專利名稱：分析液態(tài)樣品的電化學(xué)感測器及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分析液態(tài)樣品的電化學(xué)傳感器，更特別涉及一種電化學(xué) 量液態(tài)樣品的黏度。
背景技術(shù)：
電化學(xué)生物傳感器己廣泛被使用于確定液態(tài)樣品，例如血液與尿液中的 各種待測物的濃度。目前市面上己出現(xiàn)許多各種樣式的電化學(xué)生物傳感器， 例如血糖傳感器、膽固醇傳感器、尿酸傳感器及乳酸傳感器等。更特別是， 血糖傳感器己被廣泛地使用，并已成為糖尿病患每日的必需品。 一般而言， 血糖傳感器為長條片狀，并使用了至少兩個電極，例如工作電極與參比電極， 以產(chǎn)生正比于樣品血液中的血糖量的電氣信號，并傳送該電氣信號至血糖 儀，藉以顯示血糖程度。
近年來，許多公司，例如羅氏(Roche)、理康(LifeScan)、拜耳(Bayer)、 斯?fàn)柹?TheaSense)與麥迪遜(MediSense)等生產(chǎn)血糖傳感器及血糖儀，如羅 氏的Accu-Chek系列產(chǎn)品(占有最大市場)、理康的OneTouch系列產(chǎn)品、斯 爾森的FreeStyle系列產(chǎn)品與麥迪遜的Precision系列產(chǎn)品等。這些產(chǎn)品僅需 少于3微升(microliter)的樣品血液量，且僅需等待約五至十五秒，即可顯示 對應(yīng)于該樣品血液中的血糖程度的讀數(shù)值。然而，這些產(chǎn)品并不能測量樣品 血液的黏度。
在許多研究及臨床實驗中，已顯示許多疾病如高血壓、心臟病、冠狀 動脈心臟病、心肌梗塞、糖尿病、惡性腫瘤、及慢性肝炎等，與高的血液黏 度相關(guān)。于是，血液黏度已成為監(jiān)控病情的重要指標(biāo)。
在先前技術(shù)中，血液黏度是通過血液稀釋吸量管(blood diluting pipette)
測量。然而，血液稀釋吸量管通常需要至少lcc或甚至更多的血液樣品量， 且需花費至少六分鐘或甚至更久的時間，才能夠量得血液黏度。而且，該至 少1CC的血液樣品量僅能通過如使用針頭與注射筒由病患身上獲取有效的 樣品量而獲得。因此，這些處理過程對于病人而言并不方便，且通常使病人 感到疼痛，尤其是在需要經(jīng)常取樣血液時更為顯著。
另外，各種黏度計可由商業(yè)的方式從市場取得。然而，該些黏度計仍需 要至少數(shù)百微升，甚至更多的樣品血液量，才能夠獲得黏度值。
有鑒于此，本發(fā)明提供一種電化學(xué)傳感器，能夠以較少的樣品量去測量 出液態(tài)樣品的黏度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種分析液態(tài)樣品的電化學(xué)傳感器，其能夠 以較少的樣品量去測量出液態(tài)樣品的黏度。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種分析液態(tài)樣品的電化學(xué)感測裝置，其 能夠測量液態(tài)樣品中的待測物的濃度，并校正該被測量的待測物的濃度。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一種分析液態(tài)樣品的方法，其應(yīng)用于電化 學(xué)感測裝置中，使得該電化學(xué)感測裝置不僅能測量液態(tài)樣品中的待測物的濃 度，還能測量該液態(tài)樣品的黏度。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種分析液態(tài)樣品的電化學(xué)傳感器，其 包含第一絕緣層、第二絕緣層、通道、計時電極及參比電極。該通道界定于 該第一絕緣層與該第二絕緣層之間，用以輸送液態(tài)樣品；該計時電極設(shè)置于 該第一絕緣層，且具有彼此分離并裸露于該通道中的第一導(dǎo)電部分與第二導(dǎo) 電部分；以及該參比電極，設(shè)置于該第一絕緣層，且具有至少一個導(dǎo)電部分 裸露于該通道中；其中當(dāng)該液態(tài)樣品接觸該參比電極的導(dǎo)電部分與該計時電 極的第一導(dǎo)電部分時，該計時電極產(chǎn)生第一脈沖信號傳送至電化學(xué)儀，而當(dāng)該液態(tài)樣品接觸該參比電極的導(dǎo)電部分與該計時電極的第二導(dǎo)電部分時，該 計時電極產(chǎn)生第二脈沖信號傳送至該電化學(xué)儀。
本發(fā)明還提供一種分析液態(tài)樣品的電化學(xué)感測裝置，其包含電化學(xué)儀、 及電性連接于該電化學(xué)儀上的電化學(xué)傳感器，該電化學(xué)傳感器具有界定于該 生物傳感器內(nèi)、用以輸送液態(tài)樣品的通道，以及彼此分離并裸露于該通道中 第一導(dǎo)電部分與第二導(dǎo)電部分，當(dāng)該第一導(dǎo)電部分被該液態(tài)樣品接觸時，其 產(chǎn)生第一脈沖信號，而當(dāng)該第二導(dǎo)電部分被該液態(tài)樣品接觸時，其產(chǎn)生第二 脈沖信號。該電化學(xué)儀根據(jù)該第一脈沖信號與該第二脈沖信號間的時間差， 來獲得該液態(tài)樣品的黏度。
