使得样品5以不同的流速从第一反应区25流至第二反应区
27。取决于其他量测或是制造因子,当毛细密的亲水力弱时,在接触到凹槽7的前,进入反应
带20的样品5流动缓慢。凹面7可增进样品5的穿越能力。当样品5朝向凹槽7的第一边缘71流
动时,部分的样品5比样品5的其他部分更先接触第一边缘71。与第一边缘71接触的所述部
分已经受到凹槽7中的疏水表面阻碍,而另一部分继续流动,直到接触第一边缘71的另一部
分为止。相较于其他部分,与第一边缘71接触的样品5的部分较早移动长度L41的较短距离。
藉由变化通过凹槽7或是沿着与横侧S20正交的方向的长度L41,朝向箭的顶端进入的样品5
的流速大于已经接触第一边缘71的样品的流速。进入凹面73的样品5快速部分。已经接触第
一边缘的样品5慢速部分。藉由样品5内的内聚力,样品5的快速部分可拉样品5的慢速部分
通过凹槽7。替代完全受到凹槽7的阻碍,例如藉由图3A的凹槽7,样品5的慢速部分可移动朝
向快速部分并且朝向箭的顶端,以增加接近顶端的样品5的压力。增加顶端的压力可协助使
得样品5通过凹槽7。
在一些实施例中,在图3E中,凹槽7包含凹部78,其位于横侧20之间。接近凹部78或
横侧S20的长度L7小于接近凹槽7的其他部分的长度L7。在图3E中,凹槽7的第一边缘71包含
接近凹部78的凹面73,其类似于图3D的凹面73。图3E的凹槽7进一步包含沿着凹槽7的可变
长度L7。
凹槽7的第二边缘72与第一边缘71非平行。第二边缘72包含另一凹面73,类似于另
一箭,包含另一顶端指向样品端口21,与第一边缘71的顶端对立。第一边缘71的顶端以及第
二边缘72的顶端指向彼此。两个顶端之间的长度L7短于凹槽7的一些相邻部分的长度L7。在
一些实施例中,从第一边缘71的顶端的长度L41实质等于横侧S20下方的凹槽75的长度L41。
长度L42从第二边缘72至样品端口21。长度L42沿着凹槽7是可变的。
第一边缘71的凹面73以及接近横侧S20的长度L41的增加使得样品5接近第一边缘
71有不同的流速。取决于其他量测或制造因子,当在横侧S20的亲水力弱时,接触横侧S20的
样品5接近第一边缘71流动缓慢。将接近横侧S20的长度L41增加超过远离横侧S20的长度
L41可增进样品5的穿越能力,类似于第一边缘71的凹面73。当样品5流向凹面73并且接近横
侧S20,样品5的一些部分比样品5的其他部分更晚接触第一边缘71。与接近横侧S20的第一
边缘71接触的部分受到凹处7中的疏水表面阻碍。当来自横侧S20的亲水力弱时,藉由使部
分的样品5在接触第一边缘71的前沿着长度L41流动比其他部分更远,可减少所述阻碍。藉
由增加接近横侧S20的长度L41,接近横侧S20的样品5的流速大于较远离横侧S20的样品5的
流速。一些快速部分进入凹面73并且接近横侧S20。样品5的其他部分较早接触第一边缘71
慢速部分。藉由样品5内的内聚力,样品5的快速部分可拉样品5的慢速部分通过凹槽7。替代
完全受到凹槽7的阻碍,藉由图3A的凹槽7,样品5的慢速部分可朝向接近凹面73与横侧S20
的快速部分移动,以增加样品5的压力,并且将样品5推通过凹槽7且推向第二反应区27。
第二边缘27可具有凹面73并且弯向接近横侧S20的样品端口21,因而相较于凹槽7
的邻近部分,接近凹面73与横侧S20的长度L7小。在一些实施例中,长度L42的变化与长度
L41的变化对称。长度L42的变化包含接近凹面73与横侧S20的长度小于接近凹槽7的其他部
分的长度。
长度L42与长度L41之间的差约为长度L7。长度L7的变化影响样品5的穿越能力。改
变沿着凹槽7的长度L41与长度L7增加样品5的穿越能力。
