TW200812547A - Diagnostic test media and methods for the manufacture thereof - Google Patents
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Description
200812547 九、發明說明: 【發明所廣技術領域3 發明所屬之技術領域 此申請案係對於2006年5月17曰提申的美國專利申請 5 案號11/435,295主張優先權。 發明領域 本發明係有關用以測量一樣本流體中的一分析物之試 驗培養基及製造試驗培養基之系統及方法。特定言之,本 發明有關用以沉積材料於一基材上之系統及方法及由於沉 10 積材料所形成之試驗培養基。發明領域 C先前技術】 發明背景 用以測量一流體樣本中的一分析物(譬如葡萄糖及膽 固醇)之錶計及裝置係時常使用可棄式試驗培養基(譬如,條 5片、卷f、及碟)。試驗培養基製造者在發展可棄式試驗培 養基的製造方法時一般具有數個目標。這些目標係包括找 到快速且具成本效益之方法,同時產生可大規模複製、一 致地精確、精密、且需要小樣本容積之培養基。 對於達成這些目標而言,包括解析度等特定因素係很 20重要。電極的解析度愈小(譬如,微米尺度及奈米尺度解析 度)’則電極的表面積愈小。且電極的表面積愈小,則需要 的樣本容積愈小。譬如對於其中患者每曰必須多次試驗其 血糖之糖尿病的㈣糖監測而言,這將是理想的方式。較 J的血谷積要求係可讓患者從割刺較不疼痛之諸如上臂及 5 200812547 前臂等比手指具有更低毛細密度之區域獲得血液。 電極的邊緣係為另一因素。因為測量的精密度及精確 度依據電極面積而定,平坦邊緣是電極的一重要特徵結 構。若一電極的邊緣為不規則且隨不同試驗培養基而變, 5電極的面積及因此測量亦將隨不同試驗培養基而變。
現今用來製造試驗培養基之各方法皆有特定的優缺 點。現今使用的一方法係為絲網列印。絲網列印係包含將 一網目絲網以一電極圖案鋪設於一基材上且然後將一電活 性嘗分散於絲網上方。該膏隨後擠過絲網以電極圖案來到 °基材上。基材受到熱處理以將電活性膏烘烤於基材上,故 生成電極。雖然絲網列印具成本效益且可容許量產試驗培 養基,難以獲得具有小解析度及平坦邊緣之電極圖案。因 此,測量的可複製性係為使用次技術製造的試驗培養基之 一項議題。 15 20 現今用來製造試驗培養基之另一方法係為雷射燒蝕。 2雷射祕技術,-諸如金㈣活性材料以—薄職鍵 1材上…通常為高功率受激準分子f射之雷射隨後 2礙橫越基材且燒料活性材料,而將_電_案留在 =上。此技術產生__印者具妓好解析度及更平 射ί緣之電極。另—方面,雷射燒《為身為-種須使雷 覆通過基材上方以雕出電極圖案之製程故為昂貴且相 ^慢。此外’通常連„射燒域狀賴鍍金屬膜係 1貝格昂貴。 為此’希望具有可克服現今試驗培養基及試驗培養基 6 200812547 製造技術的缺陷之用以提供具成本效益、小解析度、容易 複製的試驗培養基之新穎系統及方法。 【發明内容3
w t明概I ^ 5 此處揭露的所主張實施例係有關使用微接觸列印及/ 或微轉移模製技術之試驗培養基的製造方法。一實施例係 有關一診斷的試驗培養基,其包含至少一電絕緣基底層, % 用以提供一相關電極圖案之基底層上的一經衝壓電活性墨 水材料,及設置於相關電極圖案的至少一部分上方之一試 10劑層。 15 20 不同Λ施例中,培養基可包括一或多個下列額外特徵 結構:其中電活性墨水係包括選自由τ列各物所組成的群 組之:電活性材料:鈀、金、銀、銘、銅、經摻雜矽、碳、 及傳導聚合物·,其中基底層係為_熱塑性材料;其中基底 層包含聚對苯二甲酸乙二醋(ΡΕΤ);其中相關電極圖案係包 含選自由下列各物所組成的群组之—傳導結構的一輪廊: 電極、電接觸部、及用以蔣_ 、或夕個電極連接至一或多個 接觸部之傳導線跡;其中電極選自由下列各物所組成的群 組.一陰極電極區、—陽極電極區、及至少-充填偵測電 極區;其中電接觸料選自由下列各物所域的群組之: 一陰極電極接觸部、-陽極電極接觸部、及至少-充埴伯 =極接觸部;其中電接觸部係包含配置為較靠近試驗培 一第一複數個電接觸部,及配置為較靠近 试驗條片的一达端之一篦-益 弟一喂數個電接觸部;其中第一複 7 200812547 數個電接觸部的各者係連接至一電極且其中第二複數個泰 接觸部的各者代表-用以提出至—錶計之碼;其中試齊^ 包含廷自由下列各物所組成的群組之化學物質:酵素、兩 化中介物、緩衝物、聚合束缚劑、介面活性劑、酵素穩: 4、及色$指不物;其中賴層中的酵素係選自由下列各 物所組成的群組:一具有葡萄糖作為酵素性基材之酵素及 一具有膽固醇作為酵素性基材之酵素;及其中試劑層係 衝壓於相關電極圖案的至少一部分上方。 另一實施例係有關-製造試驗培養基之方法 10 At _ θ . ^ 3 Φξ: 、-具有-相關電極圖案之衝壓器,電漿處理衝壓器的— 表面,將至少-電活性墨水施加至衝壓器,及放置衝壓器 /、中々至少一電活性墨水接觸於一基材故使墨 電極圖案於基材上。 7成一 b社播不同貫化例中’該方法可包括一或多個下列額外特徵 …冓·其中衝壓器係自—具有相關電極圖案的_倒反圖案 :母片所製備;其中母片利用光微影技術自一矽晶圓製 ^其中衝壓器係自(聚)二曱基石夕氧燒製造;其中施加‘ 1活性4水係包含施加選自由下列各物所組成的群址之 加1活性材料:鈀、金、銀、,、銅、經摻雜矽、碳、及 0傳導聚合物;其中基材包含一聚對苯二甲酸乙二酿卿) 才料,進步包含藉由烘烤基材上的墨水以乾燥基材上的 墨水;進一步包含藉由燒結基材上的墨水以乾燥基材上的 墨水;進-步包含藉由υν光照射墨水以乾燥基材上的墨 水;其中提供一具有一相關電極圖案之衝壓器係包含形成 8 200812547 5 / 自衝壓器的一底表面突起之一凸起圖案且其中將至少—電 活性墨水施加至衝壓n係包含將墨水只施加至衝壓器的^ 起圖案;其中提供-具有-相關電極圖案之衝壓器係包含 形成-構形為可沿著衝㈣的—底表面接收墨水之溝槽狀 凹陷圖案且其巾將至少-電活性墨水施加至衝壓器係包含 將墨水只施加至衝壓器的溝槽狀凹陷圖案;進一步包含提 .一 I古一如Ϊ + 各、兔Ϊ应卸》〜^ 供一具有 案之第二衝壓器,將至少
喊齊’J 10 15 20 —第二衝壓器,及放置衝壓器其中令至少一混 合物接觸於基材以使試航合物形成—經衝壓試劑層於^ 材上之電極圖案的至少_部分上方;及其中試劑混合物二 包含選自由下列各物所組成的群組之化學物質:酵素、帝、 化中介物、緩衝物、聚合束縛劑、介面活性劑、酵素穩= 劑、及色彩指示物;及其中試劑層中的酵素係選自由^ 各物所組成的群組:―具有葡萄糖作為酵素性基材之酵^ 及-具有膽轉作騎錄基材之酵素。 酵素 製備-另==關一製造試驗培養基之方法,其包含 偷厭… ^電極圖案之第—衝壓器,電襞處理第- 為的一表面,使第-衝壓器接觸於-電活性墨水 置衝壓器其中令電活性墨水接觸於一基材,製備二放 相關試劑層圖案之第二衝壓器,使第二衝壓有- 劑墨水’及放置第二衝壓器其中令試劑於-試 性墨水所衝壓之基材。 、 ;以電活 結構==:::τ或多個下_外特徵 衡“係包括—由自第—衝壓器的—底表 9 200812547 面突起之-凸起_所糾 衝壓器接觸於雷 、、电極圖案且其中該第一 牧啁於私活性墨水係 水;其中第-衝_# —Λ 者凸起圖案提供墨 的一底表祕㈣ 構形材料第—誠器
