TWI499774B - 生物感測器以及生物量測系統 - Google Patents

Description

生物感測器以及生物量測系統

本發明係有關於一種生物感測器，特別是有關於一種具代碼之生物感測器。

目前的血糖量測儀多為利用指尖血液與生化檢測試片（strip）上的酵素進行化學反應，以實現血糖量測。由於製造工藝上的限制，於不同批次製程所製造的生化檢測試片具有不同的特性，例如酵素反應特性，這將影響血糖的量測結果。因此，在每一批生化檢測試片的製造過程中，製造商需設定關於此批生化檢測試片之酵素反應特性的代碼。當使用者使用血糖量測儀時，可透過血糖量測儀上的鍵盤輸入這些代碼，或者將燒錄有這些代碼之密碼卡（code card）***血糖量測儀以供讀取。當血糖量測儀獲得這些代碼後，則可改變或設定血糖量測操作之參數，以使得血糖量測結果不會受到酵素反應特性變化的影響。

然而，在實際操作上，使用者可能會輸入錯誤的代碼，或者使用者可能忘記***密碼卡或***錯誤的密碼卡。這些情況將導致血糖量測偏差，進而延誤使用者接受治療的時機或服用偏差之藥物劑量，甚是危害使用者的身命安全。

因此，期望提供一種用來感測生物樣本之生物感測器，其具有代表生物感測器之特性的代碼。當生物感測器連接生物量測裝置時，生物量測裝置能自動地讀取生物感測器之代碼，進而降低誤判量測結果的風險，也提高了整體生物量測系統的操作便利性。

根據本發明之一實施例，本發明提供一種生物感測器，用以感測生物樣本。此生物感測器具有表示生物感測器之特性的第一代碼以及第二代碼。生物感測器包括基底以及導電層。導電層配置在基底之第一側面，且包括第一迴路、第二迴路、以及第三迴路。第一迴路形成於第一端點與第二端點之間，且具有第一阻抗。第二迴路形成於第三端點與第四端點之間，且具有第二阻抗。第二端點與第三端點彼此電性絕緣。第三迴路形成於第四端點與第五端點之間，且具有第三阻抗。第一阻抗與第二或第三阻抗定義第一代碼，且第一阻抗與第二或第三阻抗定義第二代碼。

根據本發明之另一實施例，本發明提供一種生物量測系統，用以感測生物樣本之分析物。此生物量測系統包括生物感測器以及生物量測裝置。生物感測器具有表示生物感測器之特性的第一代碼以及第二代碼，且包括基底、生物反應層、以及一導電層。基底具有第一側面以及與第一側面相對之第二側面。生物反應層配置在第一側面之生物反應區，且具有化學試劑。生物樣本可放置生物反應區。導電層配置在第二側面，且包括第一迴路、第二迴路、以及第三迴路。第一迴路形成於第一端點與第二端點之間，且具有第一阻抗。第二迴路形成於第三端點與第四端點之間，且具有第二阻抗。第一迴路與第二迴路彼此電性絕緣。第三迴路形成於第四端點與第五端點之間，且具有第三阻抗。生物感測器可連接生物量測裝置。生物量測裝置量測第一阻抗、第二阻抗、以及第三阻抗，且根據第一阻抗與第二或第三阻抗來計算第一代碼並根據第一阻抗與第二或第三阻抗來計算第二代碼。生物量測裝置根據第一代碼以及第二代碼來對生物樣本之分析物進行量測操作。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第1圖係表示根據本發明一實施例之生物感測器的側面圖。生物感測器1係用來感測生物樣本之一分析物，參閱第1圖，生物感測器1具有基底10、導電層11、以及生物反應層12。導電層11配置在基底10之一側面10a，而生物反應層12配置在與基底10之側面10a相對的另一側面10b。

第2圖係表示前述基底10之側面10b。參閱第2圖，生物反應層12配置在側面10b之生物反應區20內。生物反應層12具有化學試劑。當取自使用者之生物樣本被滴入、吸入或放置在生物反應區20內時，生物樣本中的至少一分析物與化學試劑進行化學作用。舉例來說，生物樣本可以是使用者之血液，分析物是血液中的葡萄糖（血糖），而生物反應層12之化學試劑是一種酵素。當使用者之血液被滴入、吸入或放置在生物反應區20內時，血液中的葡萄糖與化學試劑（酵素）進行化學作用。須說明的是，在第1與2圖中，生物反應層12與生物反應區20之大小僅為一示範例子。在實際應用上，生物反應層12與生物反應區20的大小可依據生物感測器1的大小、生物樣本取樣之量以及實際需求等因素來決定。

