发明名称 抛弃式电化学式感测试片的结构及其制作方法
摘要 本发明为一种抛弃式电化学式感测试片(Electro- chemical Sensor Strip)的结构及其制作方法,其结构包含一绝缘薄片,其具有至少一贯孔,至少一导电素材,其装设于该贯孔中,一金属薄膜,盖覆于该导电素材上以合成一电极,且该电极具有一电极作用面及一电极衔接面,俾利用该电极作用面以遂行一电极作用,以及至少一印刷导电条,其装设于该绝缘薄片上,并具有一导电条衔接端及一信号输出端,该导电条衔接端电连接至该电极衔接面,而该信号输出端则用以输出该电极作用产生之一量测信号。
申请公布号 TWI254795 申请公布日期 2006.05.11
申请号 TW092109157 申请日期 2003.04.18
申请人 黄椿木 发明人 黄椿木
分类号 G01N27/26 主分类号 G01N27/26
代理机构 代理人 蔡清福 台北市中正区忠孝东路1段176号9楼
主权项 1.一种抛弃式电化学式感测试片(Electrochemical Sensor Strip),其包含: 一绝缘薄片(Sheet),其具有至少一贯孔; 至少一导电素材,其装设于该贯孔中; 一金属薄膜,盖覆于该导电素材上以合成一电极, 且该电极具有一电极作用面及一电极衔接面,俾利 用该电极作用面以遂行一电极作用;以及 至少一印刷导电条,其装设于该绝缘薄片上,并具 有一导电条衔接端及一信号输出端,该导电条衔接 端电连接至该电极衔接面,而该信号输出端则用以 输出该电极作用产生之一量测信号。 2.如申请专利范围第1项所述之试片,其中该导电素 材系为一金属,而与该金属薄膜合成一金属电极。 3.如申请专利范围第2项所述之试片,其中该导电素 材之材质系为一铜或其合金,如黄铜、无氧铜、青 铜、磷铜、洋白铜、铍铜。 4.如申请专利范围第1项所述之试片,更包括一化学 试剂,其设置于该电极作用面上,用以检测一流体 样本中某分析物(Analyte)之成分,该化学试剂即与该 分析物之一成分反应,进而产生一量测信号,并经 该信号输出端以输出该量测信号。 5.如申请专利范围第4项所述之试片,其中该电极系 于该贯孔中形成一电极面积,该贯孔面积即为该电 极的一作用表面积(Working Surface Area),以为该电极 的一作用区域并传递该量测信号。 6.如申请专利范围第1项所述之试片,其中该印刷导 电条系以一导电膏(Conductive Paste)印刷于该绝缘薄 片上,以形成该导电条衔接端及该信号输出端,该 导电条衔接端并覆盖于该电极衔接面上以与该电 极形成电连接;其中该导电膏可为一含碳、含银、 含铜、含镍、含铝、含金、含不锈钢之任一或其 混合之导电胶。 7.如申请专利范围第1项所述之试片,更包括一绝缘 层,用以覆盖于该印刷导电条上。 8.如申请专利范围第1项所述之试片,其中该金属薄 膜之材质系为一黄金、白金、铑、钯、钌、铱、 银、铜、镍、钛、铬、铁或铝。 9.如申请专利范围第1项所述之试片,其中该导电素 材之材质系为一含碳塑胶导电复合材料、一具有 导电被覆处理的塑胶材质。 10.如申请专利范围第1项所述之试片,其中该金属 薄膜系利用一电镀、一浸镀、一金属沉淀、印刷 或一金属喷漆等装置以覆盖于导电素材上。 11.如申请专利范围第10项所述之试片,该电镀装置 承装有一镀液,而该镀液具有一金属离子,以形成 该金属薄膜于该导电素材上。 12.如申请专利范围第11项所述之试片,预先以该电 镀装置形成该金属薄膜于该导电素材上以合成该 电极,然后再置入该电极于该绝缘薄片的该贯孔中 。 13.如申请专利范围第11项所述之试片,先将该导电 素材置入于该绝缘薄片的该贯孔中,再以该电镀装 置形成该金属薄膜于该导电素材上,以合成该电极 于该贯孔中。 