本發(fā)明還提供一種分析液態(tài)樣品的方法，其應(yīng)用于具有電化學(xué)儀與電化 學(xué)傳感器的電化學(xué)感測裝置上。本發(fā)明的方法包含在該電化學(xué)傳感器中設(shè) 置第一導(dǎo)電部分及第二導(dǎo)電部分；當(dāng)液態(tài)樣品接觸該第一導(dǎo)電部分時，產(chǎn)生 第一脈沖信號傳送至該電化學(xué)儀，而當(dāng)該液態(tài)樣品接觸該第二導(dǎo)電部分時， 產(chǎn)生第二脈沖信號傳送至該電化學(xué)儀；計算該第一脈沖信號與該第二脈沖信 號間的時間差；以及根據(jù)該時間差，獲得該液態(tài)樣品的黏度。在本發(fā)明的一 個實施例中，該方法還包含顯示對應(yīng)于該液態(tài)樣品的黏度的讀數(shù)值于該電 化學(xué)儀上。在本發(fā)明的另一個實施例中，該方法還包含根據(jù)待測物反應(yīng)信 號，計算并獲得該液態(tài)樣品中的待測物的濃度；根據(jù)該時間差，校正該被獲 得的待測物的濃度；以及顯示對應(yīng)于該被校正的待測物的濃度的讀數(shù)值于該 電化學(xué)儀上。


圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電化學(xué)傳感器的分解圖。
圖2顯示根據(jù)本發(fā)明實施例中的電化學(xué)傳感器的計時電極所產(chǎn)生的脈沖 信號。
圖3為根據(jù)本發(fā)明--個替代實施例的電化學(xué)傳感器的分解圖,
圖4為根據(jù)本發(fā)明其它實施例的導(dǎo)電電路的示意圖。
圖5為根據(jù)本發(fā)明其它實施例的導(dǎo)電電路的示意圖。
圖6為根據(jù)本發(fā)明其它實施例的電化學(xué)傳感器的分解圖。
附圖符號說明
Sl、 S2脈沖信號
△ t時間差
100電化學(xué)傳感器
102第一絕緣面
102a前端102b側(cè)端102c側(cè)端
104導(dǎo)電電路
108第二絕緣層
112工作電極
114a、 114b導(dǎo)電部分
116a、 116b、 116c導(dǎo)電部分
118a、 118b、 118c導(dǎo)電線路
120a、 120b、 120c連接端
123通道
126a、 126b毛細(xì)管道 200 電化學(xué)傳感器 202第一絕緣層 202b 、 202c側(cè)端 212工作電極 214a、 214b導(dǎo)電部分 216a、 216b導(dǎo)電部分
t0、 tl時間
102第一絕緣層 102b側(cè)端 102d后端 106間隙層 110凹口 114參比電極 116計時電極
122a、 122b吸附口 124取樣區(qū) 128測試劑
204導(dǎo)電電路 210凹口 214參比電極 216計時電極 302第一絕緣層304導(dǎo)電電路 312工作電極
312a、 312b導(dǎo)電部分 314參比電極 314a、 314b、 314c導(dǎo)電部分316計時電極 316a、 316b導(dǎo)電部分
400電化學(xué)傳感器 402a前端 404導(dǎo)電電路 408第二絕緣層 410凹口 414參比電極 416計時電極 418a、 418b、 418c、 420a、 420b、 420c、 423通道 424取樣區(qū)
402第一絕緣層
406間隙層 408a排氣孔 412工作電極 414a、 414b導(dǎo)電部分 416a、 416b導(dǎo)電部分 418d導(dǎo)電線路 418d連接端422吸附口 423a末端區(qū) 428測試劑
具體實施例方式
圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電化學(xué)傳感器100的分解圖。該電化學(xué) 傳感器100包括第一絕緣層102、導(dǎo)電電路104、間隙層106及第二絕緣層 108。該第一絕緣層102與該第二絕緣層108可由任何適當(dāng)?shù)慕^緣材料，諸
如非導(dǎo)電聚合物(如聚碳酸酯、聚烯烴或聚酯)、或無機材料(如金屬氧 化物)等制成。該第一絕緣層102具有前端102a、側(cè)端102b、側(cè)端102c、后 端102d及分別形成于該側(cè)端102b與102c上的兩個凹口 110。
該導(dǎo)電電路104設(shè)置于該第一絕緣層102與該第二絕緣層108之間，并 印刷于該第一絕緣層102上。該導(dǎo)電電路104包括工作電極112、參比電極 114、計時電極116、導(dǎo)電線路118a、 118b、 118c及連接端120a、 120b、 120c。 該名詞"工作電極"是指待測物在具有或欠缺電子轉(zhuǎn)移劑(electron transfer agent)的情況下，而被電性氧化或電性還原于其上的電極。該名詞"參比電 極"是指配對于該工作電極的電極，該電極會通過電化學(xué)電流，而該電化學(xué) 電流與通過該工作電極的電流大小相同而方向相反。
該電極112、 114與116可由電導(dǎo)材料，諸如鈀(Pd)、鉬(Pt)、金、銀、 氯化銀與碳等而形成。該導(dǎo)電線路118a、 118b、 118c涂覆有介電材料(未顯 示)，而該連接端120a、 120b、 120c裸露于外。該工作電極112經(jīng)由該導(dǎo)電 線路118a而電性連接至該連接端120a，該參比電極114經(jīng)由該導(dǎo)電線路118b 而電性連接至該連接端120b，而該計時電極116經(jīng)由該導(dǎo)電線路118c而電 性連接至該連接端120c。該參比電極114大體上呈U形，且圍繞該工作電 極112，而該計時電極116大體上呈U形，且圍繞該參比電極114。每一連 接端120a、 120b、 120c具有末端，其設(shè)置于該第一絕緣層102的后端102d， 且用以電性連接至電化學(xué)儀(未顯示)上，其中該電化學(xué)儀可測量一種或多種 電氣參數(shù)，諸如電流或電壓。該類參數(shù)可分別通過電流法或電壓法而偵測 得到。關(guān)于此類偵測法的細(xì)節(jié)可參閱美國專利第6,299,757號所揭示的內(nèi)容， 其全部內(nèi)容并入本案做為參考。