第3A圖係表示基底10之側面10a。參閱第3A圖，在導電層11下緣處配置有5個端點A、B、C、D、與E。導電層11具有代碼圖案，其定義出表示生物感測器1特性之兩個代碼Code1與Code2。在此實施例中，此兩代碼Code1與Code2表示生物感測器1之製造資訊，例如生物反應層12之化學試劑的反應特性、生物感測器1之製造時間（日期或週數）、或生物感測器1之校正資訊等。此代碼圖案包括形成在端點A與B之間的迴路、端點C與D之間的迴路、以及在端點D與E之間的迴路。為了清楚顯示，導電層11之代碼圖案顯示於第3B圖。參閱第3B圖，迴路30形成於端點A與B之間，迴路31形成於端點C與D之間，且迴路32形成於端點D與E之間。端點B與C之間彼此電性絕緣，換句話說，迴路31與迴路32分別電性絕緣於迴路30。在第1與3A圖中，導電層11之大小僅為一示範例子。在實際應用上，如前述，導電層11的大小的設計依據之一係為代碼圖案的大小。

在本發明實施例中，迴路30之阻抗以及迴路31之阻抗定義了代碼Code1，而迴路30之阻抗以及迴路32之阻抗定義了代碼Code2。迴路30、31、與32之各自阻抗可藉由改變各自的線寬或長度來改變。舉例來說，在迴路30、31、與32具有大致相同線寬的條件或情況下，迴路30、31、與32的各自長度決定了各自的阻抗。

在一實施例中，迴路30、31、與32係以網板印刷技術來設置在基底10上。當迴路30、31、與32以不同的漿料來印刷時，即使在大致相同的線寬及長度條件，迴路30、31、與32亦可能具有不同的阻抗。

第4圖係表示根據本發明實施例之生物量測系統。參閱第4圖，生物量測系統4包括第1圖之生物感測器1以及生物量測裝置40。在一實施例中，生物量測系統4為一血糖量測系統。以下將以血糖量測系統做為例子來說明。當使用者欲量測血液中的葡萄糖濃度時，需先將生物感測器1***至生物量測裝置40之插槽41中，之後將血液滴入、吸入或放置在生物反應區20。參閱第2與4圖，基底10之側面10b上更設置有電極21與22，其連接生物反應層12。當血液中的葡萄糖與化學試劑（酵素）進行電化學反應時，生物量測裝置40可透過電極21與22來獲得上述電化學反應所引起的電信號，以對血液中的葡萄糖濃度進行量測操作。

此外，當生物感測器1***至生物量測裝置40之插槽41時，生物量測裝置40更量測迴路30、31、與32的各自阻抗。當生物量測裝置40得知迴路30、31、與32的各自阻抗後，生物量測裝置40根據迴路30之阻抗以及迴路31之阻抗來計算生物感測器1之代碼Code1，且根據迴路30之阻抗以及迴路32之阻抗來計算生物感測器1之代碼Code2。接著，生物量測裝置40根據代碼Code1與Code2來設定量測操作之至少一個參數，使得生物量測裝置40可依據該參數來對血液之葡萄糖濃度進行量測操作。以量測葡萄糖濃度舉例來說，根據生物感測器1之兩個代碼Code1與Code2而設定的至少一個參數，係與生物反應層12中作為化學試劑之酵素的的反應特性相關。如此一來，即使使用不同批次製程所製造之生物感測器1，生物量測裝置40仍可準確地量測使用者血液中的葡萄糖濃度。量測結果不會受到不同批次製程所導致的不同反應特性所影響，提高量測精準度。

當生物量測裝置40量測出血液中的葡萄糖濃度後，可將量測結果顯示於生物量測裝置40之一顯示面板42上，以供使用者或醫療人員讀取。

以下將說明生物量測裝置40如何透過量測迴路30、31、與32的各自阻抗來計算生物感測器1之代碼Code1與Code2。

參閱第5A圖，當生物感測器1***至生物量測裝置40之插槽41時，生物量測裝置40將迴路30之一端點，例如端點B，耦接至接地電位GND。同時，生物量測裝置40提供一特定電壓V50至端點A。此時，根據迴路30之阻抗以及上述特定電壓V50，在迴路30上引起由端點A流向端點B之電流I50。生物量測裝置40在端點A上量測電流I50。

參閱第5B圖，當生物感測器1***至生物量測裝置40之插槽41時，生物量測裝置40將端點D，耦接至接地電位GND。此時，生物量測裝置40提供特定電壓V50至端點C。此時，根據迴路31之阻抗以及上述特定電壓V50，在迴路31上引起由端點C流向端點D之電流I51。生物量測裝置40在端點C上量測電流I51。此外，生物量測裝置40也提供特定電壓V50至端點E。此時，根據迴路32之阻抗以及上述特定電壓V50，在迴路32上引起由端點E流向端點D之電流I52。生物量測裝置40在端點E上量測電流I52。

