TWM507430U - 生化反應傳導電連接器 - Google Patents

Description

生化反應傳導電連接器 【0001】

本創作係有關一種電連接器，尤指一種可拋棄的生化反應傳導電連接器。

【0002】

隨著醫學的進步與現代人對於健康護理觀念的日益提升，定點照護檢測(Point-of-Care testing；P0CT)的市場普及化也大增。這類的檢測具有趨向快速、便宜、體積小以及不需專業人員操作的優點，例如測試血液中的血糖、尿酸、膽固醇濃度以及污水中的重金屬與農藥等物質之濃度。在此領域中，金屬電極(Metal Electrode)式的拋棄感測試片(Electrochemical Sensor Strip)的使用已經是一項極為純熟的技術，於數十年來已被成熟應用於各種流體的檢測上，例如電化學式檢測器、生物感測器、流體生化成分感測器以及各式居家醫療應用的檢測器等。

【0003】

電化學感測器(Electrochemical Sensor)的原理，基本上包含：1.一個容置一待測流體的承裝容器；2.一化學試劑(Reagent)，用於與該待測流體之一分析物產生一電化學作用，並產生一電性參數的輸出信號。此電性參數的輸出值與待測流體之該分析物有關；3.複數個測試電極，包含對電極(Counter Electrode)、工作電極(Working Electrode)、參考電極(Reference Electrode)以及偵測電極(Detecting Electrode)，可因應電化學作用需求不同而搭配不同數目的電極； 4.一量測裝置，用以提供必要的工作電壓、接收該輸出信號並量測出一測量值以表現該分析物的含量。當待測流體為人的血液，而待分析物為血醣時，那麼即可利用一葡萄糖氧化酵素及其他複合物來作為化學試劑。

【0004】

上述參考電極(Reference Electrode)的材質最常用為一銀/氯化銀修飾電極(Modified Electrode)，因氯化銀的電化學工作電位非常穩定，因而被廣泛的用為參考電極。工作電極(Working Electrode)的電極材料的選用複雜，分為兩大方向，第一類為利用電子轉移媒介物的修飾工作電極(Electron-Transfer Mediator Modified Working Electrode)，第二類為金屬催化電極(Metal-Catalyzed Electrode)。在第一類為在電子轉移媒介物的電極上先固化(immobilized)一層化學試劑，而化學試劑則含有一酵素(Enzyme如葡萄糖氧化酵素Glucose oxidase)及一氧化還原反應電子媒介物(Redox Mediator，如廣泛用於血糖試片的Mediator之一為次血鹽potassium ferricyanide)。

【0005】

當酵素與待測分析物發生化學反應後衍生(或消耗)某一新化學成分(如產生H202)時，再利用電子媒介物與新化學成分(例如H202)的氧化還原過程中所釋放出的電子而產生一電性訊號，並經由電極輸出其電性量測參數。此類工作電極之目的只供為傳導之用，並不具化學催化的功能。然而工作電極在製作時需選用不會與待測流體或化學試劑產生化學作用的電極材料以避免干擾量測準確性。常用的電極材料多為一惰性導電材料，例如金、白金、鈀、銠等金屬或含碳材質的電極，如碳膜印刷電極Carbon Base Screen Printing Electrode、石墨棒Graphite Bar。由於碳與惰性金屬在低溫下不會起化學作用，故不會產生化學干擾。

【0006】

以貴金屬而言，其成本高，故此類電子轉移媒介物的修飾工作電極(Electron-Transfer Mediator Modified Working Electrode)的工作電極一般多使用碳電極。至於第二類的金屬催化電極(Metal-Catalyzed Electrode)，選用的工作電極材料需可直接與化學試劑或分析物或其衍生物發生電化學作用，如此可直接催化作用或對分析物具有單一選擇性的功能。正因此類電極本身即可引發催化反應，故不需於化學試劑中再添加電子轉移媒介物(Mediator)。此類具有直接催化作用的電極材料，一般為含有金屬成分的金屬電極，但因待測物成分不同而需選用不同的金屬電極材料，一般常使用的材質有銅、鈦、鎳、金、白金、鈀、銠…等金屬(其中銠電極對H202有極佳的直接催化作用)。