該間隙層106設(shè)置于該第一絕緣層102與該第二絕緣層108之間，且覆 蓋于該工作電極112、該參比電極114與該計時電極116上。為使該連接端 120a、 120b、 120c容易連接至電化學(xué)儀，該第二絕緣層108并未覆蓋于該連 接端120a、 120b、 120c上。該間隙層106可由非導(dǎo)電膠材，諸如感壓膠 (pressure-sensitive adhesive)或雙面膠帶構(gòu)成。該間隙層106與該第一絕緣層 102及該第二絕緣層108共同界定了兩個吸附口 122a、122b及位于該兩吸附 口 122a、 122b之間的通道123。該通道123包括取樣區(qū)124及兩毛細(xì)管道 126a、 126b，其中該毛細(xì)管道126a、 126b分別形成于該吸附口 122a與該取
樣區(qū)124之間，以及該吸附口 122b與該取樣區(qū)124之間。該吸附口 122a、 122b分別與該第一絕緣層102的兩個凹口 110對齊，且分別位于該側(cè)端102b 與該側(cè)端102c上。當(dāng)該吸附口122a、 122b其中的一者吸取液態(tài)樣品時，則 另一者將做為排氣孔以排掉氣體，以使得該液態(tài)樣品能夠更容易進(jìn)入該取樣 區(qū)124中。該毛細(xì)管道126a用以接收由該吸附口 122a所吸取的液態(tài)樣品， 并將其輸送至該取樣區(qū)124，而該毛細(xì)管道126b用以接收由該吸附口 122b 所吸取的液態(tài)樣品，并將其輸送至該取樣區(qū)124。該第二絕緣層108面對于 該凹口 IIO的表面可作為液態(tài)樣品的擋板，使該液態(tài)樣品可以更容易進(jìn)入該 毛細(xì)管道中。
在該電化學(xué)傳感器100中，該工作電極112具有導(dǎo)電部分112a，而該參 比電極114具有導(dǎo)電部分114a及導(dǎo)電部分114b。該導(dǎo)電部分112a、 114a及 114b裸露于該取樣區(qū)124中。另外，該計時電極116具有導(dǎo)電部分116a及 導(dǎo)電部分116b。該導(dǎo)電部分116a及該導(dǎo)電部分116b分離并分別裸露于該毛 細(xì)管道126a與該毛細(xì)管道126b中。該工作電極112與該參比電極114位于 該兩導(dǎo)電部分116a、 116b間。測試劑128形成于該取樣區(qū)124中，且覆蓋 該工作電極112的導(dǎo)電部分112a及該參比電極114的導(dǎo)電部分114a與114b。 該測試劑128為電子轉(zhuǎn)移劑，當(dāng)其與液態(tài)樣品中的待測物進(jìn)行反應(yīng)時，立即 在該待測物與該工作電極112間傳送電子。在此實施例中，該液態(tài)樣品可為 血液或尿液或其它欲被分析的液體，而該待測物可為血液中的血糖、膽固醇、 尿酸、乳酸或其它生物待測物，或為尿液或其它欲被分析的液體中的任何生 物待測物。
當(dāng)該電化學(xué)傳感器IOO被用以測量液態(tài)樣品中的待測物時，位于該第一 絕緣層102的后端102d上的連接端120a、 120b、 120c電性連接至電化學(xué)儀 (未顯示)。在此實施例中，該電化學(xué)儀與該電化學(xué)傳感器IOO形成分析液態(tài) 樣品的電化學(xué)感測裝置。當(dāng)液態(tài)樣品接觸到該吸附口 122a(或122b)時，該液
態(tài)樣品立即流進(jìn)該毛細(xì)管道126a(或126b)、填入該取樣區(qū)124、到達(dá)并停止 于該毛細(xì)管道126b(或126a)。在此實施例中，吸入該電化學(xué)傳感器100的液 態(tài)樣品量僅為數(shù)微升(microliter)，優(yōu)選為1至3微升。
當(dāng)該液態(tài)樣品被該吸附口 122a(或122b)吸進(jìn)該電化學(xué)傳感器100時，其 先接觸裸露于該毛細(xì)管道126a(或126b)中的導(dǎo)電部分116a(或116b)，接著接 觸該取樣區(qū)124中的參比電極114的導(dǎo)電部分114a(或114b)。當(dāng)該液態(tài)樣品 接觸該計時電極116的導(dǎo)電部分116a(或116b)與該參比電極114的導(dǎo)電部分 114a(或114b)時，第一電路形成，且脈沖信號Sl(如圖2所示)在時間tO時由 該計時電極116產(chǎn)生，并通過該連接端120c(或120b)傳送至該電化學(xué)儀。之 后，該液態(tài)樣品填入該取樣區(qū)124，并浸沒該工作電極112與該參比電極114， 以形成第二電路。隨著電壓施加于該工作電極112與該參比電極114間，待 測物反應(yīng)信號產(chǎn)生，并通過該連接端120a傳送至該電化學(xué)儀。該待測物反 應(yīng)信號由該電化學(xué)儀所接收，且該待測物的濃度被計算并獲得，接著被顯示 于該電化學(xué)儀上。當(dāng)該液態(tài)樣品充滿該取樣區(qū)124并到達(dá)該毛細(xì)管道126b(或 126a)后，該液態(tài)樣品接觸該參比電極114的導(dǎo)電部分114b(或114a)與該計時 電極116的導(dǎo)電部分116b(或116a)，使得第三電路形成，且脈沖訊號S2(如 第2圖所示)在時間tl時由該計時電極116產(chǎn)生，并通過該連接端120c(或 120b)傳送至該電化學(xué)儀。