此技術領域之人士根據歐姆定律（Ohm's Law）已知，對於一導體而言，流經一導體之電流與該導體之阻抗成反比。因此，生物量測裝置40計算獲得之電流I50、I51、與I52可分別表示迴路30之阻抗、迴路31之阻抗、迴路32之阻抗。換句話說，生物量測裝置40藉由量測電流I50、I51、與I52來分別量測迴路30之阻抗、迴路31之阻抗、迴路32之阻抗。在獲得電流I50、I51、與I52後，生物量測裝置40根據式（1）及/或式（2）來獲得生物感測器1之代碼Code1，且根據式（1）及/或式（2）來獲得生物感測器1之代碼Code2。例如，在一實施例中，生物量測裝置40根據式（1）來獲得生物感測器1之代碼Code1，且根據式（2）來獲得生物感測器1之代碼Code2。

其中i50表示電流I50之值，i51表示電流I51之值生物，且i52表示電流I52之值。TRUNC( )函數係將含有小數的數值轉換為整數（即無條件捨去小數點後的部分）。

以下舉例，參閱表格1，其係表示電流I50、I51、與I52之數值i50、i51、與i52、生物感測器1之代碼Code1、以及生物感測器1之代碼Code2的一示範例子，其中表格1列示代碼Code1及Code2均以前述式（1）計算而得。

以下再舉一例，參閱表格2，其係表示電流I50、I51、與I52之數值i50、i51、與i52、生物感測器1之代碼Code1、以及生物感測器1之代碼Code2的另一示範例子，其中表格1列示代碼Code1及代碼Code2均以前述式（2）計算而得。

根據上述，本發明之生物感測器1具有三個迴路30、31、與32，用來定義表示生物感測器1特性之兩個代碼Code1與Code2。當使用者欲透過生物量測裝置40對一生物樣本之分析物進行量測時，使用者將生物感測器1***至生物量測裝置40之插槽41。此時，生物量測裝置40可同時量測三個迴路30、31、與32之阻抗，藉此獲得代碼Code1與Code2。生物量測裝置40根據代碼Code1與Code2來設定量測操作之至少一個參數，使得生物量測裝置40可依據該參數來對血液之葡萄糖進行量測操作。如此一來，使用者不需要以輸入的方式來將表示生物感測器1特性之代碼鍵入生物量測裝置40。此外，由於迴路係設置在生物感測器1之一側面，因此，使用者不需要執行將密碼卡***生物量測裝置40之操作，避免了***錯誤密碼卡的情況發生。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1．．．生物感測器

4．．．生物量測系統

10．．．基底

10a、10b．．．基底之側面

11．．．導電層

12．．．生物反應層

20．．．反應區

21、22．．．電極

30、31、32．．．迴路

40．．．生物量測裝置

41．．．插槽

42．．．顯示面板

A、B、C、D、E．．．端點

GND．．．接地電位

I50、I51、I52．．．電流

V50．．．特定電壓

第1圖表示根據本發明實施例之生物感測器的側面圖；

第2圖表示生物感測器之基底的一側面；

第3A圖表示生物感測器之基底的另一側面；

第3B圖表示在第3A圖之側面上的代碼圖案；

第4圖表示根據本發明實施例之生物量測系統；

第5A與5B圖次表示在生物量測系統中，量測各個迴路之電流的示意圖。

30、31、32．．．迴路

A、B、C、D、E．．．端點

Claims (20)