【0007】

市面上有一種拋棄式印刷電極的實例，其使用由糊狀導電膏印刷成型的電極，其感測效果受到所使用糊狀導電膏的成分所左右。當以貴金屬作為糊狀導電膏時，其可具有較佳的敏感度與較低的化學干擾作用，但是成本卻非常的高。反之，若是使用成本較低的導電碳膜來製作電極，其雖可有效降低所需成本，但是所獲得的電極卻因阻抗較高而易造成量測信號的誤差。再者，使用印刷或濺鍍製成的電極，其成本高，不良率也高，對一次使用即拋棄的試片而言，實有可再改進的空間。

【0008】

本創作目的之一，在於提供一種容易製造、品質穩定、良率高、符合大量生產且成本低廉的生化反應傳導電連接器。

【0009】

為達上述目的，本創作提供一種生化反應傳導電連接器，用以感測一待測物中生化物質的含量。電連接器包括一絕緣本體、一對電極、一對生化材及一蓋片。絕緣本體包含一平台、一狹槽及一***端。狹槽開設於平台的前端，***端連接平台的後端。該對電極埋入射出成型於絕緣本體中。各電極包含一反應部、一接觸部及連接反應部及接觸部兩端的一傳導部，其中各接觸部露出於***端的表面。各生化材分別設於各反應部上。蓋片覆蓋於平台上。

【0010】

本創作還具有以下功效:將電極利用埋入射出(Insert Molding；嵌入射出成型)的方式與絕緣本體一體射出製成，具有製造容易、品質穩定、良率高且符合大量生產，進而具有降低成本的優點。此外，利用一體射出成型的複數凸塊直立地連接平台，令使用者便於握持電連接器，讓手不會汙染或干擾電極、生化材與待側物(流體)量測的準確性。

【0029】

100‧‧‧電連接器

【0030】

102‧‧‧絕緣本體

【0031】

104‧‧‧***端

【0032】

110‧‧‧平台

【0033】

120‧‧‧狹槽

【0034】

130‧‧‧反應區

【0035】

140‧‧‧儲存槽

【0036】

150‧‧‧通氣槽道

【0037】

160‧‧‧凸塊

【0038】

170‧‧‧間隔

【0039】

180‧‧‧連接平面區

【0040】

190‧‧‧圓弧部

【0041】

200‧‧‧電極

【0042】

210‧‧‧反應部

【0043】

220‧‧‧傳導部

【0044】

230‧‧‧接觸部

【0045】

240‧‧‧干涉部

【0046】

300‧‧‧生化材

【0047】

500‧‧‧蓋片

【0048】

510‧‧‧蓋片本體

【0049】

520‧‧‧檢視區

【0050】

530‧‧‧翼片

【0051】

540‧‧‧凸起端

【0052】

600‧‧‧檢測儀器

【0053】

610‧‧‧插槽

【0054】

620‧‧‧定位孔

【0055】

630‧‧‧連接料帶

【0011】

圖1為繪示本創作生化反應傳導電連接器之分解圖。

【0012】

圖2為繪示本創作電極與絕緣本體一體製成後組裝蓋片之分解圖。

【0013】

圖3為繪示本創作生化反應傳導電連接器之剖視圖。

【0014】

圖4為繪示本創作生化反應傳導電連接器之組合示意圖。

【0015】

圖5為繪示本創作生化反應傳導電連接器與一檢測儀器連接之示意圖。

【0016】

圖6為繪示本創作每一電極連接料帶之分解示意圖。

【0017】

本創作是一種一次性使用的生化反應傳導電連接器。較佳地，本創作使用的生化材是一反應酵素，原為液體或膏狀，乾了之後會成為一片體。所述反應酵素成分包含但不限於生物活性物質(例如酵素、抗體、抗原等)、酵素輔助因子、安定劑(如高分子聚合物)、毛細滲透增強劑(如界面活性劑)及緩衝溶液等，其中高分子聚合物用以固定生物活性物質，如PVP(Polyvinyl pyrrolidone)或PVA(Polyvinyl alcohol)等。有關本創作之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

【0018】

如圖1及圖2所示，本創作提供一種生化反應傳導電連接器，用以感測一待測物(圖未繪示)中生化物質的含量。電連接器100包括一絕緣本體102、一對電極200、一對生化材300及一蓋片500。在其他實施例中，電極200數量也可以設置一對以上，生化材300則根據電極200的數量相應設置。絕緣本體102包含一平台110、一狹槽120及一***端104。狹槽120開設於平台110的前端，***端104連接平台110的後端。該對電極200埋入射出成型於絕緣本體102中。各電極200包含一反應部210、一接觸部230及連接反應部210及接觸部230兩端的一傳導部220，其中各接觸部230露出於***端104的表面。各生化材300分別設於各反應部210上。蓋片500覆蓋於平台110上。