在此實施例中，該電化學(xué)傳感器100產(chǎn)生并傳送三個信號，即該待測物 反應(yīng)信號、該脈沖信號Sl及該脈沖信號S2至該電化學(xué)儀。當(dāng)該電化學(xué)儀接 收到該待測物反應(yīng)信號時，根據(jù)該待測物反應(yīng)信號去計算該待測物的濃度， 接著顯示對應(yīng)于該待測物的濃度的讀數(shù)值。另外，當(dāng)該電化學(xué)儀接收到該脈 沖信號Sl與該脈沖信號S2時，會計算該脈沖信號Sl與該脈沖信號S2間的 時間差A(yù)t(如圖2所示)。該時間差A(yù)t反映了該液態(tài)樣品從該導(dǎo)電部分 116a(或116b)流至該導(dǎo)電部分116b(或116a)的流動速度。例如，若該液態(tài)樣品流的越快，則該時間差A(yù)t越短；反之，若該液態(tài)樣品流的越慢，則該時 間差A(yù)t越長。另外，該液態(tài)樣品的流動速度取決并反比于該液態(tài)樣品本身 的黏度。也就是，當(dāng)該液態(tài)樣品本身的黏度較低時，則該液態(tài)樣品的流動速 度較快，而當(dāng)其黏度較高時，則其流動速度較慢。因此，可了解到，該時間 差A(yù)t正比于該液態(tài)樣品的黏度，且其與該液態(tài)樣品的黏度之間具有特定關(guān) 系。該時間差A(yù)t與該液態(tài)樣品的黏度間的該特定關(guān)系可通過該液態(tài)樣品流
動于該通道123內(nèi)的實驗而建立。應(yīng)注意到，黏度通常以厘泊(centipoise)為 單位。此單位小于泊(poise)100倍，其中泊的單位以g/cm，s表示，即每單位 時間(秒)乘每單位長度(公分)的重量(克)。另外，國際單位系統(tǒng)(international system of unit; SI)以km/m，s表示，即每單位時間(秒)乘每單位長度(公尺)的重 量(公斤)。
在此實施例中，該電化學(xué)儀可經(jīng)由該時間差A(yù)t與該黏度間的特定關(guān)系 而計算出該液態(tài)樣品的黏度。因此，該電化學(xué)儀可根據(jù)該時間差A(yù)t而獲得 該液態(tài)樣品的黏度，并顯示對應(yīng)于該黏度的讀數(shù)值。根據(jù)本發(fā)明實施例的電 化學(xué)儀可在10秒內(nèi)獲得該液態(tài)樣品的待測物的濃度與黏度。
應(yīng)了解到，如圖1所示的計時電極116的導(dǎo)電部分116a與導(dǎo)電部分116b 是通過位于該通道123外的導(dǎo)電部分116c而彼此電性連接。而且，該導(dǎo)電 部分116a與該導(dǎo)電部分116b分離并裸露于該通道123中，即，該導(dǎo)電部分 116a裸露于該毛細(xì)管道126a中，而該導(dǎo)電部分116b裸露于該毛細(xì)管道126b 中。
圖3為根據(jù)本發(fā)明一個替代實施例的電化學(xué)傳感器200的分解圖。在圖 3中，具有與圖1實施例的功能相同的組件以相同的符號表示。除了該計時 電極116的導(dǎo)電部分116a與導(dǎo)電部分116b彼此電性分離，且分別經(jīng)由導(dǎo)電 線路118d與該導(dǎo)電線路118c而分別電性連接至連接端120d與該連接端120c 以外，該電化學(xué)傳感器200大體上與圖1所示的電化學(xué)傳感器100相同。在此替代實施例中，當(dāng)液態(tài)樣品接觸該導(dǎo)電部分U6a(或116b)與該導(dǎo)電部分 114a(或H4b)時，脈沖信號Sl(如圖2所示)在時間t0時由該導(dǎo)電部分116a(或 116b)產(chǎn)生，并通過該連接端120d(或120c)傳送至電化學(xué)儀。另外，當(dāng)該液 態(tài)樣品接觸該導(dǎo)電部分116b(或116a)與該導(dǎo)電部分114b(或114a)時，脈沖信 號S2(如圖2所示)在時間tl時由該導(dǎo)電部分116b(或116a)產(chǎn)生，并通過該連 接端120c(或120d)傳送至該電化學(xué)儀。同樣地，當(dāng)該電化學(xué)儀接收該脈沖信 號Sl與該脈沖信號S2時，其會計算該脈沖信號Sl與該脈沖信號S2間的時 間差A(yù)t，接著可根據(jù)該時間差A(yù) t而獲得該液態(tài)樣品的黏度。
圖4為根據(jù)本發(fā)明其它實施例的導(dǎo)電電路204的示意圖。該導(dǎo)電電路204 印刷于第一絕緣層202上，且包括工作電極212、參比電極214、計時電極 216、導(dǎo)電線路118a、 118b、 118c及連接端120a、 120b、 120c。除了該電極 212、 214、 216的形狀與圖1所示的電極112、 114、 116的形狀不同之外， 該導(dǎo)電電路204與圖1所示的導(dǎo)電電路104大體上相同。該參比電極214圍 繞該工作電極212，而該計時電極216圍繞該參比電極214。與待測物進(jìn)行 反應(yīng)的測試劑(test reagent)(未顯示)形成于該工作電極212與該參比電極214 的部分上。
當(dāng)具有該導(dǎo)電電路204的電化學(xué)傳感器被用以測量液態(tài)樣品中的待測物 時，該液態(tài)樣品可由該側(cè)端202b上的凹口 210而被吸入該電化學(xué)傳感器中， 接著按照如圖4所示的虛線箭頭方向而流經(jīng)該計時電極216的導(dǎo)電部分 216a、該參比電極214的導(dǎo)電部分214a、該工作電極212與該參比電極214 的導(dǎo)電部分214b，最后抵達(dá)該計時電極216的導(dǎo)電部分216b。或者，該液 態(tài)樣品可由該側(cè)端202c上的凹口 210而被吸入該電化學(xué)傳感器中，接著以 與圖4所示的虛線箭頭方向相反的方向而流向該計時電極216的導(dǎo)電部分 216a。與圖1所示的導(dǎo)電電路104相同的是，當(dāng)該液態(tài)樣品先接觸該計時電 極216的導(dǎo)電部分216a(或216b)與該參比電極214的導(dǎo)電部分214a(或214b)時，該計時電極216在時間tO時產(chǎn)生脈沖信號Sl(如圖2所示)。之后，當(dāng)該液態(tài)樣品接著接觸該參比電極214的導(dǎo)電部分214b(或214a)與該計時電極 216的導(dǎo)電部分216b(或216a)時，該計時電極216在時間tl時產(chǎn)生脈沖信號 S2(如圖2所示)。同樣地，電化學(xué)儀(未顯示)可計算該脈沖信號S2與該脈沖 信號Sl之間的時間差A(yù)t，以根據(jù)該時間差A(yù)t而獲得該液態(tài)樣品的黏度， 并顯示對應(yīng)于該黏度的讀數(shù)值。