" 墨水之溝槽狀凹陷圖宰所提/# -M 極圖案且J:中m「 輯美供之-傳導電 15接觸於電活性墨水係包含只沿 者溝槽狀’圖案提供墨水; 10 15 20 :由個別試驗培養基_成之二狀= 弟-傾③的施加較試驗培養基的_陣狀形成;盆中 第一及第二衝_包含-其上排列有複數個衝壓器:壓 件’其中至少一側具有一相關圖案,具有相關圖案的該侧 係背離裝置的中心且其中放置—衝壓器接觸於基材係包含 移動接觸於基材之壓件;其中第—及第二衝壓器包含_其 上排列有複數個衝壓器之圓柱,其中具有相關職之㈣ 離圓柱的體部,其中放置一衝壓器接觸於基材係包含沿著 基材滚動圓柱;進一步包含藉由烘烤基材上的墨水以^燥 基材上的電活性墨水;進一步包含藉由燒結基材上的墨水 以乾燥基材上的電活性墨水,及進一步包含藉由WUV光照 射墨水以乾燥基材上的電活性墨水。 另一實施例係有關一診斷的試驗培養基,其包含至小 電絶緣基底層’用以权供相關電極圖案之基底層上的 一電活性材料,及設置於相關電極圖案的至少一部分上方 之一經衝壓試劑層。 不同實施例中,培養基可包括一或多個下列額外特徵 結構:其中電活性材料選自由下列各物所組成的群組:銳 10 200812547 10 15 20 至報、鈾、銅、經摻雜石夕、碳、及傳導聚合物;其中基 底=係為-熱塑性材料;其中基底層包含聚對笨二甲酸乙 §曰〇^)’其中相關電_案係包含選自由下列各物所組 成的群組之-料結構的—輪廓:電極、電朗部、及用 以將〜或多個電極連接至_或多個接觸部之傳導線跡4 :電極選自由下列各物所組成的群組:_陰極電極區一 =極電極區、及至少-充填制電極區;其巾電接觸部係 延自由下列各物所組成的群組:—陰極電極接觸部、一陽 極電極接觸部、及至少一充填偵測電極接觸部;苴中電接 觸部係包含配置為較靠近試驗培養基的_近端之—第一複 數個電接卿,及配置為㈣賴驗條片的-遠端之一第 ^ 复數個電接觸部;其中第—複數個電接觸部的各者係連 —至-電極且其中第二複數個電接觸部代表—用以提出至 2計之碼;其中經_試綱包含選自由刊各物所組 =群組之化學物質:酵素、電化中介物'緩衝物、聚合 t1、介面活性劑、酵素穩定劑、及色彩指示物;及其 中經衝壓試劑層中的酵素係選自由下列各物所組成的群 ^=有葡萄糖作树姐糾之料^具有膽固醇 作為酵素性基材之酵素。 i實施例係有關-製造試驗培養基之方法,包含提 =少一電絕緣基底層,提供—電活性材料於基材層上以 :!一=極圖案’製備-具有-相關試劑層圖案之衝 =,使傾雜觸於-試編纽合物,及放置試劑墨 水接觸於基底層故使-經衝壓試劑層形成於相關電極圖案 11 200812547 的至少一部分上方。 不同化例中,該方法可包括一或多個下列額外特徵 、’口構·其中衝㈣係包含由_試㈣圖案構成之一重二 ===τ於基底層係導致藉由經施加試: 狀養基的—陣列之形成,·其中誠H係包含 上排列有複數個衝屢器之屢件,其中至少一侧具有__ 圖案’具有相關圖案的該側係背離裝置的中心 j 10 基底層係包含移動接觸於基底層;^置 其中纏器包含一其上排列有複數個衝㈣之圓柱,I中 相關圖案背離圓柱的體部且其中放置一誠器接觸於基底 層係包含沿著基底層滾動圓柱。 、土- 請瞭解上述一般描述及下列_般描述僅為示範性及說 明性而未限制如巾請專利範圍所界定之本發明。 15 =人且構成此說明書的—部份之料係顯 的數個貫補,且連_贿絲朗本發明之原理 圖式簡單說明 Μ ° ::圖為採用可棄式試驗條片來測量一樣本流 體中的一分析物濃度之錶計的實施例之圖示· 第2圖為試驗培養基、一可棄式 20俯視圖; %片之一實施例的 之橫剖視圖; 電極陣列圖案 第3圖為沿著線2-2所取之第2圖的試驗條片 第4圖為用於試驗條片的複製之—夕 夕重 的俯視圖; 第5圖為一具有一相關倒反圖 木之母片的側視示意圖 12 200812547 第6A圖為一具有形成於母片頂上的一pdmS衝壓器之 母片的侧視示意圖; 第6B圖為與第6A圖的母片分離之第5A圖的衝壓器之 侧視示意圖,其顯示母片的倒反圖案及衝壓器的互補圖案; 5 第7A圖為具有接觸一基材的墨水之第6A及6B圖的衝 壓器之側視示意圖; 第7B圖為基材的側視示意圖,其中自與第7a圖的衝壓 器接觸來沉積墨水; 苐8 A圖為一不同衝壓器的側視示意圖,其具有設置於 10衝壓器的凹部圖案内之墨水且其中衝壓器接觸一基材; 第8B圖為基材的側視示意圖,其中自與第7八圖的衝壓 器接觸來沉積墨水; 第9圖為根據本發明的一實施例之一特定試驗條片的 一遠部分之俯視圖,其顯示形成電接觸部之傳導區; 15 第10圖為根據本發明的一實施例之一試驗條片的俯視 立體圖,其***一錶計條片連接器内; 第圖為一實施例的俯視示意圖,其中複數個衝壓器 安裝在一滾子上; 第U圖為一實施例的仰視示意圖,其中複數個衝壓器 20安裝在—剛性背壓件上; 第13圖為根據本發明的一實施例之一經接觸列印碳電 極的一近部分之俯視圖; 第14圖為根據本發明的一實施例之一經接觸列印金電 極的一近部分之俯視圖; 13 200812547 第15圖為根據本發明的一實施例之-經接觸列印試劑 化學作錢的—近部分之放大俯視圖。 【實施冷式】 較佳實施例之詳細說明 5現在將參^、本發明的不同實施例,其範例顯示於圖式 中。若有可能,各圖將用相同編號來代表相同或相似部份。 本毛月的只%例係有關利用微接觸列印來製造診斷的 試驗培養基之方法。微轉移模製係為一種已對於不同用途 使用在生物科技產業中之技術。簡短綜言之,該技術必需 10生成一具有一相關圖案之衝壓器。特定實施例中,衝壓器 利用-具有相關倒反圖案作為模板之母片形成。衝壓器隨 後塗覆有一墨水”且衝壓至一基材上,而將“墨水,,以相關 圖案沉積在基材上。 已發現’微接觸列印可用來將一單層的烷基硫醇 15 (alkanethiolates)轉移至一金或銀膜上以譬如研究濕潤、黏 著、蛋白質吸附、及細胞黏著(懷賽德(Whitesides)等人,Ann. Rev· Biomed· Eng” 3:335(2001))。亦已發現,微接觸列印可 用來轉移觸媒墨水的一乙醇溶液以便利一矽基材上的碳奈 米管生長(Nisson及Schlapbach,Langmuir,16:6877(2000)) 20 。更近來,科學家已發現,微接觸列印可轉移蛋白質、樹 枝狀聚合物、及其他生物分子以譬如產生蛋白質及DNA微 陣列(依呢若維茲(Inerowicz)等人,Langmuir 28:5263(2002) ’·洪(Hong)等人,Bull· Korean Chem· Soc· 24:1197(2003)) 〇 接觸列印的先前技術主要係有關自我組裝式單層 200812547 (SAMs)施加於一基材表面上,其通常由金或銀構成(請見趙 (Zhao)等人J· Mater Chem·,1997(7),1069_ 1074)。經由一將 一衝壓器塗覆一十六烷硫醇墨水之製程來發生S A Μ對於標 v