【0019】

絕緣本體102材質為一般塑膠射出材料，使用熱塑性材料，例如ABS、PS、PBT加上玻璃纖維等材料。電極200為不鏽鋼板材連續沖壓製造成型，並同時將兩反應部210及接觸部230表面濺鍍一鋯合金鍍膜(圖未標示)或其他適合的貴金屬。此時，將鍍膜完成並連接有料帶(如圖6所示)的兩電極200至入模具(圖略)中，進行一體埋入射出成型。為與絕緣本體102之間具有較佳的卡合效果，每一電極200的各傳導部220更具有至少一干涉部240。此干涉部240凸出於傳導部220側緣，以與絕緣本體102產生較佳的卡合關係。因此將兩電極200利用埋入射出/嵌入成型的方式與絕緣本體102一體射出製成，具有製造容易、品質穩定、良率高且符合大量生產，進而具有降低成本的優點。

【0020】

在如圖1及圖2所示的實施例中，絕緣本體102更包含一反應區130，反應區130從平台110中間***。狹槽120則是進一步設於反應區130上。在本實施例中，反應區130較佳更包含兩圓弧部190。每一圓弧部190則設於狹槽120、反應區130與蓋片500的連接處。也就是說，若有過多的空氣形成於狹槽120內，設於狹槽120兩側的圓弧部190將有助於降低待側物(圖略)流動的阻力，使待側物流動更順暢。

【0021】

請同時參考圖3所示，反應區130更包含兩儲存槽140及一通氣槽道150。各儲存槽140形成於平台110前端，並與狹槽120相對應設置，其中通氣槽道150與狹槽120相連接。各生化材300進一步設於各儲存槽140內，並貼附於各反應部210表面，供與待側物(圖略)進行生化反應，並透過各反應部210將電流傳導至各接觸部230。也就是說，當待側物(液體)從狹槽120進入時，與狹槽120相連通的通氣槽道150，使氣體容易從通氣槽道150排出而不會阻礙待側物流入儲存槽140中，進而使待側物與生化材300發生生化反應並產生電子轉移。

【0022】

如圖2及圖3所示，各反應部210埋入射出成型於各儲存槽140中，各傳導部220埋入射出成型於平台110內，各反應部210的設置高度高於各傳導部220的設置高度。此外，各反應部210垂直地/直接地連接各傳導部220，使每一反應部210在生化材300與待側物(圖略)進行反應後，具有比較好的傳導功能。

【0023】

請一併參考圖4所示，蓋片500為軟質塑膠或其他適合材質製成。蓋片500貼附於反應區130上，具有一蓋片本體510、一檢視區520、複數翼片530及一凸起端540。檢視區520設於蓋片本體510中間，且為透明材製成而可肉眼檢視待側物(圖略)吸入及/或反應狀態。每一翼片530凸出於蓋片本體510兩端。在本實施例中，較佳具有四翼片530，凸設於蓋片本體510四側邊緣。凸起端540設於蓋片本體510前緣，便於對準待側物，並使待側物集中吸入狹槽中120內。

【0024】

如圖1~圖4所示，絕緣本體102更包含一體射出成型的複數凸塊160，每一凸塊160直立地與平台110連接，其中同一側的各凸塊160間更設有一間隔170，供翼片530卡合定位。此外，在如圖4所示的實施例中，反應區130兩側更包含兩連接平面區180，每一連接平面區180分別連接平台110與反應區130，使反應區130與平台110之間形成一平緩斜面，以利蓋片本體510貼附，進而使待測物(圖略)不會從狹槽120溢出。因此利用複數凸塊160直立地連接平台110，令使用者便於握持電連接器100，而不會汙染或干擾生化材300與待側物(流體)量測的準確性。

【0025】

如圖5所示，為繪示本創作生化反應傳導電連接器與一檢測儀器連接之示意圖。本創作電連接器100較佳是與檢測儀器600配合使用。將電連接器100的***端104***檢測儀器600的插槽610中，藉由檢測儀器600讀取並進一步分析待側體(圖略)相關生化數據。

【0026】

進一步地，在進行檢測時，將具有接觸部230的***端104***檢測儀器600的插槽610中，待測物(例如：血液、尿液…等)由蓋片500覆蓋反應區130的狹槽120開口，以虹吸方式吸入反應區130的狹槽120中。待測物進入儲存槽140迅速與反應部210的生化材300產生生化反應，藉由電極200形成通路傳導至接觸部230，其中利用氧化或還原物質與待測物發生生化反應而產生電子轉移，配合檢測儀器600使用，檢測出待測物濃度或其他訊息。