14.如申请专利范围第1项所述之试片,其中该金属 薄膜之厚度可为0.025-5m。 15.如申请专利范围第1项所述之试片,其中该贯孔 与该导电素材各为一圆形、一矩形、一环形并形 成紧配。 16.如申请专利范围第1项所述之试片,其中该绝缘 薄片上具有二贯孔且其底部相连而形成一"U"形凹 部,用以与具有一"U"形截面的该导电素材形成紧配 ,该金属薄膜盖覆于该"U"形凹部之一贯孔中的导电 素材上,以合成该电极作用面,该"U"形截面的该导 电素材之另一侧以为该电极衔接面其用于与该印 刷导电条形成一电连接,其利用该"U"形凹部结构以 使该电极作用面与该印刷导电条形成于该绝缘薄 片的同一侧。 17.如申请专利范围第1项所述之试片,该贯孔为一 第一贯孔,该导电素材为一第一导电素材,该印刷 导电条为一第一印刷导电条,该金属薄膜为一第一 金属薄膜,以合成该电极为一第一电极,俾利用该 第一电极遂行一工作电极(Working Electrode)之功用。 18.如申请专利范围第17项所述之试片,更包含有一 第二导电素材,其设置于该绝缘薄片之一第二贯孔 中,一第二金属薄膜置放于该第二导电素材上以合 成一第二电极,该第二电极具有一第二电极作用面 及一第二电极衔接面,俾利用该第二电极作用面以 遂行一对电极(Counter Electrode)之功用;以及一第二 印刷导电条,其装设于该绝缘薄片上,该第二印刷 导电条具有一第二导电条衔接端及一第二信号输 出端,该第二导电条衔接端印刷覆盖于该第二电极 衔接面上以形成电连接。 19.如申请专利范围第18项所述之试片,更包含一第 三导电素材,并置于该绝缘薄片之一第三贯孔中, 一第三金属薄膜置放于该第三导电素材上以合成 一第三电极,该第三电极具有一第三电极作用面及 一第三电极衔接面,俾利用该第三电极遂行一参考 电极(Reference Electrode)之功用;及一第三印刷导电条 其装设于该绝缘薄片上其具有一第三导电条衔接 端及一第三信号输出端,该第三导电条衔接端印刷 覆盖于该第三电极衔接面上以形成电连接。 20.如申请专利范围第19项所述之试片,该第三金属 薄膜材质为一银金属薄膜,并再经浸入一化学溶液 作用或一印刷装置将该银金属薄膜修饰成一银/氯 化银参考电极(Ag/AgCl Reference Electrode)。 21.如申请专利范围第18项所述之试片,于该绝缘薄 片的该电极上方具有一流入凹部,以供该流体样本 之流入,该流入凹部的一侧具一流体入口,该流体 入口、该流入凹部及该电极置放贯孔系一体成型, 一覆盖层置放于该绝缘薄片之该流入凹部之上方, 用于与该流体入口、流入凹部形成一流体样本的 毛细流动通道与一量测区域,该流入凹部具有另一 对毛细对流气孔以与该流体入口形成该毛细流动 通道的对流气孔。 22.如申请专利范围第21项所述之试片,系包含一对 电极及一工作电极,以形成一电极组,且于该量测 区域的底面具有一置放凹处,其亦为该电极组的上 方,用以提供该化学试剂的置放处,并形成一均匀 厚度的涂布。 23.如申请专利范围第21项所述之试片,于该绝缘薄 片上具有一抵顶凸块,以抵顶该覆盖层,并利用该 抵顶凸块以隔离流体样本与该覆盖层上之一黏胶 。 24.如申请专利范围第21项所述之试片之试片,系包 含一对电极、一参考电极、一工作电极、一流体 测试凹部及一覆盖层,而该对电极及该参考电极均 系以印刷一导电膏于该覆盖层上所形成的一印刷 电极,而该工作电极则为装设于该绝缘薄片上之该 贯孔中的一金属电极。 25.如申请专利范围第17项所述之试片,该第一电极 更包括一修饰层,其固化于该金属电极上,以形成 一修饰电极。 26.