靶基材之施加,其後,經墨製的衝壓器被帶領接觸於標乾 5 金或銀基材層。經由此接觸’碳鼠鍵的硫端經由一穩定硫 醚鍵形成於烷基硫醇分子與所屬金或銀膜之間而被化學吸 附在表面上。單層的十六烷硫醇(CHjCHAj-)被相鄰烷基 鏈之間的凡得瓦力進一步穩定化。微米尺度圖案(且有時甚 至更小)係藉由這些製程形成,其中因此SAM圖案提供一保 10羞障壁於其所覆蓋的金屬層上方。目此,一化學餘刻製程 之後,SAM材料保護之金屬圖案將保持在相關的所屬經衝 壓圖案中而其中周遭金屬層被移除。 个狗不彳定用 15 20 衣以衫_的试驗培養基之新穎微接 觸列印技術。本揭示的試驗培養基係可配合使用—適當試 驗錶計來_或測量—❹個分析物的濃度。-示範性電 :生=測器係描述於美國專利案號㈣邱號⑽專利) 中,其整體合併於本文中 +讀荟考。,635專難述-用來 測Ϊ一血液樣本中的葡萄 木 、 匍甸糖位準之電化生物感測器。電化 生物感測器系統係由_試 係包括-樣本室、_作電==料試驗條片 電極。一試歸配置外本^ φ —輔助電極、及充填偵測 具特定性之-酵辛,諸試劑層含有對於葡萄糖 及-中介物,^ 萄糖氧化酶或葡萄糖去氫酶, hex_。 "^化鉀或六甲基_了 (她enium 15 200812547 則里技術中,當—使用者將一血液樣本施加 起反應且料將㈣與血難材的葡萄糖 缓轭加至電極以造成氧化還原反應。 錶十糸二里在作與輔助電極之間流動之所導致電流且以 電流T量絲礎計算_糖鱗。如上述,紐培養基製 每的合易I及諸如成本、尺寸降低的欲望、及複製均勻
10 電極圖案及面_額外目素料為本中請案賴驗培養基 系統及方法所解決之考慮因素。 I田錶相範例顯示於第1A及1BBI中。-或多個分析 物可包括多種不同的物質,其可見於諸如血、尿、淚液、 ***糞便、月液、膽汁、汗、腦脊趙液、唾液、***液(包 括疑異羊水液)等生物樣本、培養培養基㈣⑽⑽㈣、及 /或任何其他生物樣本中。一或多個分析物亦可見於非生物 性樣本中,諸如食物、水、酒、池化學作用、土壤、氣體 15及/或任何其他的非生物性樣本…般熟f該技術者亦將瞭
解本揭示亦可適應用來偵測或測量非生物性樣本中之一或 多個分析物的濃度。 第1A圖描繪一包括一顯示器106及一試驗培養基*** 埠104之手持式錶計1〇〇。第1B圖描繪一替代性錶計201,其 20亦揭露於共同擁有的共同審查中之2006年2月13日提申的 美國專利申請案號11/352,209,其整體内容合併於本文中以 供參考。錶計201包括一殼體202、一用以接受試驗培養基 藉以進行一診斷試驗之介面204、及一構形為可對於所屬診 斷試驗進行一演算法之控制器206。系統亦包括一容器 16 200812547 咖,其具有-被控制議覆蓋且關閉之開口。容器2〇8可 細作性聯結於料測且卿為可含有與料測相容之試 驗培養基。 w $ ☆第2、3及4圖描繪診斷的試驗培養基之一實施例,一可 ^ 5棄式試驗條片。然而,任何試驗培養基皆可適合,譬如包 括冰f、籤片、或碟。並且,試驗培養基可便利多種不同 的4驗形式’諸如電化試驗、光化試驗、電化致發光試驗、 鲁 平素視覺試驗、及/或任何其他的適當試驗形式。 第2圖彳田繪可想見經由接觸列印所製造之一特定試驗 10條片組態10。如第2圖所示,試驗條片10可為一平條片,其 具有一其中施加樣本之近端12及一其中使條片***錶計内 之遠端14。近端12可具有一推拔狀組態,如圖所示,藉以 稱呼一端與另一端,藉此在一樣本接收端與一錶計***端 之間作分辨。 - 15 條片10包括一具有形成於一近端12處的電極之傳導圖 • 案’其隨後延伸至靠近遠端14之對應傳導接觸部。譬如, —實施例中,傳導圖案分別形成一陰極電極區16、一陽極 電極區18、及第一及第二充填偵測電極區20及22,其皆接 觸於一樣本腔接收區位24的有些部分。四個電極區16、18、 2〇 20、22各引至一對應的傳導接觸部26、28、30、32用以與 錶计糸統構成介面。如下文更詳細地描述,一實施例中, 條片10的一遠區34係包括一額外接觸圖案,其提供額外接 觸以被一對應錶計介面接收。 第3圖為沿著第3圖的線2 - 2所取之一完全製造的試驗 17 200812547 條片之橫剖視圖。如下文更詳細地描述,使用者將血液樣 本施加至試驗條片10的近端12中之_開口。並且,可能具 有諸如指標、凹口、輪廓或類似物等其他視覺部件。 如第3圖所示,試驗條片10可在最終製造時具有-概呈 5層狀構造。自底層往上加工,試驗條片ι〇可包括一沿著試 驗條片Π)全長延伸之基底層36。基底層36可自一電絕緣材 料形成且具有足以對於試驗條片1〇提供結構性支撐之一厚 度。譬如,基底層36可為-聚酿材料,諸如聚對苯二甲酸 乙二酯(PET)。 1〇 根據—示範性實_…傳導層40配置於基底層36 上°如下文更詳細地描述,可根據接觸列印及/或轉移模製 之-新穎製㈣加料層4〇。傳導層轉界定上述電極 16-22,上述複數個電接觸部26_32,及用以將電極電性連接 至電接觸部之複數個傳導區。 15 #範性試驗條片1G中的下—層係為-配置於傳導層4〇 山1隔件層64。間隔件層64係由—諸如聚峨絕:材 料構成。間隔件層64可約〇.l〇mm厚且覆蓋電極16_22的部 分,但在示範性實施例中並未覆蓋電接觸部26_32的—遠部 分。譬如,間隔件層64可從一恰緊鄰於接觸和⑽之線二 扣路到近端U覆蓋住其上實質全部的傳導層4〇,但一自近端 12延伸之槽52除外。利用此方式’槽52可界定陰極電極區 16的-經曝露部分’陽極區18的_經曝露部分,及電極 20-22的一經曝露部分。 一具有一近端74及一遠端76之覆蓋件72係可經由一黏 18 200812547 劑層78附接至間隔件層64。覆蓋件72可由一諸如聚酯等電 絕緣材料構成,且可具有約0e075mm的一厚度。此外,覆 蓋件72可為透明。 黏劑層78可包括一聚丙烯酸或其他黏劑且具有约 5 〇.02111111的一厚度。黏劑層78可由配置於槽52相對側上的間 隔件64上之段所組成。黏劑層78中的一破口 84係自槽52的 遠端70延伸至一開口 86。覆蓋件72可配置於黏劑層78上使 其近端74對準於近端12且其遠端76對準於開口 86。利用此 方式,覆蓋件72覆蓋住槽52及破口 84。另一配置中,開口 10 86可由一形成於覆蓋件72本身中之孔取代。此孔在實際覆 盍件72中係提供一通口通路以容許室中的空氣被流體樣本 所位移。 示範性實施例中,槽52連同基底層36及覆蓋件72係界 定試驗條片10中的一樣本室88以接收一血液樣本以供測 15 1。槽52的近端係界定樣本室88中之一第一開口,血液樣 本經由其被導入樣本室88内。槽52的維度係使施加至其近 端68之一血液樣本藉由毛細作用被抽入且容納於樣本室⑽ 中,其中血液樣本進入時,破口 84經由開口86使樣本室88 通風。