另外，當(dāng)該液態(tài)樣品接著接觸該工作電極212與該參比電極214時，該 工作電極212產(chǎn)生待測物反應(yīng)信號，并經(jīng)由該連接端120a將其傳送至該電 化學(xué)儀。該電化學(xué)儀根據(jù)該待測物反應(yīng)信號而計算并獲得該液態(tài)樣品中的待 測物的濃度，接著顯示對應(yīng)于該待測物的濃度的讀數(shù)值。
圖5為根據(jù)本發(fā)明其它實施例的導(dǎo)電電路304的示意圖。該導(dǎo)電電路304 印刷于第一絕緣層302上，且包括工作電極312、參比電極314、計時電極 316、導(dǎo)電線路118a、 118b、 118c及連接端120a、 120b、 120c。除了該電極 312、 314的形狀與圖1所示的電極112、 114的形狀不同之外，該導(dǎo)電電路 304與圖1所示的導(dǎo)電電路104大體上相同。該工作電極312大體上呈U形， 且圍繞該參比電極314的導(dǎo)電部分314c。該參比電極314圍繞該工作電極 312，而該計時電極316圍繞該參比電極314。與待測物進(jìn)行反應(yīng)的測試劑(未 顯示)形成于該工作電極312與該參比電極314的部分上。
當(dāng)具有該導(dǎo)電電路304的電化學(xué)傳感器被用以測量液態(tài)樣品中的待測物 時，該液態(tài)樣品可由該側(cè)端302b上的凹口 310而被吸入該電化學(xué)傳感器中， 接著按照如圖5所示的虛線箭頭方向而流經(jīng)該計時電極316的導(dǎo)電部分 316a、該參比電極314的導(dǎo)電部分314a、該工作電極312的導(dǎo)電部分312a、 該參比電極314的該導(dǎo)電部分314c、該工作電極312的導(dǎo)電部分312b與該 參比電極314的導(dǎo)電部分314b，最后抵達(dá)該計時電極316的導(dǎo)電部分316b。 或者，該液態(tài)樣品可由該側(cè)端302c上的凹口 310而被吸入該電化學(xué)傳感器中，接著以與圖5所示的虛線箭頭方向相反的方向而流向該計時電極316的
導(dǎo)電部分316a。與圖1所示的導(dǎo)電電路104相同的是，當(dāng)該液態(tài)樣品先接觸 該計時電極316的導(dǎo)電部分316a(或316b)與該參比電極314的導(dǎo)電部分 314a(或314b)時，該計時電極316在時間t0時產(chǎn)生脈沖信號Sl(如圖2所示)。 之后，當(dāng)該液態(tài)樣品接著接觸該參比電極314的導(dǎo)電部分314b(或314a)與該 計時電極316的導(dǎo)電部分316b(或316a)時，該計時電極316在時間tl時產(chǎn) 生脈沖信號S2(如圖2所示)。同樣地，電化學(xué)儀(未顯示)可計算該脈沖信號 S2與該脈沖信號Sl之間的時間差A(yù)t，以根據(jù)該時間差A(yù)t而獲得該液態(tài)樣 品的黏度，并顯示對應(yīng)于該黏度的讀數(shù)值。
另外，當(dāng)該液態(tài)樣品接著接觸該工作電極312與該參比電極314時，該 工作電極312產(chǎn)生待測物反應(yīng)信號，并經(jīng)由該連接端120a將其傳送至該電 化學(xué)儀。該電化學(xué)儀根據(jù)該待測物反應(yīng)信號而計算并獲得該液態(tài)樣品中的待 測物的濃度，接著顯示對應(yīng)于該待測物的濃度的讀數(shù)值。
應(yīng)了解到，如上所述的該電化學(xué)傳感器具有兩個吸附口設(shè)置于其兩側(cè) 端，當(dāng)其中一個吸附口用以吸入液態(tài)樣品時，另一個吸附口則做為排氣孔， 然而，根據(jù)本發(fā)明的電化學(xué)傳感器，該吸附口的設(shè)置并非僅限定在兩側(cè)端， 其也可改變?yōu)槠渌问?。下文中將說明前端設(shè)有吸附口的電化學(xué)傳感器。
圖6為根據(jù)本發(fā)明其它實施例的電化學(xué)傳感器400的分解圖。該電化學(xué) 傳感器400包括第一絕緣層402、導(dǎo)電電路404、間隙層406及第二絕緣層 408。該第一絕緣層402具有形成于其前端402a上的凹口 410。該導(dǎo)電電路 404設(shè)置于該第一絕緣層402與該第二絕緣層408之間，并印刷于該第一絕 緣層402上。該導(dǎo)電電路404包括工作電極412、參比電極414、包含導(dǎo)電 部分416a與導(dǎo)電部分416b的計時電極416、導(dǎo)電線路418a、 418b、 418c、 418d及連接端420a、 420b、 420c、 420d。
該間隙層406設(shè)置于該第一絕緣層402與該第二絕緣層408之間，且覆蓋于該工作電極412、該參比電極414與該計時電極416上。該連接端420a、 420b、 420c與420d裸露于該間隙層406及該第二絕緣層408外，以使該連 接端420a、 420b、 420c與420d能容易連接至電化學(xué)儀上。