如申请专利范围第17项所述之试片,于绝缘薄片 上更具有一第二印刷导电条,该第二印刷导电条具 有一第二电极作用面及一第二电极信号输出端,俾 利用该第二电极作用面以遂行一对电极(Counter Electrode)之功用。 27.如申请专利范围第26项所述之试片,于绝缘薄片 上更具有一第三印刷导电条,该第三印刷导电条具 有一第三电极作用面及一第三电极信号输出端,俾 利用该第三电极作用面以遂行一参考电极(Reference Electrode)之功用,并利用一电镀或一印刷装置将该 第三电极作用面修饰上一层银/氯化银修饰层,以 为一银/氯化参考电极(Ag/AgCl Reference Electrode)。 28.一种抛弃式电化学式感测试片,其包含: 一绝缘薄片,其具有至少一贯孔; 至少一导电素材,其装设于该贯孔中;以及 一金属薄膜,盖覆于该导电素材上以合成一电极, 且该电极具有一电极作用面及一信号输出端,俾利 用该电极作用面以遂行一电极作用,该信号输出端 则用以输出该电极作用产生之一量测信号。 29.如申请专利范围第28项所述之试片,更包括一化 学试剂,其设置于该电极作用面上,用以检测一流 体样本中某分析物(Analyte)之成分,该化学试剂即与 该分析物之一成分反应,进而产生一量测信号,并 经该信号输出端以输出该量测信号。 30.如申请专利范围第29项所述之试片,其中该绝缘 薄片系至少具有二贯孔,以容纳该电极组,且该绝 缘薄片具有一卡榫,以置放该试片于一量测仪表上 ,该卡榫即被固定于该量测仪表之一卡槽内。 31.如申请专利范围第30项所述之试片,其中各该电 极系具有一信号输出接点,以连接该量测仪表之一 信号衔接点,且于该绝缘薄片的电极组上方具有一 流体样本的量测凹部,该量测凹部系与该电极置放 贯孔一体成型,置放一网状薄片于该量测凹部用于 滤除该流体样本之杂质,该网状薄片的下方具有该 电极组及该化学试剂,以形成一流体样本的量测区 域,更有一覆盖层置于该网状薄片上方并与该绝缘 薄片相接用于保护该网状薄片不会掉落,该覆盖层 上具有一开口以为流体样本的滴入处。 32.如申请专利范围第28项所述之试片,该电极之该 信号输出端具一铆接凸点,该试条更包括一金属薄 条,其装设于该绝缘薄片上,且该金属薄条具有一 金属薄条输出端及一电极衔接孔,俾利用该电极衔 接孔衔接该铆接凸点以形成电连接。 33.一种抛弃式电化学式感测试片,其包含: 一绝缘薄片,其具有至少一凹部; 至少一金属电极,其装设于该凹部中,且该金属电 极具有一电极作用面及一信号输出端,俾利用该电 极作用面以遂行一电极作用,该信号输出端则用以 输出该电极作用产生之一量测信号。 34.如申请专利范围第33项所述之试片,更包括一金 属薄膜,且该金属薄膜与该金属电极为一体成型。 35.如申请专利范围第34项所述之试片,更包括一导 电条,且该导电条系与该金属电极为一体成型,以 置于该绝缘薄片之该凹部内。 36.一种抛弃式电化学式感测试片,其包含: 一绝缘薄片,其具有至少一贯孔; 至少一金属电极,其装设于该贯孔中,且该金属电 极具有一电极作用面及一电极衔接面,俾利用该电 极作用面以遂行一电极作用;以及 至少一印刷导电条,其装设于该绝缘薄片上,并具 有一导电条衔接端及一信号输出端,该导电条衔接 端电连接至该电极衔接面,而该信号输出端则用以 输出该电极作用产生之一量测信号。 37.如申请专利范围第36项所述之试片,其中该金属 电极系为一铜电极。 38.一种抛弃式电化学式感测试片,其包含: 一绝缘薄片,其具有至少一贯孔;以及 至少一金属电极,其装设于该贯孔中,且该金属电 极具有一电极作用面及一信号输出端,俾利用该电 极作用面以遂行一电极作用,该信号输出端则用以 输出该电极作用产生之一量测信号。 39.