並且,槽52可有利地設定維度使得藉由毛細作用進 20 入樣本室88的血液樣本約為1微升或更小。譬如,槽52可呈 有約0.140吋的一長度(亦即,從近端12至遠端7〇),約〇〇6〇 吋的一寬度,及約0.005吋的一高度(其可實質地由間隔件層 64厚度所界定)。然而,可使用其他維度。如上述,另一配 置中,開口86可由形成於覆蓋件72本身中之一孔所取代。 19 200812547 -置中,覆盍件72中的孔係可以與破口 84導致者相同 的方式容許—流體樣本經由毛細作用被***樣本室88内。 式劑層9GS&置於樣本室88巾。示範性實施例中,試 劑_=蓋陰極電極區16的至少經曝露部分。進一步根據 5不2實施例,試劑層9〇亦至少接觸陽極電極區28的-經 曝f部分且較佳完全地覆蓋陽極。試劑層90包括化學成份 X月匕夠电化式決定出諸如血液樣本等試驗流體中之葡萄糖 或纽分析物位準。因此,試劑層9〇可包括對於葡萄糖具 特定性之—酵素諸如葡萄糖氧化酶或去氫酶,及-中介物 10諸如亞鐵氰化鉀或六甲基四胺釕。試劑層90亦可包括其他 組件,諸如緩衝材料(譬如磷酸鉀),聚合束縛劑(譬如,經 丙基-甲基-纖維素、褐藻酸鈉、微晶纖維素、聚環氧乙烧、 L乙基纖維素、及/或聚乙烯醇),及介面活性劑(譬如, X-100或Surfynol 485)。 15 藉由這些化學成份,試劑層9〇以下列方式與血液樣本 中的葡萄糖起反應。葡萄糖氧化酶係引發一使葡萄糖氧化 成葡萄糖酸且將鐵氰化物還原成亞鐵氰化物之反應。當相 對於陽極電極區18將一適當電壓施加至陰極電極區16時, 亞鐵氰化物被氧化成鐵氰化物,藉以產生與血液樣本中的 20葡萄糖濃度有關之一電流。 如第3圖所描繪,示範性試驗條片1〇中不同層的配置係 可導致試驗條片10不同段中具有不同厚度。特定言之,在 基底層36上方之層中’試驗條片10的大部份厚度可來自於 間隔件64的厚度。因此,最靠近遠端14之間隔件64的邊緣 20 200812547 係可界定試驗條片10中的一肩部92。肩部92可界定延伸於 肩部92及运端14之間的试驗條片1 〇的一薄段94,及延伸於 肩部92及近端12之間的一厚段96。用來將其電性連接至錶 計之試驗條片10的元件,亦即電接觸部26-32,皆可設置於 5薄段94中。為此,錶計中的連接器可設定尺寸且構形為可 接收相對較薄段94而非相對較厚段96,如下文更詳細地描 述。這可有利地提示使用者在錶計内***薄段94中之正確 知亦P运‘14,並可防止使用者***錯誤端,亦即厚段% 中之近端12。 然第2及3圖顯示試驗條片1〇的一示範性實施例,可 使用其他組態、化學組成物及電極配置。 15 20 則圖顯示用於形成在_塗覆有一傳導層的基材材料 中之個職驗條片之-系列的線跡⑽。示範性實施例中 ]尸及/或轉移撫製技術所形成之線跡80係部分地 生十個試驗條片之傳導層如圖所示。所描繪的示 心呈2种’兩列的試驗條片之近端12係在—捲軸102中 處。亦想、^試驗條片的近端14係配置祕咖之周邊 心。或者 條片的近端12及遠端14可排列在捲軸102中 _ 的側 試驗條片。央白技又成可合。斗早—切割以分離兩相鄰 離的試驗^川㈣2之趣條#的分離可電性隔離經分 ,片10之-或多個傳導組件。 如弟4圖所贿,用於—個 複數個傳導…如,電極=條片之線跡8°係形成 电極、傳導區及電極接觸部。如 21 200812547 下述,線跡80可由利用一預製衝壓器經由接觸列印一製程 所形成之一傳導圖案構成。最終產品試驗培養基需要一化 學作用試劑之實施例中,試劑將在傳導圖案形成之後被施 加及形成,故所施加試劑的至少一部分係覆蓋傳導圖案所 5 形成之電極的至少一者。 - 狀實施例中’為了利用微接觸列印來製造試驗培養 基,可藉由一般熟習該技術者所瞭解之標準微影術程序來 生成及圖案化一母片。簡言之,光阻(負或正性)係施加至一 > 矽晶圓,但可使用任何適當的材料。隨後一具有相關圖案 10之罩幕係放置在晶圓頂上。光阻隨後被曝光,其依據身為 負或正性光阻而定將聚合化或劣化光阻的經曝露區(或 者,不使用一罩幕,可使用一雷射將一所想要的圖案選擇 性地直接曝露於光阻上)。罩幕(若適用的話)隨後被移除, 且未起反應的光阻係被清洗或蝕除。第5圖為將用來鑄造一 • 15電極衝壓斋之一所導致母片200的一實施例之示意圖,其中 _ 具有一凸起圖案220之石夕晶圓210係由於留存光阻及一凹入 圖案230來輪廓化電極的邊界,其對應於電極區域。一般熟 習該技術者將瞭解母片圖案將含有衝壓器上所形成的實際 圖案之倒反。 20 特定實施例中,隨後利用母片作為一模板來製造衝壓 器。為了防止衝壓器黏著至母片,母片可藉由氣相鹽水化、 電水氟化、或其他適當技術被處理。衝壓器可由(聚)二甲基 石夕氧炫(PDMS”)製造,但可使用任何適當的材料。利用 PDMS%,PDMS别驅物且包括一固化劑係被混合且放入一 22 200812547 真空室内以移除任何氧氣泡,其可能扭曲衝壓器及影響墨 水沉積。其後,經混合的前驅物係傾倒於母片上方。一範 例中,PDMS隨後可被固化(譬如,在60°C—或多個小時)。 固化之後,具有相關圖案之PDMS係自母片剝離,藉以生成 5 衝壓器。PDMS的表面圖案特徵結構係為出現在母片上者之 倒反。 如第6A圖所示,衝壓器300形成於母片200上方且因此 身為母片200之倒反。因此,如第6B圖所示,母片2〇〇的凸 起圖案220係生成衝壓器300的凹入圖案320。且母片2〇〇的 10凹入圖案230生成衝壓器300的凸起圖案330。一實施例中, 衝壓為300的凸起圖案330因此係對應於經由微接觸列印所 製造之所想要的電極圖案。 可對於衝壓器使用適合固化於一母片上方之其他聚人 物材料。一旦形成一圖案狀衝壓器,聚合物材料應可重覆 15使用且應不與一可能含有生物分子之後續描述的“墨水,,起 反應。同理,聚合物衝壓器材料不應與“墨水,,產生電活性 或化學性質干擾。並且,材料不應太過勁硬以防礙自母片 移除或轉移墨水至基材。 衝壓器生成之後,-亦已知稱為“墨水,,之基材係施加 20至衝壓器。可利用一般熟習該技術者所瞭解之任何數量的 方法來施加墨水。特定實施例中,可藉由將墨水噴灑2噴 務在基材上來施加墨水。亦可藉由將衝壓器完全戈部乂也 沾浸於墨水中來施加墨水。可利用一諸如刀 J々寻刃片或用 以刮除過多墨水之其他器具來移除任何過多墨水。其他實 23 200812547 施例中’譬如藉由利用一刷、滾子或其他適當墨水施加器 材將墨水漆覆或分散至衝壓器上來直接地施加墨水。如上 述’最終產品試驗培養基需要一化學作用試劑之實施例 中’將在施加一電活性“墨水,,物質之後施加及形成一試劑 5 “墨水”物質故使所施加試劑的至少一部分覆蓋一電活性 “墨水”所形成之電極的至少一者。 一般而言,PDMS衝壓器表面將展現斥水性質。這可 能依據所使用墨水類型而定阻礙墨水轉移至所屬基材。因 此,使用之前,PDMS衝壓器可以一氧電漿處理以生成一親 10水性表面。這將增加墨水材料自衝壓器將其轉移至一受列 印表面、及墨水較均勻地塗覆衝壓器之傾向。可利用市售 任何電漿處理裝置來處理衝壓器(譬如,Harrickplasma台面 電漿清理器,PVA TePla Plasma pen,&ScanArc plasma