1. 一種生物感測器，用以感測一生物樣本，且具有表示該生物感測器之特性的一第一代碼以及一第二代碼，包括：
   一基底，以及
   一導電層，配置在該基底之第一側面，其中，該導電層包括：
   一第一迴路，形成於一第一端點與一第二端點之間，且具有一第一阻抗；
   一第二迴路，形成於一第三端點與一第四端點之間，且具有一第二阻抗，其中，該第二端點與該第三端點彼此電性絕緣；以及
   一第三迴路，形成於該第四端點與一第五端點之間，且具有一第三阻抗；
   其中，該第一阻抗與該第二或第三阻抗定義該第一代碼，且該第一阻抗與該第二或第三阻抗定義該第二代碼。
2. 如申請專利範圍第1項所述之生物感測器，更包括：
   一生物反應層，配置在該基底之一第二側面之一生物反應區，且具有一化學試劑，
   其中，該生物樣本可放置該生物反應區；以及
   其中，該第二側面相對於該第一側面。
3. 如申請專利範圍第2項所述之生物感測器，其中，該第一代碼以及該第二代碼表示該化學試劑之反應特性。
4. 如申請專利範圍第2項所述之生物感測器，其中該生物感測器感測該生物樣本之葡萄糖。
5. 如申請專利範圍第1項所述之生物感測器，其中，該第一迴路、該第二迴路、以及該第三迴路具有大致相同之線寬，且該第一迴路、該第二迴路、以及該第三迴路之各自長度決定分別決定該第一阻抗、該第二阻抗、以及該第三阻抗。
6. 如申請專利範圍第1項所述之生物感測器，其中，該第一代碼以及該第二代碼表示該生物感測器之製造資訊。
7. 如申請專利範圍第1項所述之生物感測器，其中，該導電層之該第一迴路、該第二迴路、以及該第三迴路以網板印刷技術設置在該基底上。
8. 如申請專利範圍第1項所述之生物感測器，其中，該生物感測器為一血糖感測器。
9. 如申請專利範圍第1項所述之生物感測器，其中，該第一阻抗與該第二阻抗定義該第一代碼，且該第一阻抗與該第三阻抗定義該第二代碼。
10. 一種生物量測系統，用以感測一生物樣本之一分析物，包括：
    一生物感測器，具有表示該生物感測器之特性的一第一代碼以及一第二代碼，且包括：
    一基底，具有一第一側面以及與該第一側面相對之一第二側面；
    一生物反應層，配置在該第一側面之一生物反應區，且具有一化學試劑，其中，該生物樣本可放置該生物反應區；
    一導電層，配置在該第二側面，其中，該導電層包括：
    一第一迴路，形成於一第一端點與一第二端點之間，且具有一第一阻抗；
    一第二迴路，形成於一第三端點與一第四端點之間，且具有一第二阻抗，其中，該第一迴路與該第二迴路彼此電性絕緣；以及
    一第三迴路，形成於該第四端點與一第五端點之間，且具有一第三阻抗；以及
    一生物量測裝置，其中，該生物感測器可連接該生物量測裝置；
    其中，該生物量測裝置量測該第一阻抗、該第二阻抗、以及該第三阻抗，且根據該第一阻抗與該第二或第三阻抗來計算該第一代碼並根據該第一阻抗與該第二或第三阻抗來計算該第二代碼；以及
    其中，該生物量測裝置根據該第一代碼以及該第二代碼來對該生物樣本之一分析物進行一量測操作。
11. 如申請專利範圍第10項所述之生物量測系統，其中，該第一代碼以及該第二代碼表示該化學試劑之反應特性。
12. 如申請專利範圍第10項所述之生物量測系統，其中該生物感測器感測該生物樣本之葡萄糖。
13. 如申請專利範圍第10項所述之生物量測系統，其中，該第一迴路、該第二迴路、以及該第三迴路具有相同之線寬，且該第一迴路、該第二迴路、以及該第三迴路之各自長度決定分別決定該第一阻抗、該第二阻抗、以及該第三阻抗。
14. 如申請專利範圍第10項所述之生物量測系統，其中，該第一代碼以及該第二代碼表示該生物感測器之製造資訊。
15. 如申請專利範圍第10項所述之生物量測系統，其中，該導電層之該第一迴路、該第二迴路、以及該第三迴路以網板印刷技術設置在該基底上。
16. 如申請專利範圍第10項所述之生物量測系統，
    其中，當該生物量測裝置將該第二端點耦接一接地電位且提供一特定電壓至該第一端點時，該生物量測裝置量測在該第一端點上之一第一電流以表示該第一阻抗；
    其中，當該生物量測裝置將該第四端點耦接該接地電位且提供該特定電壓至該第三端點時，該生物量測裝置量測在該第三端點上之一第二電流以表示該第二阻抗；以及
    其中，當該生物量測裝置將該第四端點耦接該接地電位且提供該特定電壓至該第五端點時，該生物量測裝置量測在該第五端點上之一第三電流以表示該第三阻抗。
17. 如申請專利範圍第10項所述之生物量測系統，其中，當該生物感測器連接該生物量測裝置時，該生物量測裝置根據該第一代碼以及該第二代碼來設定該生物量測操作之至少一參數以量測該分析物。
18. 如申請專利範圍第10項所述之生物量測系統，其中，該生物量測裝置具有一顯示螢幕，用以顯示對該分析物進行該量測操作之量測結果。
19. 如申請專利範圍第10項所述之生物量測系統，其中，該生物量測系統為一血糖量測系統。
20. 如申請專利範圍第10項所述之生物量測系統，其中，該生物量測裝置根據該第一阻抗與該第二阻抗來計算該第一代碼並根據該第一阻抗與該第三阻抗來計算該第二代碼。