在一些实施例中,凹面73自凹槽7的中间偏移。例如,凹面73可较接近横侧S20其中
之一。
在图3F中,在一些实施例中,长度L41与长度L42的变化相反的。例如,在一横侧S20
至另一横侧S20的方向中,当长度L42减少时,长度L41增加,因而长度L7减少。或者,当长度
L42增加时,长度L41减少,因而长度L7增加。
在图3F中,在一些实施例中,长度L41与长度L42的变化模式沿着凹槽7而重复。长
度L7重复增加与减少,形成通过凹槽7的凹槽7的一连串扩充部分791。扩充部分791包含长
度L791。在一些实施例中,扩充部分791圆形,因而宽度W791实质等于长度L791,其从平行于
横侧S20的方向量测而得。在一些实施例中,横侧S20在扩充部分791上方,因而横侧S20下方
的长度L7放大至长度L791。连串的扩充部分791形成第一边缘71,其形状类似波浪。所述波
浪包含指向样品端口21的浪峰以及指向背面S23的波谷。
流向第一边缘71的样品5符合第一边缘71的波浪形状。样品5包含与波浪形状的浪
方接触的慢速部分。样品5包含进入波浪形状的波谷的快速部分。接触凹槽7的第一边缘的
样品5类似于锯齿形状。快速部分携带样品5的慢速部分,类似于图3E。
替代包含图3E的具有顶端的箭形,在图3F中,凹面73包含平坦部。接近平坦部的长
度L7适当小,使得样品5的快速部分通过凹槽7。扩充部分791提供适当大体积的空气以形成
气泡54,用以分隔样品5。
在图3G中,在一些实施例中,除了凹槽7,至少一气体储存器79位于反应带20的外
部。气体储存器79与凹槽7连接,因而可提供额外的气体至凹槽7,用以分隔第一反应区25与
第二反应区27。再者,可缩小凹槽7的长度L7。
在一些实施例中,气体储存器79位于绝缘层2下方。气体储存器79具有长度L79。在
一些实施例中,长度L79储存器79的直径。气体储存器79与横侧S20相距长度L27。在一些实
施例中,气体储存器79凹槽7的一部分。
当凹槽7的长度L7太长时,样品5停在凹槽7,并且无法到达第二电极组12。当长度
L7太短时,凹槽体积太小,以致于无法形成气泡54以完全分隔样品5。在一些实施例中,替代
增加长度L7,加入气体储存器79以增加凹槽体积。气体储存器79提供额外的体积至凹槽体
积。气体储存器79提供额外的空气至气泡54,以完全分隔样品5。
减少长度L7缩小区57的区体积。加入气体储存器79增加凹槽体积。缩小区体积与
凹槽体积之间的比例,因而增加气泡54的体积。缩小长度L7,使得样品5通过凹槽7。
在一些实施例中,传感片100,例如生化传感片,可包含超过两个反应区。包含多个
反应区的传感片100如图3H所示。在一些实施例中,凹槽7可包含与样品端口21平行的水平
部分701以及与样品端口21正交的垂直部分702。样品5藉由覆盖层3的附着力与样品5中的
内聚力而通过水平部分701。然而,由于垂直部分702太长使得样品5无法通过,因而样品5绕
过垂直部分702,并且流至第二反应区27与第三反应区29。形成第三反应区29。
在一些实施例中,藉由凹槽7,分隔第一反应区25、第二反应区27、以及第三反应区
29。凹槽7包含垂直部分702的突出部74,延伸将反应带20分隔为不同反应区,例如第一反应
区25、第二反应区27、以及第三反应区29。突出部74延伸至包围反应带20的毛细壁。
第三反应区29包含第三电极组14。在一些实施例中,第三电极组14类似于第二电
极组12。在一些实施例中,第三反应区29平行于第二反应区27。水平部分701从一个横侧S20