Technologies處理器)。對於此應用之目的,此電漿製程之 15 後,衝壓器視為受到“電漿處理”。 該“墨水”係為將經由微接觸列印施加至一基材材料之 材料,其將形成所屬傳導層40,如上述。如上述,先前技 藝私序使用含有SAM前驅物之墨水以列印譬如含有十六烷 瓜醇之SAM結構。下列系統及方法中,微接觸列印不同處 2〇係在於所施加墨水為一電性傳導材料而非sam。此外,自 f水所列印之-或多㈣徵結構係可形成-多層結構而非 單層、…構。並且,相關基材可為一聚合物(嬖如 二 酸乙二㈣)材料)而非較早技射所❹的金或銀:。 因為墨水材料、及較佳表面材料不同於對於較早微接觸列 24 200812547 印技術所描述者,墨水及經列印基材之間的咐接之機構及 依列印特徵結構内的層形成之機構亦必然不於/、f及 之相關U ;較早技術 10 15 20 用於電極圖案的墨水係可包含一可適當 :電活性物質經C: 合物、及/或任何其他的適當電極材料。墨水可包入單+ 活性物質’或可包含電活性物質的-混合物。電::墨: 亦可為對於-特定用途或特徵所生成之一慣用有機金屬性 墨水(譬如得自蓋溫電子材料有限公司(一版伽此 Materials, Ltd.)) ’譬如防止團塊、或用於其熱處理性質。 墨水可為可容許轉移至—基材上之任何形式,包括液體、 膏、或粉末H “墨水,,本身係無意傳達或暗示任何 特定之“墨水”材料的施加或形成方法。 譬如,墨水與聚合物基材之間的附接機構係以墨水在 聚合物基材上之物理吸附為基礎。部分實施例中,用以提 供傳導性質之位於墨水内的物質係將需與—聚合用劑混 合。使用時’聚合用供1聯之機構,其導致墨水物 件的固化藉以提供附接機構的—態樣。 一實施:”,墨水材料只需二電性傳導材料所组 提供。傳導材料可以-液體_膏;^以—液體膏稠度狀態 知化學物質所需要來控制墨 4供,其中藉由添加已 熟習該技術者所瞭解。散佈有要黏度位準,如—般 培養基構成。譬如,可使用以^材料之物質可由—有機 堵如乙基纖維素及羥乙基纖 25 200812547 =纖:素材料為基礎之有機束缚劑,諸如聚丁基丙稀 5 二:,t:基丙烯酸甲醋、及聚乙基丙浠酸甲酿等丙烯 夂、曰,環氧樹脂,酚樹脂,醇酸樹脂,聚乙烯醇,铲乙 ,醇縮丁酸或類似物;及有機溶劑,譬如s旨溶劑諸如= 洛纖劑醋_旨、二乙二醇了賴義,崎劑諸如二乙_ 知丁醚、乙二醇及二甘醇衍生物、甲苯、二甲笨、礦物精、 松油醇、及甲醇。
β此申請案的另一態樣中,上述化學試劑層可以一經衝 壓墨水材料形式施加。用於試劑層之墨水係可為一旦列印 10則可用來便利偵測一或多分析物之任何化學物質。墨水可 包括一或多個酵素(譬如,葡萄糖氧化酶' 膽固醇氧化酶)。 尚且,墨水可包括其他化學物質諸如電化中介物(譬如亞鐵 氰化鉀、六甲基四胺釕),緩衝物(譬如磷酸鉀)、聚合束缚 劑(譬如,羥丙基-甲基-纖維素、褐藻酸鈉、微晶纖維素、 15聚環氧乙烷、羥乙基纖維素、及/或聚乙烯醇),介面活性劑 (譬如,TritonX-100及/或Sm*fynol 485),酵素穩定劑,色彩 指示物,及/或便利製造一適當試驗反應所需要的任何其他 化學物質。部分實施例中,由於化學作用溶液的性質,經 由此應用中所描述的列印製程之化學作用溶液的施加並不 20 需要列印前之衝壓器的任何電漿處理。 如第7A圖所示,經墨製衝壓器300隨後被帶領而接觸 於一基底層,諸如一基材400以藉由墨水5〇〇來列印所想要 的特徵結構;亦即,基材400係以衝壓器3〇〇作“衝壓,,。基 材可自數種適當材料類型產生,包括多種的不同聚合物(譬 26 200812547 如,早先所述的聚對苯二曱酸乙二酯(pET),或其任何變 異),金屬,及/或複合材料。特定實施例中,基材係由熱塑 性之可廣泛取得且便宜的材料製成以便利墨水施加。
如第7B圖所示,衝壓器3〇〇接觸於基材4〇〇之後,衝壓 5器300被移除,導致衝壓器300的凸起圖案330之組態中使墨 水500沉積在基材4〇〇上。經墨製衝壓器及基材之間的接觸 係發生一適當的時間期間以容許一或多薄層的墨水5〇〇轉 移至基材上。部分實施例中,其不同於上述較早之沉積烷 基硫醇單層方法,其仰賴一化學結合交互作用(譬如,烷基 10 &醇及基材之間的硫醚(thiother)結合,烷基硫醇碳鏈之間 的凡得瓦力),墨水材料經由一機械結合附接至所屬基材。 可藉由增加其上可施加有墨水之所屬基材層的表面粗度來 加強機械結合。經增加的表面粗度係增大沿其形成墨水層 之表面積,藉以改良機械結合。 15 肖定實施例,列印電活性墨水將生成-或多個電極圖 案。-或多個電極圖案係可包括_或多個電極(譬如,一陰 極電極’-陽極電極’ L貞測陰極,及/或—充填偵測 %極),一或多個電接觸部(譬如,自各電極延伸),及/或用 以將-或多個電極連接至對應電接觸部之一或多個傳導線 、可"L積之其他電極圖案係包括一用以偵測與錶計的接 觸且自動地接通錶計之導體。 〜…財沉積在基材上,基材上的墨水可藉由 、燒結、UV處理、或任何數量的適當技術被固化。固 條件將依據所施加墨水的性f而變。譬如,特定實施例 27 200812547 中’來自蓋溫電子材料有限公司(Gwent Electronic Materials, Ltd.(GEM))之一慣用有積金屬性墨水係在5〇〇卞燒結。市售 碳及金墨水(GEM,Dupont)的案例中,材料在⑹艽固化丨至5 分鐘。 5 衝壓器600隨後放置為接觸於一基材400(其可構成任 何上述材料,諸如PET)。墨水材料500隨後經由一將以一固 體形式留下墨水材料之製程受到作用。譬如,墨水材料5〇〇 可受到一經由紫外光(然而,當施加化學作用試劑時並未使 用U V照射)照射的固化或藉由利用烘烤或燒結來施加熱之 1〇製程。一實施例中,採用一低溫烘烤程序來實行一化學作 用減实彳的施加以防止其中酵素之變性。如第圖所示,墨 水被處理以產生一固體材料之後,衝壓器6〇〇自基材被剝除 (或以其他方式移除),將圖案狀傳導墨水結構留在基材 4〇〇上。衝壓器亦可在固化之前移除。 15 第9圖描繪根據一實施例之用於試驗培養基之一示範 性傳導條片圖案的一遠端之俯視圖。第9圖中,所顯示的試 驗條片之遠端700係包括配置為較靠近試驗條片的近端之 複數個電接觸部28 ' 32、30及26 ’及配置為較靠近試 驗條片的遠端之第二複數個電接觸部758、76〇、762、7料 20 及766 。 經由一上述方法形成於基底層36上之傳導圖案係沿著 試驗條片延伸以包括遠條片接觸區70〇。如第9圖所示,遠 條片接觸區700被分割以分別形成兩不同傳導區34及71〇。 傳導區710分成四直行而形成第一複數個電條片接觸部,其 200812547 分別標為28、30、3〇及26。第一複數個電條片接觸部係電 性連接至試驗條片遠端處之複數個測量電極,如上文所說 明。應瞭解四接觸部26_32僅為示範,且系統可包括對應於 系統中所包括的測量電極數量之較少或較多電條片接觸部。 