另外，該間隙層406與該第一絕緣層402及該第二絕緣層408共同界定 了吸附口 422、及由該吸附口 422延伸的通道423。該通道423包括相對于 該吸附口 422的末端區(qū)423a、及形成于該吸附口 422與該末端區(qū)423a之間 的取樣區(qū)424。該吸附口 422與該第一絕緣層402的凹口410對齊，且位于 該前端402a上。該第二絕緣層408具有形成于其上的排氣孔408a，并且該 排氣孔408a位于該通道423的末端區(qū)423a的上方。
當(dāng)該吸附口 422吸入液態(tài)樣品時，該排氣孔408a將氣體排放出，以使 該液態(tài)樣品能夠更容易進(jìn)入至該取樣區(qū)424中。該第二絕緣層408面對于該 凹口 410的表面可作為液態(tài)樣品的擋板，使該液態(tài)樣品可更容易進(jìn)入該通道 423中。
在該電化學(xué)傳感器400中，該參比電極414具有導(dǎo)電部分414a及導(dǎo)電 部分414b。該工作電極412、該參比電極414的導(dǎo)電部分414a與414b裸露 于該取樣區(qū)424與該通道423中。該計時電極416的導(dǎo)電部分416a與導(dǎo)電 部分416b亦裸露于該通道423中。測試劑428形成于該取樣區(qū)424中，且 覆蓋該工作電極412及該參比電極414的導(dǎo)電部分414a與414b。
當(dāng)該電化學(xué)傳感器400被用以測量液態(tài)樣品中的待測物時，該液態(tài)樣品 由位在該前端402a的凹口 410吸附至該電化學(xué)傳感器400內(nèi)，并接著流經(jīng) 該計時電極416的導(dǎo)電部分416a、該參比電極414的導(dǎo)電部分414a、該工 作電極412、該參比電極414的導(dǎo)電部分414b，最后到達(dá)該計時電極416的 導(dǎo)電部分416b。在此實施例中，當(dāng)該液態(tài)樣品接觸該導(dǎo)電部分416a與該導(dǎo) 電部分414a時，如圖2所示，脈沖信號S1在時間t0時由該導(dǎo)電部分416a 產(chǎn)生，并通過該連接端420d傳送至電化學(xué)儀。另外，當(dāng)該液態(tài)樣品接觸該 導(dǎo)電部分416b與該導(dǎo)電部分414b時，如圖2所示，脈沖信號S2在時間U 時由該導(dǎo)電部分416b產(chǎn)生，并通過該連接端420c傳送至該電化學(xué)儀。同樣 地，當(dāng)該電化學(xué)儀接收該脈沖信號S1與該脈沖信號S2時，其會計算該脈沖 信號Sl與該脈沖信號S2間的時間差A(yù)t，接著可根據(jù)該時間差A(yù)t而獲得該 液態(tài)樣品的黏度。
另外，當(dāng)該液態(tài)樣品接著接觸該工作電極412與該參比電極414時，該 工作電極412產(chǎn)生待測物反應(yīng)信號，并經(jīng)由該連接端420b將其傳送至該電 化學(xué)儀。該電化學(xué)儀根據(jù)該待測物反應(yīng)信號而計算并獲得該液態(tài)樣品中的待 測物的濃度，接著顯示對應(yīng)于該待測物的濃度的讀數(shù)值。
在本發(fā)明的電化學(xué)感測裝置中，根據(jù)前述實施例的電化學(xué)儀可利用該時 間差A(yù)t去校正液態(tài)樣品中的待測物的濃度值。例如，如果在前述實施例中 所述的液態(tài)樣品為樣品血液，而欲被測量的該待測物的濃度為血糖的濃度， 則該時間差A(yù)t也可用以獲得該樣品血液中的血容積比，其中血容積比為紅 血球在該樣品血液中所占的數(shù)量百分比。在先前技術(shù)中，已知樣品血液中的 較高的血容積比(高于60%)或較低的血容積比(低于30%)會造成電化學(xué)感測 裝置所測量出的血糖值有偏差。更明確而言，樣品血液中的較高的血容積比 會使該電化學(xué)感測裝置獲得偏低的血糖值，而樣品血液中的較低的血容積比 會使該電化學(xué)感測裝置獲得偏高的血糖值。因此，電化學(xué)感測裝置所測量出 的血糖值時常會由于樣品血液中的不同的血容積比而變得不精確。為了解決 此問題，已有先前技術(shù)揭示了一種校正獲得的血糖值的方法。該所揭示的方 法利用整合性校正因子(Hemato Factor; HF)去校正獲得的血糖值。根據(jù)本發(fā) 明上述實施例中的電化學(xué)儀可根據(jù)該時間差A(yù)t而獲得該血容積比，其中該 時間差A(yù)t與該血容積比間的關(guān)系可通過臨床實驗而建立。另外，根據(jù)本發(fā) 明上述實施例中的電化學(xué)儀儲存有對照表，其包含了對應(yīng)于多個不同血容積 比的多個整合性校正因子。在上述的實施例中，該電化學(xué)儀可根據(jù)該時間差
Δt去獲得血容積比、由該對照表中査詢對應(yīng)于該血容積比的整合性校正因 子、并接著通過該整合性校正因子去校正該獲得的血糖值。于是，根據(jù)本發(fā) 明的電化學(xué)儀不僅可根據(jù)該時間差A(yù)t去獲得液態(tài)樣品的黏度，還可根據(jù)該 時間差A(yù)t去校正該液態(tài)樣品中的待測物的濃度，使得電化學(xué)感測裝置所測 量到的待測物的濃度能夠更為精確。
在上述實施例中，該種電化學(xué)傳感器100、 200能夠在幾秒內(nèi)就能將液 體樣品的黏度測量出來。此外，該等電化學(xué)傳感器100、 200、 400僅需要幾 微升的液體樣品，即可獲得該液體樣品的黏度，這是遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)黏度計所需 要的液體樣品量。另外，本發(fā)明的電化學(xué)儀能夠使用該種電化學(xué)傳感器100、 200或400來校正液態(tài)樣品中的待測物的濃度。因此，本發(fā)明的電化學(xué)傳感 器及電化學(xué)儀與公知技術(shù)相比，具有至少上述的優(yōu)點。
