專(zhuān)利名稱(chēng)：用親水性增強(qiáng)的金屬電極制造基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的方法
發(fā)明
背景技術(shù)：
領(lǐng)域本發(fā)明總體上涉及一種分析裝置，更特別地涉及一種基于電化學(xué)的分析測(cè)試條和相關(guān)的方法。
背景描述確定(例如檢測(cè)和/或濃度測(cè)量)液體樣品中的一種分析物在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有特殊的意義。例如，大家希望確定體液樣品，例如尿，血液或間質(zhì)液中葡萄糖，膽固醇，對(duì)乙酰氨基酚和/或HbAlc的濃度。利用分析測(cè)試條，例如基于光度測(cè)定或電化學(xué)技術(shù)的分析測(cè)試條和相關(guān)的計(jì)量器就能夠完成這些測(cè)定。例如，從LifeScan，Inc.，Milpitas，USA獲得的OneTouchUltra全血測(cè)試試劑盒采用基于電化學(xué)的分析測(cè)試條來(lái)確定全血樣品中的血糖濃度。
典型的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條采用多個(gè)電極(例如工作電極和參比電極)和一種酶試劑來(lái)促進(jìn)目的分析物參與的電化學(xué)反應(yīng)，并據(jù)此確定分析物的濃度。例如確定血樣中血糖濃度的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條可利用含有葡萄糖氧化酶和介質(zhì)鐵氰化物的酶試劑。美國(guó)專(zhuān)利No.5,708,247中包含了常規(guī)的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的更多細(xì)節(jié)，在此將其全部引入作為參考。
附圖簡(jiǎn)述通過(guò)參考下面詳細(xì)的說(shuō)明書(shū)和伴隨的附圖將能夠更好地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，在說(shuō)明書(shū)中列出了使用本發(fā)明原理的解釋性實(shí)施例。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案得到的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的分解透視簡(jiǎn)圖。
圖2是圖1中的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的成圖案的導(dǎo)電層的平面簡(jiǎn)圖。
圖3是圖1中的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的電絕緣襯底，導(dǎo)電層和絕緣層部分的平面簡(jiǎn)圖。
圖4A和4B分別是處理金電極表面的化學(xué)反應(yīng)順序和得到的其上具有增強(qiáng)親水性的部分的金電極表面的簡(jiǎn)要描述。
圖5是描述干凈的金襯底表面，干凈的聚酯襯底表面，用MESNA處理的干凈的金襯底表面，用MESNA處理的干凈的聚酯襯底表面的水接觸角的條形圖。
圖6是描述干凈的金襯底表面，用MESNA處理的干凈的金襯底表面，儲(chǔ)存兩周后的用MESNA處理的干凈的金襯底表面的水接觸角的條形圖。
圖7是作為對(duì)比的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的一部分的照片的仿真圖，其中測(cè)試條中的金電極的上層表面沒(méi)有增強(qiáng)親水性的部分。
圖8是作為對(duì)比的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條確定的電流反應(yīng)對(duì)YSI確定的葡萄糖濃度的圖，其中測(cè)試條中的金電極的上層表面沒(méi)有增強(qiáng)親水性的部分。
圖9是基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的一部分的照片的仿真圖，其中測(cè)試條具有根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案得到的金電極，金電極的上層表面包括增強(qiáng)親水性的部分。
圖10是基于電化學(xué)的分析測(cè)試條確定的電流反應(yīng)對(duì)YSI確定的葡萄糖濃度的圖，其中測(cè)試條具有根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案得到的金電極，金電極的上層表面包括增強(qiáng)親水性的部分。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案制造基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的一部分的流式圖。
發(fā)明詳述根據(jù)本發(fā)明，基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的一個(gè)實(shí)施方案包括一個(gè)電絕緣襯底和至少一個(gè)沉積在電絕緣襯底表面上的金屬電極(例如金電極)。而且，金電極具有一個(gè)上層表面和沉積在上層表面上的酶試劑層，其中上層表面上具有增強(qiáng)親水性的化學(xué)部分。下面將要討論的更多的實(shí)施方案對(duì)這種基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的細(xì)節(jié)，特征和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了描述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明得到的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條10的分解透視簡(jiǎn)圖?；陔娀瘜W(xué)的分析測(cè)試條10包括電絕緣襯底12，成圖案的導(dǎo)電層14，絕緣層16(具有穿透它伸出的電極暴露窗口17)，酶試劑層18，成圖案的膠粘層20，親水層22和頂層膜24。接下來(lái)在附圖2，3，4A和4B中將對(duì)其進(jìn)行更詳細(xì)的描述，成圖案的導(dǎo)電層14包括三個(gè)電極，這些電極中每個(gè)電極的至少一部分具有在其上含有增強(qiáng)親水性的部分的上層表面(在圖4B中有描述)。