5 第一複數個電條片接觸部26-32譬如經過藉由試驗條 片10中的所屬傳導圖案所形成之破口754被分割。這些破口 可在接觸列印或轉移模製程序期間形成於傳導圖案中,如 上述此外,如一般熟習該技術者所瞭解可利用藉由移除 一導體於試驗條片1G中形成傳導破Π之其他製程。-破口 10 754係在遠條片接觸區自傳導區34分割傳導區71〇,且一 進-步破口 754係分離遠條片接觸區7〇〇的上右部分以形成 一凹口區756,如下文更完整地詳述。 第9圖中,傳導區34分成五個不同區用以勾勒出第二複 數個電條片接觸部,其分別形成接觸墊758、76〇、762、764 15及766。用以形成接觸墊758、760 ' 762、764、及766之第 二複數個電條片接觸部係可經由上述用以分割第—複數個 電條片接觸部26-32的相同製程被分割。如上述,用以至少 部分地形成電條片接觸部之基底層36上的傳導圖案係可施 加至條片的頂侧、條片的底側、或兩者的-組合。接觸塾 20 758、760、762、764及766係構形為可操作性連接至錶計連 接器750内之第二複數個連接器接觸部⑽(請見第_)。經 由此操作性連接,錶計被提供且自接觸墊讀取一特定碼, 其代表發訊傾計近接㈣所屬試驗條片_資產之資 訊。此外,第4 B圖描繪破口 的一圖案,而隔離遠條片接 29 200812547 觸區34之一最外遠連接端。
如共同擁有的共同審查中之2〇〇5年7月15曰提申的美 國專利 > 請案號11/181,778所描述(其整體内容合併於本文 中以供芩考),接觸墊758、76〇、762、764及7的係構形為 5可操作性連接至一錶計連接器乃0内的第二複數個連接墊 稽(請見第10圖)。經由此操作性連接,錶計被提供且自接 觸塾讀取-特定碼,其發訊予錶計近接有關一特定所屬試 驗條片10之資訊。經加碼資訊可發訊予錶計近接資料,包 7不限於&不進行特定試驗之參數、指示連接至一試驗 2針之參數、指示連接至_檢查條片之參數、校準係數、 溫度緯正餘、PH裂佩、血容_正餘、及用以辨 識一特定試驗條片品牌之資料。 進-步對於本發明,所揭露的方法可經由不同手段被 15 20 2準化以容許量產試驗條片。如第u圖所示,蚊實施例 2複數個衝壓請安裝在一滾侧上。墨水可施加至 “ 800 ’且滾子滾動橫越__片的基材·, =以產生具有相關圖案85。之,條片。= 材料類型而定,衝壓器或滾子可能在各個別衝壓接 後需作重新墨製。然而,其他實施例中, 可被多次墨製及施加至不同基材同時仍維持 二可成在重新施加墨水㈣之前具有多重個別㈣, 2第12圖所示’複數個衝壓器可以_剛安 至-壓物。墨水可施加至複數個衝壓器300,: 在—片的基材材料上。列印之後,具有相_宰^片 30 200812547 可自該片基材分離,藉以_次產生複數個條片*提升成本 效率。 範例 月本的下列部分係提供設有上述系統及方法之傳導 5圖案及化學作用層之數項範例。根據本發明實施例之經微 接觸列印的圖案係可具有具有1微米或更大級數的空間性 解析度之特徵結構。一非限制性範例中,用於生物感測器
之、、工接觸列印的電極及化學作用層在部分實施例中將具有 2^-1500微米級數、且更佳位於約職麵微米之間範圍的 10最小空間性解析度。 ^ _的純及方法巾,所形成的所屬圖案之 則、空間性解析度係依據數棚素而定。任 15 20 表佳化及修改可最終改良經列印特徵結構之維度y及2 析度。譬如,經列印圖案特徵結構之解析度及 _ 據衝壓器的特徵結構之所屬品質及解析度、以及最1由= 以鑄造衝_之母“定。母片的表徵、、由據 則特徵結構或魏(自經„練上之⑽之不規 會限制可在賊n以最糾杜轉析之贿、系 此外,衝壓器結構的剛性會影響、。冓解析度。 案。譬如,如果用於形成衝壓器之一聚:物成的所導致圖 構太軟,則衝㈣會在接觸基材時壓缩:大材料的特徵結 加墨水材料的變形及不良分散。 ' ° 而$致所施 衝壓益的溶劑相容性係為會影塑* 因素。譬如,出現在墨水±财贿二2析度之另- 剜了此傾向於使衝壓 31 200812547 时擴張=亦不良地擴張了所導致的經衝壓特徵結構。 fe例中’墨水中傳導物質之所屬的粒子尺寸係限 制可對於-圖案達成之最小空間性解析度。亦即,經列印 • 倾結構會不小於墨水中統之個別粒子。 5 碳及金電極之接觸列印 ^ 、第13圖為-經接觸列印碳電極圖案之-近部分的放大 俯視圖。如第3圖所示,沿著經由一碳接觸列印製程所形成 之陰極電極圖案16的一部分之長度係為0.400職。此外, -對應陽極電極區18的—示範性長度為〇 33()職,其中其 1〇間分隔之非傳導圖案展現約〇.12mm的-長度。第14圖描繪 -金材料所形成的—經接制印電極圖案之—近端的放大 俯視圖。 一非限制示範性程序中,金及碳電極如下在一實驗中 形成。利用一矽氧彈性體固化劑及基底(Sylgard 184矽氧 —15彈欧體套件,得自道康寧公司(D〇w Corning Corporation)) Φ 來製備—PDMS衝壓器,其以1: 10比例混合在一起且平均 地傾倒於圖案狀及經表面處理矽晶圓材料上方 (Premitec)。所導致的PDMS材料隨後以65卞烘烤兩小時。 經固化的I>DMS材料自母片移除且切成個別衝壓器。一 20 PDMS衝壓器如上述被製備及切割。衝壓器在衝壓前以氧電 漿作處理(約30秒)。衝壓器隨後塗覆有一薄層的金或碳聚合 物膏(C2041206D2、C2000802D2,蓋溫電子材料有限公司 (Gwent Electonic Materials,Ltd·))。使用一滴己烷將膏材料 的黏度降低至所想要位準。衝壓器被墨製且然後放置成接 32 200812547 觸於一聚酯膜基材(Hostaphan W54B,得自三菱(Mitsubushi)) 近似15秒。PDMS衝壓器' 隨後小心地移除以顯露列印有墨水 之電極特徵結構。經列印電極特徵結構隨後以65卞烘烤近 似30分鐘以形成最終的電極。 5 化學作用層之接觸列印 第15圖為一化學作用層之一範例,諸如上文對於第3 圖所描述之層90。如第15圖所示,化學作用層9〇之一長度 的一部分展現近似L95mm的一長度。 一非限制性不範程序中,化學作用層如下述在一實驗 中形成。-PDMS衝壓器係如上述被製備及切割。衝壓器在 衝壓之前以氧電聚作處理(約3〇秒)。一含有化學作用溶液之 墨水係以一棉棒施加至衝壓器且容許其乾燥。一示範性化 學作用溶液包含:G.G5%Silwet,G.G5%Tritc>n«x,().25%甲 基纖維素,lOOmM磷酸鉀緩衝物,5%蔗糖,19〇mM六甲 U基四胺釕氣化物,及5_u/ml _萄糖去氫酶,ρΗ7·25。經 墨衣衝壓器隨後施加至一聚對苯二甲酸乙二酯(ρΕτ)基材 上的一 3Onm Au層近似2〇秒且移除衝壓器。隨後容許化學作 用溶液乾燥,藉以形成最終經列印特徵結構。 一般热習該技術者將瞭解本發明可適應於試驗任何分 2〇析物。此等可能的分析物係包括但不限於··葡萄糖、膽固 醇、乳酸醋、血脲氮、TSH、T4、藥劑、及非治療藥物。 