本發(fā)明還提供一種分析液態(tài)樣品的方法，其中該方法應(yīng)用于電化學(xué)感測 裝置，該電化學(xué)感測裝置具有電化學(xué)儀與電化學(xué)傳感器。本發(fā)明的方法包含 下列步驟，并參考圖l及圖2而說明如下。首先，第一導(dǎo)電部分116a與第 二導(dǎo)電部分116b設(shè)置于電化學(xué)傳感器100中。第二，當(dāng)液態(tài)樣品流經(jīng)該毛 細(xì)管道126a并接觸該第一導(dǎo)電部分116a時，第一脈沖信號Sl產(chǎn)生并傳送 至該電化學(xué)儀(未顯示)，而當(dāng)該液態(tài)樣品流經(jīng)該毛細(xì)管道126b并接觸該第二 導(dǎo)電部分116b時，第二脈沖信號S2產(chǎn)生并傳送至該電化學(xué)儀。接著，介于 該第一脈沖信號Sl與該第二脈沖信號S2之間的時間差A(yù)t由該電化學(xué)儀而 被算出。當(dāng)該時間差A(yù)t被算出后，該電化學(xué)儀可根據(jù)該時間差A(yù)t而獲得該 液態(tài)樣品的黏度，并接著顯示對應(yīng)于該液態(tài)樣品的黏度的讀數(shù)值。另外，當(dāng) 該時間差A(yù)t被算出后，該電化學(xué)儀也可根據(jù)待測物反應(yīng)信號去計算并獲得 該液態(tài)樣品中的待測物的濃度、根據(jù)該時間差A(yù)t去校正所獲得的待測物的 濃度、并接著顯示對應(yīng)于該被校正的待測物的濃度的讀數(shù)值。
雖然已經(jīng)通過前述優(yōu)選實施例揭示了本發(fā)明，然而所述實施例并非用以
限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各 種變型與修改。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn).
權(quán)利要求
1、一種分析液態(tài)樣品的電化學(xué)傳感器，用以連接于電化學(xué)儀上，該電化學(xué)傳感器包含下絕緣層；上絕緣層；通道，界定于所述下絕緣層與所述上絕緣層之間，用以輸送液態(tài)樣品；計時電極，設(shè)置于所述下絕緣層，且具有第一導(dǎo)電部分與第二導(dǎo)電部分，所述第一導(dǎo)電部分與所述第二導(dǎo)電部分分離且裸露于所述通道中；以及參比電極，設(shè)置于所述下絕緣層，且具有至少一個導(dǎo)電部分裸露于所述通道中；其中當(dāng)所述液態(tài)樣品接觸所述參比電極的導(dǎo)電部分與所述計時電極的第一導(dǎo)電部分時，所述計時電極的第一導(dǎo)電部分產(chǎn)生第一脈沖信號傳送至所述電化學(xué)儀，而當(dāng)所述液態(tài)樣品接觸所述參比電極的導(dǎo)電部分與所述計時電極的第二導(dǎo)電部分時，所述計時電極的第二導(dǎo)電部分產(chǎn)生第二脈沖信號傳送至所述電化學(xué)儀。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的分析液態(tài)樣品的電化學(xué)傳感器，還包含 工作電極，設(shè)置于所述下絕緣層與所述上絕緣層之間，且裸露于所述 通道中；以及測試劑，涂覆于所述工作電極上，用以與所述液態(tài)樣品中的待測物進(jìn) 行反應(yīng)；其中當(dāng)所述液態(tài)樣品接觸所述工作電極與所述參比電極時，所述工作 電極產(chǎn)生待測物反應(yīng)信號傳送至所述電化學(xué)儀。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的分析液態(tài)樣品的電化學(xué)傳感器，其中所述液態(tài)樣品為血液或尿液，而所述待測物從由血糖、膽固醇、尿酸與乳酸所組 成的群組中選出。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的分析液態(tài)樣品的電化學(xué)傳感器，其中所述工 作電極設(shè)置于所述下絕緣層上，且被所述參比電極部分圍繞。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的分析液態(tài)樣品的電化學(xué)傳感器，其中所述參 比電極被所述計時電極所部分圍繞。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的分析液態(tài)樣品的電化學(xué)傳感器，還包含間隙層，設(shè)置于所述下絕緣層與所述上絕緣層之間，其中所述間隙層 與所述下絕緣層及所述上絕緣層共同界定出所述通道。
7、 一種分析液態(tài)樣品的電化學(xué)感測裝置，其包含 電化學(xué)儀；以及電化學(xué)傳感器，電性連接于所述電化學(xué)儀上，且包括通道，界定于所述電化學(xué)傳感器內(nèi)，用以輸送液態(tài)樣品；以及計時電極，具有第一導(dǎo)電部分與第二導(dǎo)電部分，所述第一導(dǎo)電部 分與所述第二導(dǎo)電部分分離且裸露于所述通道中，其中當(dāng)所述液態(tài)樣品接 觸所述計時電極的第一導(dǎo)電部分時，所述計時電極的第一導(dǎo)電部分產(chǎn)生第 一脈沖信號，而當(dāng)所述液態(tài)樣品接觸所述計時電極的第二導(dǎo)電部分時，所述計時電極的第二導(dǎo)電部分產(chǎn)生第二脈沖信號；其中所述電化學(xué)儀計算所述第一脈沖信號與所述第二脈沖信號間的時 間差，并根據(jù)該時間差而獲得所述液態(tài)樣品的黏度。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的分析液態(tài)樣品的電化學(xué)感測裝置，其中所述電化學(xué)傳感器還包括 下絕緣層； 上絕緣層；以及間隙層，設(shè)置于所述下絕緣層與所述上絕緣層之間； 其中所述間隙層與所述下絕緣層及所述上絕緣層共同界定出所述通道。