延伸至另一横侧S20。第二反应区27被一个横侧S20、背面S23、以及垂直部分702包围。第三
反应区29被另一横侧S20、背面S23、以及垂直部分702包围。水平部分701类似于图3A的凹槽
7。垂直部分702自水平部分701延伸至背面S23。垂直部分702延伸于背面S23上方长度L25。
垂直部分702具有宽度W74。
样品5通过水平部分701进入第二反应区27与第三反应区29。凹槽7的垂直部分702
包含疏水表面,以于第二反应区27与第三反应区29之间分隔样品5。在一些实施例中,垂直
部分702的宽度W74类似于水平部分701中的长度L7。宽度W74于合适的范围,在垂直部分702
上方形成气泡54,于第二反应区27与第三反应区29之间分隔样品5。气泡54位于水平部分
701上方以及位于垂直部分702上方。
在一些实施例中,垂直部分702在水平部分701的中间。在一些其他的实施例中,垂
直部分702远离水平部分701的中间。例如,垂直部分702较接近横侧S20其中之一。
垂直部分702的一部份延伸于背面S23上方,类似于部分的水平部分701延伸于横
侧S20上方。第二边缘72包含突出部74,延伸超过背面S23。在接近背面S23的垂直部分702上
方的气泡54包含超出背面S23的部分的空气。
可适当整合本公开的实施例以完成一些其他的实施例。取决于其他量测或制造因
子,在一些实施例中,实施例的不同特征,例如图3B的短部75、图3C的区77、图3D的凹面73、
图3F的扩充部分791、或是图3G的气体储存器79,可于不同的组合以形成其他实施例。例如,
在一些实施例中,凹槽7可包含气体储存器79,其接近凹槽7的至少一端以及位于横侧S20之
间的凹槽7的区77。在一些其他的实施例中,凹槽7包含垂直部分702,其延伸于背面S23上
方,以及凹槽7中的至少一短部75位于垂直部分702与横侧S20之间。
图4A说明使用无凹槽的双反应区的电子信号的反应附图200。第一反应区量测血
容比,第二反应区量测血糖浓度。血容比用于校正血糖浓度。无凹处分隔第一反应区与第二
反应区,因而第二反应区中的反应试剂逆流至第一反应区,造成第一反应区量测错误的大
量信号。第二反应区中的反应试剂量在预定范围之外,造成量测不可预知的低电子信号。
反应附图200比较样品的量测浓度与样品的实际浓度。反应附图200说明所量测的
浓度偏离实际浓度的量。例如,关于170附近的实际浓度,所量测的浓度范围可为约270至约
100。
在图4A中,使用无凹槽的双反应区,得到所量测的浓度。下边界202与上边界201设
定所量测浓度的偏差的边界。例如,在图4A中,关于150附近的实际浓度,所量测的浓度约
250并且超过上边界201。一些其他的量测浓度约100并且在下边界201的下。所量测的浓度
在边界之外。
图4B说明使用含有凹槽的双反应区的电子信号的反应附图300。凹槽分隔第一反
应区与第二反应区,因而防止反应试剂回流至第一反应区。第一反应区中的电子信号不会
受到反应试剂的干扰。反应试剂与第二反应区中的样品5完全混合与反应。第二反应区可量
测正确的反应信号。凹槽可分隔第一反应区与第二反应区,因而增加量测的正确性。
在图4B中,大部分的量测浓度在边界的内。例如,在图4B中,关于150附近的实际浓
度,上边界201约180,下边界202约120。关于170附近的实际浓度,所量测的浓度在约170至
约140的范围中。所量测的浓度在边界的内。
在一些实施例中,制造例如生化传感片的传感片100的方法包含一些操作。所述操
作包含提供基板1。在基板1中形成凹槽7,因而基板1包含由凹槽7所分隔的第一表面S25与