如申请专利范围第38项所述之试片,其中该绝缘 薄片系至少具有二贯孔,以容纳该电极组,且该绝 缘薄片具有一卡榫,以置放该试片于一量测仪表上 ,该卡榫即被固定于该量测仪表之一卡槽内。 40.一种抛弃式电化学式感测试片之制造方法,其包 括如下步骤: 提供一绝缘薄片,其具有至少二凹部; 制备一导电素材组,其具有至少一第一及一第二导 电素材; 至少修饰完成该第一导电素材,以形成一修饰电极 ;以及 置放该修饰电极及该第二导电素材于该二凹部,以 形成该抛弃式化学感测试片。 41.如申请专利范围第40项所述之方法,更包括一电 镀程序,用于修饰该第一导电素材以形成一金属薄 膜,以获致该修饰电极。 42.如申请专利范围第40项所述之方法,更包括以一 印刷程序,用以印刷至少一导电条以形成至少一信 号输出端,并电连接该电极的输出信号至该信号输 出端。 43.如申请专利范围第40项所述之方法,更包括一化 学试剂固化程序,用于修饰该电极以获致一酵素电 极。 图式简单说明: 第一图:是先前技术之电化学检测装置之立体示意 图; 第二图:是另一先前技术之抛弃式金属电极感测器 的立体爆开意图正面示意图; 第三图:是另一先前技术以金属沉淀法制造之抛弃 式金属电极感测器的立体示意图; 第四图(a)-(d):是本发明之电化学式薄片感测器单 电极之结构之较佳实施例的立体正面示意图、立 体背面示意图、立体爆开正面示意图及一导电素 材披覆一金属薄膜之立体示意图; 第五图(a)-(b):是本发明之电化学式薄片感测器单 电极之结构之另一较佳实施例的立体正面示意图 及立体爆开正面示意图; 第六图(a)-(c):是本发明之电化学式薄片感测器单 电极之结构之另一较佳实施例的立体正面示意图 、立体背面示意图及立体爆开背面示意图; 第七图(a)-(b):是本发明之电化学式薄片感测器单 电极之结构之另一较佳实施例的立体爆开正面示 意图及立体爆开背面示意图; 第八图(a)-(b):是本发明之一单电极之修饰电极的 结构立体正面示意图与立体正面爆开示意图; 第九图:是组合本发明之单电极与修饰电极后的应 用实例的立体正面示意图; 第十图(a)-(b):是本发明之电化学式薄片感测器双 电极之结构之另一较佳实施例的立体正面示意图 及立体正面爆开示意图; 第十一图(a)-(b);是本发明之电化学式薄片感测器 三电极之结构之另一较佳实施例的立体正面示意 图及立体正面爆开示意图; 第十二图:为本发明一片三电极检测薄片的应用实 例的立体正面示意图; 第十三图(a)-(d):是本发明之具有毛细通道(适用于 检测微量流体样品)的薄片感测器之一较佳实施例 的立体正面示意图、立体背面示意图、立体正面 爆开示意图及一导电素材修饰上一金属薄膜之立 体示意图; 第十四图:为本发明检测薄片与一量测仪表组合的 应用实例的立体正面示意图; 第十五图(a)-(c):是本发明之电化学式薄片感测器 另一个三电极之结构之另一较佳实施例的立体正 面示意图、立体正面爆开示意图及立体背面爆开 示意图; 第十六图(a)-(c):是本发明之电化学式薄片感测器 另一个三电极之结构之另一较佳实施例的立体正 面示意图、立体正面爆开示意图及立体背面爆开 示意图; 第十七图(a)-(b):是本发明之具有毛细通道(适用于 检测微量流体样品)的薄片感测器之一较佳实施例 的立体背面示意图及立体正面爆开示意图;以及 第十八图(a)-(d):是本发明之薄片感测器之另一较 佳实施例的立体正面示意图、立体正面爆开示意 图、立体背面示意图及本发明实施例接至一量测 仪表的组合的立体正面示意图。
地址 台北县三重市正义南路60之5号6楼
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