應主思此申請案所描述的微接觸列印及微轉移模製程序只 可用來製備傳導電極層或化學作用層。或者,亦可合併使 用上述微接觸列印及微轉移模製藉以提供其上具有一傳導 33 200812547 層及一化學作用層兩者之試驗培養基。 熟習該技術者將從此處所揭露的說明書及實行方弋瞭 解到本發明的其他實施例。說明書及範例預定只視為示範 性,本發明的真正範圍及精神由申請專利範圍所界定。 5 【圖式簡單說明】 , 第1 A及1B圖為採用可棄式試驗條片來測量一樣本流 體中的一分析物濃度之錶計的實施例之圖示; 第2圖為試驗培養基、一可棄式試驗條片之一實施例的 ⑩ 俯視圖; 10 第3圖為沿著線2-2所取之第2圖的試驗條片之橫剖視圖; 弟4圖為用於试驗條片的複製之一多重電極陣列圖案 的俯視圖; 第5圖為一具有一相關倒反圖案之母片的側視示意圖; 第6A圖為一具有形成於母片頂上的一 pdms衝壓器之 15 母片的侧視不意圖; 第6B圖為與第6A圖的母片分離之第5A圖的衝壓器之 ® 側視示意圖,其顯示母片的倒反圖案及衝壓器的互補圖案; 第7A圖為具有接觸一基材的墨水之第6A及6B圖的衝 壓器之侧視示意圖; 20 弟7B圖為基材的側視示意圖,其中自與第7A圖的衝壓 器接觸來沉積墨水; 第8A圖為一不同衝壓器的側視示意圖,其具有設置於 衝壓器的凹部圖案内之墨水且其中衝壓器接觸一基材; 第8B圖為基材的側視示意圖,其中自與第7A圖的衝壓 34 200812547 器接觸來沉積墨水; 第9圖為根據本發明的一實施例之一特定試驗條片的 一遠部分之俯視圖,其顯示形成電接觸部之傳導區; 第10圖為根據本發明的一實施例之一試驗條片的俯視 5 立體圖,其***一錶計條片連接器内; 第11圖為一實施例的俯視示意圖,其中複數個衝壓器 安裝在一滾子上; 第12圖為一實施例的仰視示意圖,其中複數個衝壓器 安裝在一剛性背壓件上; 10 第13圖為根據本發明的一實施例之一經接觸列印碳電 極的一近部分之俯視圖; 第14圖為根據本發明的一實施例之一經接觸列印金電 極的一近部分之俯視圖; 第15圖為根據本發明的一實施例之一經接觸列印試劑 15 化學作用層的一近部分之放大俯視圖。 【主要元件符號說明】 10…試^驗{条片 12···近端 14…遠端 16...陰極電極區,陰極電極圖案 18…陽極電極區 20…第一充填摘測電極區 22…第二充填债測電極區 24…樣本腔接收區位 35 200812547 26,28,30,32···傳導接觸部 34.. .遠區,遠條片接觸區 36·. ·基底層 , 40···傳導層 52…槽 64…間隔件層 70.. .槽52的遠端 _ 72…覆蓋件 74."近端 76…遠端 78.. .黏劑層 80…線跡 84,754,768...破口 86· _ ·開口 88.. .樣本室 馨 90...化學作用層,試劑層 92…肩部 94…薄段 96…厚段 100.. .手持式錶計 102· · ·捲轴 104…試驗培養基***埠 106.. .顯示器 36 200812547 200.. .母片 201…替代性錶計 202…殼體 ^ 204…介面 206.. .控制器 208.. .容器 210…秒晶圓 H 220,330...凸起圖案 230…凹入圖案 300,600···衝壓器 400…基材 500.. .墨水 700···試驗條片之遠端 710…傳導區 740…第二4复數個連接器接觸部 • 750…錶計連接器 756.. .凹口區 758,760,762,764,766.··接觸墊,電接觸部 800···滾子 850.. .相關圖案 900.. .壓件 37
Claims (1)
- 200812547 十、申請專利範圍: 1. 一種診斷之試驗培養基,包含: 至少一電絕緣基底層; 用以提供一相關電極圖案之該基底層上的一經衝 5 壓電活性墨水材料;及 • 一試劑層,其設置於該相關電極圖案的至少一部分 上方。 2. 如申請專利範圍第1項之試驗培養基,其中該電活性墨 > 水係包括選自由下列各物所組成的群組之一電活性材 10 料:把、金、銀、舶、銅、經掺雜石夕、碳、及傳導聚合物。 3·如申請專利範圍第1項之試驗培養基,其中該基底層係 為一熱塑性材料。 4·如申請專利範圍第1項之試驗培養基,其中該基底層包 含聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。 - 15 5.如申請專利範圍第1項之試驗培養基,其中該相關電極 _ 圖案係包含選自由下列各物所組成的群組之一傳導結 構的一輪廓:電極、電接觸部、及用以將一或多個電極 連接至一或多個接觸部之傳導線跡。 6. 如申請專利範圍第5項之試驗培養基,其中該等電極選 20 自由下列各物所組成的群組:一陰極電極區、一陽極電 極區、及至少一充填偵測電極區。 7. 如申請專利範圍第6項之試驗培養基,其中該等電接觸 部係選自由下列各物所組成的群組:一陰極電極接觸 部、一陽極電極接觸部、及至少一充填偵測電極接觸部。 38 200812547 5 8. 如申請專利範圍第5項之試驗培養基,其中該等電接觸 部係包含配置為較靠近該試驗培養基的一近端之一第 一複數個電接觸部,及配置為較靠近該試驗條片的一遠 端之一第二複數個電接觸部。 9. 如申請專利範圍第8項之試驗培養基,其中該第一複數 個電接觸部的各者係連接至一電極且其中該第二複數 個電接觸部係代表一用以提出至一錶計之碼。 • 10.如申請專利範圍第1項之試驗培養基,其中該試劑層包 含選自由下列各物所組成的群組之化學物質:酵素、電 10 化中介物、緩衝物、聚合束缚劑、介面活性劑、酵素穩 定劑、及色彩指示物。 11.如申請專利範圍第10項之試驗培養基,其中該試劑層中 的酵素係選自由下列各物所組成的群組:一具有葡萄糖 作為酵素性基材之酵素及一具有膽固醇作為酵素性基 - 15 材之酵素。 12. 如申請專利範圍第1項之試驗培養基,其中該試劑層係 被衝壓於該相關電極圖案的至少一部分上方。 13. —種用以製造試驗培養基之方法,包含: 提供一具有一相關電極圖案之衝壓器; 20 電漿處理該衝壓器的一表面; 將至少一電活性墨水施加至該衝壓器;及 放置該衝壓器而其中令該至少一電活性墨水接觸 於一基材故使該墨水形成一電極圖案於該基材上。 14.如申請專利範圍第13項之方法,其中該衝壓器係自一具 39 200812547 有該相關電極圖案的一倒反圖案之母片所製備。 15. 如申請專利範圍第14項之方法,其中該母片利用光微影 技術自一矽晶圓製造。 16. 如申請專利範圍第13項之方法,其中該衝壓器自(聚)二 5 甲基矽氧烷製造。 17. 如申請專利範圍第13項之方法,其中該施加至少一電活 性墨水係包含施加選自由下列各物所組成的群組之一 電活性材料:鈀、金、銀、鉑、銅、經掺雜矽、碳、及 傳導聚合物。 10 18.如申請專利範圍第13項之方法,其中該基材包含一聚對 苯二甲酸乙二酯(PET)材料。 19. 如申請專利範圍第13項之方法,進一步包含藉由烘烤該 基材上的墨水以乾無該基材上的墨水。 