【0027】

如圖6所示，所述電極200為便於與絕緣本體102一起埋入射出成型，一般會使用設有至少一定位孔620的一料帶630連接。如圖6所示，各傳導部220的端緣更設有一定位孔620，以便於塑膠射出成型加工時定位在塑膠模具上定位之用。連接料帶630上的定位孔620同樣作為塑膠射出成型加工時定位在塑膠模具上的定位孔洞。當完成埋入射出成型後，即可將連接料帶630與各電極200分離，以完成本創作的電連接器100。

【0028】

綜上所述，本文於此所揭示的實施例應被視為用以說明本創作，而非用以限制本創作。本創作的範圍應由後附申請專利範圍所界定，並涵蓋其合法均等物，並不限於先前的描述。

100‧‧‧電連接器

102‧‧‧絕緣本體

104‧‧‧***端

110‧‧‧平台

120‧‧‧狹槽

130‧‧‧反應區

140‧‧‧儲存槽

150‧‧‧通氣槽道

160‧‧‧凸塊

170‧‧‧間隔

190‧‧‧圓弧部

200‧‧‧電極

210‧‧‧反應部

220‧‧‧傳導部

230‧‧‧接觸部

240‧‧‧干涉部

300‧‧‧生化材

500‧‧‧蓋片

510‧‧‧蓋片本體

520‧‧‧檢視區

530‧‧‧翼片

540‧‧‧凸起端

Claims (12)

1. 【第1項】

   一種生化反應傳導電連接器，用以感測一待測物中生化物質的含量，該電連接器包括:
   一絕緣本體，包含一平台、一狹槽及一***端，該狹槽開設於該平台的前端，該***端連接該平台的後端；
   一對電極，該對電極埋入射出成型於該絕緣本體中，各該電極包含一反應部、一接觸部及連接該反應部及該接觸部兩端的一傳導部，其中各該接觸部露出於該***端表面；
   一對生化材，各該生化材分別設於各該反應部上；以及
   一蓋片，覆蓋於該平台上。
2. 【第2項】

   如請求項1所述的生化反應傳導電連接器，其中該絕緣本體更包含一反應區，該反應區從該平台中間***而形成該狹槽，該狹槽內設有該反應區。
3. 【第3項】

   如請求項2所述的生化反應傳導電連接器，其中該反應區更包含兩儲存槽及一通氣槽道，各該儲存槽形成於該平台前端，並與該狹槽相對應設置，該通氣槽道與該狹槽相連接。
4. 【第4項】

   如請求項2所述的生化反應傳導電連接器，其中各該生化材進一步設於各該儲存槽內，並貼附於各該反應部表面。
5. 【第5項】

   如請求項2所述的生化反應傳導電連接器，其中各該反應部埋入射出成型於各該儲存槽中，各該傳導部埋入射出成型於該平台內，各該反應部的設置高度高於各該傳導部的設置高度。
6. 【第6項】

   如請求項2所述的生化反應傳導電連接器，其中該蓋片貼附於該反應區上，該蓋片更具有一蓋片本體、一檢視區及複數翼片，該檢視區設於該蓋片本體中間，每一該翼片凸出於該蓋片本體兩側。
7. 【第7項】

   如請求項6所述的生化反應傳導電連接器，其中該蓋片本體更包含一凸起端，便於對準該待側物，並使該待側物集中吸入該狹槽中。
8. 【第8項】

   如請求項6所述的生化反應傳導電連接器，其中該絕緣本體更包含複數凸塊，每一該凸塊直立地與該平台連接，同一側的各該凸塊間更設有一間隔，供該翼片卡合定位。
9. 【第9項】

   如請求項1所述的生化反應傳導電連接器，其中各該反應部更包含一鋯合金鍍膜，該鋯合金鍍膜形成於該反應部表面，且各該反應部垂直地連接各該傳導部。
10. 【第10項】

    如請求項1所述的生化反應傳導電連接器，其中各該傳導部具有至少一干涉部，該至少一干涉部凸出於該傳導部側緣，供與該絕緣本體卡合。
11. 【第11項】

    如請求項1所述的生化反應傳導電連接器，其中各該傳導部端緣更設有一定位孔。
12. 【第12項】

    如請求項1所述的生化反應傳導電連接器，更包含設有一定位孔的一連接料帶，其中該對電極分別由該連接料帶連接。