第二表面S27。在一些实施例中,所形成的凹槽7包含疏水性表面于凹槽7中。第一电极组11
配置于第一表面S25。第二电极组12配置于第二表面S27。
在基板1上,形成绝缘层2。绝缘层2包含开口作为反应带20,以暴露凹槽7、第一表
面S25、或第二表面S27。
在基板1上形成绝缘层2,因而在第一表面S25或第二表面S27至少其中之一的上方
预定高度具有亲水性表面,所述预定高度例如高度H20。
形成覆盖层3,其包含亲水性表面于基板1上方。覆盖层3形成于绝缘层2的顶部上。
本公开关于传感片100,其具有两个独立的反应区,例如第一反应区25与第二反应
区27。当主要反应区进行其电化学反应时,另一次要反应区可量测因子,其可校正主要反应
区中所检测的分析物浓度,因而得到电极片与传感片中具有较高正确性的分析物浓度。
根据本公开的实施例,当主要反应区用于量测血糖时,次要反应区用于检测干扰
因子以校正血糖的读值。选择所述干扰因子,但不限于血容比、三酸甘油酯、胆固醇、尿酸、
麦芽糖、半乳糖、抗坏血酸、乙酰胺酚、L-3,4-二羟基苯丙胺酸(L-3,4-
dihydroxyphenylalanine)、以及多巴胺。
根据本街路的另一实施例,当主要反应区用于量测胆固醇时,次要反应区检测用
于校正胆固醇读值的干扰因子。选择此干扰因子,不限于血容比、血红素、抗坏血酸、以及甲
基-3,4-二羟基苯丙胺酸。
根据本街路的另一实施例,当主要反应区用于量测尿酸时,次要反应区检测用于
校正尿酸读值的干扰因子。选择此干扰因子,但不限于血容比、血红素、胆红素、以及甲基-
3,4-二羟基苯丙胺酸。
根据本公开的另一实施例,当主要反应区量测血红素时,次要反应区检测用于校
正血红素读值的干扰因子。选择此干扰因子,不限于血容比。
根据本公开的另一实施例,当主要反应区检测乳酸时,次要反应区检测用于校正
乳酸读值的干扰因子。选择此干扰因子,但不限于血容比、抗坏血酸、乙酰胺酚、以及多巴
胺。
再者,本公开进一步提供具有血容比校正的量测系统。所述量测系统包含传感片
100以及传感器。在一些实施例中,第一电极组11用于量测分析物浓度(例如上述主要反应
区中的分析物浓度)。第二电极组12用于量测上述次要反应区中的血容比或是干扰因子。再
者,传感器用于电连接传感片。传感器包含电源、检测器、以及微处理器。电源用于同时提供
直流电(DC)信号以及交流电(AC)信号、或是AC与DC偏移信号。DC信号传送至第一电极组或
是第一电极层。AC信号或是AC与DC偏移信号传送至第二电极组12。检测器用于检测响应分
析物的第一反应值以及响应血容比浓度的第二反应值。微处理器用于计算血容比校正的分
析物浓度以响应第一反应值与第二反应值。
在本公开中,传感片可防止两个分隔反应区中的样品液体的交叉污染,因而适合
国内使用与快速诊断。虽然上述实施例公开本申请的内容,然而其并非限制本公开,所述技
艺中具有通常技术者可进行修饰或修改而不脱离本公开的精神与范围。因此,本公开的保
护范围如申请专利范围所定义。
虽然本文以详细说明本公开及其优点,然而应理解可有各种改变、取代与变化而
不脱离申请专利范围所定义的本公开的精神与范围。例如,可用不同方式实施上述许多制
程,或是以其他制程或组合替代上述许多制程。
再者,本申请的范围不限于说明书中所描述的特定实施例的制程、机器、制造、物
质组成物、手段、方法、以及步骤。所述技艺中具有通常技术者根据本公开可使用进行与本
文所述的对应实施例具有实质相同功能或是达到实质相同结果的本公开的内容、无论是现
有的或是未来所发展的制程、机器、制造、物质组成物、手段、方法或步骤。据此,申请专利范
围包括所述等制程、机器、制造、物质组成物、手段、方法、或步骤。