20. 如申請專利範圍第13項之方法,進一步包含藉由燒結該 15 基材上的墨水以乾燥該基材上的墨水。 21. 如申請專利範圍第13項之方法,進一步包含藉由UV光 照射該墨水以乾餘該基材上的墨水。 22. 如申請專利範圍第13項之方法,其中該提供一具有一相 關電極圖案之衝壓器係包含形成自該衝壓器的一底表 20 面突起之一凸起圖案且其中該將至少一電活性墨水施 加至衝壓器係包含將墨水只施加至該衝壓器的凸起圖案。 23. 如申請專利範圍第13項之方法,其中該提供一具有一相 關電極圖案之衝壓器係包含形成一構形為可沿著該衝 壓器的一底表面接收墨水之溝槽狀凹陷圖案且其中該 40 200812547 將至少一電活性墨水施加至衝壓器係包含將墨水只施 加至該衝壓器的溝槽狀凹陷圖案。 24·如申請專利範圍第13項之方法,進一步包含提供一具有 一相關試劑層圖案之第二衝壓器; 510 1520 將至少一試劑混合物施加至該第二衝壓器;及 放置該衝壓器其中令該至少一混合物接觸於該義 材以使該試劑混合物形成一經衝壓試劑層於該基材上 之該電極圖案的至少一部分上方。 25·如申請專利範圍第24項之方法,其中該試劑混合物係包 各—自由下列各物所組成的群組之化學物質:酵素、恭 化中介物、緩衝物、聚合束缚劑、介面活性劑、酵素= 定劑、及色彩指示物。 ^ 26.如:請專利範圍第25項之方法,其中該試劑層中的酵素 係k自由下列各物所組成的群組:一具有葡萄糖作為酵 素性基材之酵素及一具有膽固醇作為酵素性基材之酵素。 27·種用以製造試驗培養基之方法,包含: 、 製備一具有一相關電極圖案之第一衝壓器; 電漿處理該第一衝壓器的一表面; 使該第一衝壓器接觸於一電活性墨水; =置該衝壓器其中令該電活性墨水接觸於一基材 製備一具有一相關試劑層圖案之第二衝壓器t 使該第二衝壓器接觸於一試劑墨水;及W, 放置該第二衝壓器其中令該試劑墨水接 電活性墨水所衝壓之該基材。 觸於以該 41 200812547 28·如申請專利範圍第27項之方 括-由自該第-衝㈣的」底;中該第一衝塵器係包 所提供之傳導電極圖案且其中2突起之一凸起圖案 弟一衝壓器接觸於電 _水係包含只沿著該凸起 5* 1520 29.如申請專利範圍第27項之方 甘、’、.、7 括ώ ^ ,,其中該第一衝壓器係包 括由一構形為可沿著該第— U ν, ^ 楚态的一底表面接收墨 水之溝槽狀凹陷圖案所提供 I 該第一衝壓器接觸於電活性^傳導電極圖案且其中 狀凹陷圖案提供墨水。·墨水係包含只沿著該溝槽 3〇·如申請專利範圍第27項之 / '、中該第一及第二衝壓 口口係包含由個別試驗培養基 固案構成之一重覆狀圖案 故使该弟一及第二衝壓器的 陣列之形成。 加導致試驗培養基的一 31·如申請專利範圍第3G項之方法,其中該第-及第二衝壓 益包含—其上排列有複數個_器之壓件,其中至少一 侧具有-相關圖案,該具有相關圖案之侧係背離該裝置 的中。且其中5亥放置一衝壓器接觸於該基材係包含移 動接觸於該基材之該壓件。 申請專利範圍㈣項之方法,其中該第—及第二衝壓 器包含-其上排列有複數個衝壓器之圓柱,其中該等具 有相關圖案之側係背離該圓柱的體部,其中該放置一衝 壓盜接觸於該基材係包含沿著該基材滾動圓柱。 33·如申請專利·f27奴方法,進—步包含藉由供烤該 基材上的墨水以乾燥該基材上的電活性墨水。 42 200812547 34.如申請專利範圍第27項之方法,進一步包含藉由燒結該 基材上的墨水以乾燥該基材上的電活性墨水。 35·如申請專利範圍第27項之方法,進一步包含藉由以UV 光照射該墨水以乾燥該基材上的電活性墨水。 5 36. —種診斷的試驗培養基,包含: ^ 至少一電絕緣基底層; 用以提供一相關電極圖案之該基底層上的一電活 性材料;及 設置於該相關電極圖案的至少一部分上方之一經 10 衝壓試劑層。 37. 如申請專利範圍第36項之試驗培養基,其中該電活性材 料選自由下列各物所組成的群組:鈀、金、銀、鉑、銅、 經摻雜矽、碳、及傳導聚合物。 38. 如申請專利範圍第36項之試驗培養基,其中該基底層係 - 15 為一熱塑性材料。 _ 39.如申請專利範圍第36項之試驗培養基,其中該基底層包 含聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。 40. 如申請專利範圍第36項之試驗培養基,其中該相關電極 圖案係包含選自由下列各物所組成的群組之一傳導結 20 構的一輪廓:電極、電接觸部、及用以將一或多個電極 連接至一或多個接觸部之傳導線跡。 41. 如申請專利範圍第40項之試驗培養基,其中該等電極選 自由下列各物所組成的群組:一陰極電極區、一陽極電 極區、及至少一充填彳貞測電極區。 43 200812547 5 42. 如申請專利範圍第41項之試驗培養基,其中該等電接觸 部係選自由下列各物所組成的群組:一陰極電極接觸 部、一陽極電極接觸部、及至少一充填偵測電極接觸部。 43. 如申請專利範圍第40項之試驗培養基,其中該等電接觸 部係包含配置為較靠近該試驗培養基的一近端之一第 一複數個電接觸部,及配置為較靠近該試驗條片的一遠 端之一第二複數個電接觸部。 44.如申請專利範圍第43項之試驗培養基,其中該第一複數 個電接觸部的各者係連接至一電極且其中該第二複數 10 個電接觸部代表一用以提出至一錶計之碼。 45.如申請專利範圍第36項之試驗培養基,其中該經衝壓試 劑層包含選自由下列各物所組成的群組之化學物質:酵 素、電化中介物、緩衝物、聚合束缚劑、介面活性劑、 酵素穩定劑、及色彩指示物。 - 15 46·如申請專利範圍弟45項之試驗培養基,其中該經衝壓試 • 劑層中的酵素係選自由下列各物所組成的群組:一具有 葡萄糖作為酵素性基材之酵素及一具有膽固醇作為酵 素性基材之酵素。 47. —種用以製造試驗培養基之方法,包含: 20 提供至少一電絕緣基底層; 提供一電活性材料於該基材層上以形成一相關電 極圖案; 製備一具有一相關試劑層圖案之衝壓器; 使該衝壓器接觸於一試劑墨水混合物;及 44 200812547 放置該衝壓器其中令該試劑墨水接觸於該基底層 故使一經衝壓試劑層形成於該相關電極圖案的至少一 部分上方。 48. 如申請專利範圍第47項之方法,其中該衝壓器係包含由 5 個別試劑層圖案構成之一重覆狀圖案故該放置衝壓器 ~ 接觸於基底層係導致藉由經施加試劑層之試驗培養基 的一陣列之形成。 49. 如申請專利範圍第48項之方法,其中該衝壓器係包含一 _ 其上排列有複數個衝壓器之壓件,其中至少一側具有一 10 相關圖案,具有該相關圖案之該側係背離該裝置的中心 且其中該放置一衝壓器接觸於基底層係包含移動接觸 於該基底層之該壓件。 50. 如申請專利範圍第48項之方法,其中該衝壓器包含一其 上排列有複數個衝壓器之圓柱,其中該相關圖案背離該 * 15 圓柱的體部且其中該放置一衝壓器接觸於該基底層係 包含沿著該基底層滾動該圓柱。 45
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