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的分析液態(tài)樣品的電化學(xué)感測裝置，其中所述 電化學(xué)傳感器還包括參比電極，設(shè)置于所述下絕緣層與所述上絕緣層間，且具有至少一個 導(dǎo)電部分裸露于所述通道中；其中當(dāng)所述液態(tài)樣品接觸所述參比電極的導(dǎo)電部分與所述計時電極的 第一導(dǎo)電部分時，所述計時電極的第一導(dǎo)電部分產(chǎn)生所述第一脈沖信號， 而當(dāng)所述液態(tài)樣品接觸所述參比電極的導(dǎo)電部分與所述計時電極的第二導(dǎo) 電部分時，所述計時電極的第二導(dǎo)電部分產(chǎn)生所述第二脈沖信號。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的分析液態(tài)樣品的電化學(xué)感測裝置，其中所 述電化學(xué)傳感器還包括工作電極，設(shè)置于所述下絕緣層與所述上絕緣層之間，且裸露于所述 通道中；以及測試劑，涂覆于所述工作電極上，用以與所述液態(tài)樣品中的待測物進(jìn) 行反應(yīng)；其中當(dāng)所述液態(tài)樣品接觸所述工作電極與所述參比電極時，所述工作 電極產(chǎn)生待測物反應(yīng)信號傳送至所述電化學(xué)儀；以及其中所述電化學(xué)儀根據(jù)所述待測物反應(yīng)信號而計算并獲得所述待測物的濃度。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的分析液態(tài)樣品的電化學(xué)感測裝置，其中所 述液態(tài)樣品為血液或尿液，而所述待測物從由血糖、膽固醇、尿酸與乳酸 所組成的群組中選出。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的分析液態(tài)樣品的電化學(xué)感測裝置，其中所 述計時電極、所述參比電極及所述工作電極設(shè)置于所述下絕緣層上。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的分析液態(tài)樣品的電化學(xué)感測裝置，其中所述工作電極被所述參比電極部分圍繞。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的分析液態(tài)樣品的電化學(xué)感測裝置，其中所述參比電極被所述計時電極部分圍繞。
15、 一種分析液態(tài)樣品的方法，應(yīng)用于具有電化學(xué)儀與電化學(xué)傳感器的電化學(xué)感測裝置，其包含下列步驟在所述電化學(xué)傳感器中設(shè)置第一導(dǎo)電部分及第二導(dǎo)電部分； 當(dāng)液態(tài)樣品接觸所述第一導(dǎo)電部分時，產(chǎn)生第一脈沖信號傳送至所述電化學(xué)儀，而當(dāng)所述液態(tài)樣品接觸所述第二導(dǎo)電部分時，產(chǎn)生第二脈沖信號傳送至所述電化學(xué)儀；以及計算所述第一脈沖信號與所述第二脈沖信號間的時間差。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的分析液態(tài)樣品的方法，還包含 根據(jù)所述時間差，獲得所述液態(tài)樣品的黏度。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的分析液態(tài)樣品的方法，還包含 顯示對應(yīng)于所述液態(tài)樣品的黏度的讀數(shù)值于所述電化學(xué)儀上。
18、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的分析液態(tài)樣品的方法，還包含在所述電化學(xué)傳感器中設(shè)置工作電極；當(dāng)所述液態(tài)樣品接觸所述工作電極時，產(chǎn)生待測物反應(yīng)信號傳送至所述電化學(xué)儀；以及根據(jù)所述待測物反應(yīng)信號，計算并獲得所述液態(tài)樣品中的待測物的濃度。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的分析液態(tài)樣品的方法，還包含根據(jù)所述時間差，校正所述被獲得的待測物的濃度。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的分析液態(tài)樣品的方法，還包含顯示對應(yīng)于所述被校正的待測物的濃度的讀數(shù)值于所述電化學(xué)儀上。
全文摘要
一種分析液態(tài)樣品的電化學(xué)傳感器，其與電化學(xué)儀電性連接，且該電化學(xué)傳感器具有用以輸送該液態(tài)樣品的通道、以及彼此分離并裸露于該通道中的第一導(dǎo)電部分與第二導(dǎo)電部分，其中當(dāng)該第一導(dǎo)電部分被該液態(tài)樣品接觸時，其產(chǎn)生第一脈沖信號，而當(dāng)該第二導(dǎo)電部分被該液態(tài)樣品接觸時，其產(chǎn)生第二脈沖信號。該電化學(xué)儀根據(jù)該第一脈沖信號與該第二脈沖信號間的時間差，獲得該液態(tài)樣品的黏度。
文檔編號G01N11/00GK101173884SQ20071009755
公開日2008年5月7日 申請日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者徐添財 申請人:厚美德生物科技股份有限公司