電絕緣襯底12可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任何合適的絕緣襯底，例如，包括尼龍襯底，聚碳酸酯襯底，聚酰亞胺襯底，聚氯乙烯襯底，聚乙烯襯底，聚丙烯襯底，乙醇酸化的聚酯(PETG)襯底或聚酯襯底。電絕緣襯底可以具有任何合適的尺寸，例如包括寬為大約5mm，長(zhǎng)為大約27mm，厚為大約0.5mm的尺寸。
例如，可以利用絲網(wǎng)印刷絕緣油墨來(lái)形成絕緣層16?？梢酝ㄟ^(guò)從美國(guó)麻薩諸塞州的Wareham地區(qū)以名稱(chēng)“Insulayer”購(gòu)買(mǎi)獲得這種絲網(wǎng)印刷絕緣油墨。例如，可以利用從英國(guó)斯塔福郡塔姆沃思地區(qū)的Apollo Adhesive購(gòu)買(mǎi)獲得的絲網(wǎng)印刷壓敏膠粘劑來(lái)形成成圖案的膠粘層20。
例如，可以用具有親水特性，能促進(jìn)液體樣品(例如全血樣品)潤(rùn)濕和充滿基于電化學(xué)的分析測(cè)試條10的清晰膜來(lái)形成親水層22。例如，從美國(guó)明尼蘇達(dá)州的明尼阿波利斯地區(qū)的3M可以購(gòu)買(mǎi)獲得這種清晰膜。例如，頂層膜24可以是被黑色裝飾油墨套印的清晰膜。從英國(guó)赫特福郡的Tring地區(qū)的TapeSpecialities可以購(gòu)買(mǎi)獲得一種合適的清晰膜。
酶試劑層18可以包含任何合適的酶試劑，酶試劑的選擇取決于待測(cè)定的分析物。例如，如果要確定血樣中的葡萄糖，酶試劑層18可以包含氧化酶或葡萄糖脫氫酶，以及功能操作時(shí)必需的其他成分。在美國(guó)專(zhuān)利No.6,241,862中描述了一般的酶試劑層和基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的更多細(xì)節(jié)，在此將其全部引入作為參考。
例如可以通過(guò)按次序?qū)⒊蓤D案的導(dǎo)電層14，絕緣層16(具有穿透它的電極暴露窗口17)，酶試劑層18，成圖案的膠粘層20，親水層22和頂層膜24排列到電絕緣襯底12來(lái)形成制造基于電化學(xué)的分析測(cè)試條10。可以利用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任何合適的技術(shù)，包括，例如絲網(wǎng)印刷，光刻，凹版印刷，化學(xué)蒸汽沉積和帶狀成層技術(shù)來(lái)完成這種按次序的排列形成過(guò)程。
圖2是圖1中的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條10的成圖案的導(dǎo)電層14的平面簡(jiǎn)圖。成圖案的導(dǎo)電層14包括對(duì)電極26(也稱(chēng)為參比電極)，第一工作電極28，第二工作電極30和接觸棒32。雖然描述的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條10包括三個(gè)電極，但根據(jù)本發(fā)明，基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的實(shí)例可以包括任何合適數(shù)量的電極。
可以用任何合適的電極金屬，包括，例如金、鈀、鉑、銦和鈦-鈀合金來(lái)形成對(duì)電極26，第一工作電極28，第二工作電極30。形成這種金屬電極典型地會(huì)得到具有光滑疏水表面的金屬電極。
圖3是圖1中的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條10的電絕緣襯底12，成圖案的導(dǎo)電層14和絕緣層16(用交叉平行線打成陰影)部分的平面簡(jiǎn)圖。絕緣層16的電極暴露窗口17暴露了對(duì)電極26的一部分，第一工作電極28的一部分，第二工作電極30的一部分，也被稱(chēng)為對(duì)電極暴露部分26’，第一工作電極暴露部分28’，第二工作電極暴露部分30’。在使用過(guò)程中，液體樣品被傳到電極暴露窗口17，因此能操作性地接觸對(duì)電極暴露部分26’，第一工作電極暴露部分28’，第二工作電極暴露部分30’。
對(duì)電極暴露部分26’，第一工作電極暴露部分28’，第二工作電極暴露部分30’可以具有任何合適的尺寸。例如，對(duì)電極暴露部分26’的寬度可以為大約0.72mm，長(zhǎng)度可以為大約1.6mm，第一工作電極暴露部分28’和第二工作電極暴露部分30’中每一個(gè)的寬度可以為大約0.72mm，長(zhǎng)度為大約0.8mm。
接下來(lái)形成絕緣層16，成圖案的導(dǎo)電層14，以及在對(duì)電極暴露部分26’，第一工作電極暴露部分28’，第二工作電極暴露部分30’上沉積增強(qiáng)親水性的部分，將酶試劑層18應(yīng)用到對(duì)電極暴露部分26’，第一工作電極暴露部分28’，第二工作電極暴露部分30’上。在美國(guó)專(zhuān)利No.6,733,655中描述了關(guān)于使用這些電極，電極暴露部分和酶試劑層來(lái)確定液體樣品中分析物濃度的細(xì)節(jié)，但美國(guó)專(zhuān)利No.6,733,655中沒(méi)有本發(fā)明中公開(kāi)的增強(qiáng)親水性的部分，在此將其全部引入作為參考。
在利用基于電化學(xué)的分析測(cè)試條10來(lái)確定液體樣品中的分析物濃度(例如全血中的血糖濃度)時(shí)，對(duì)電極26，第一工作電極28和第二工作電極30被用來(lái)監(jiān)測(cè)電化學(xué)反應(yīng)誘導(dǎo)的目的電流。接著可以將這種電流的強(qiáng)度與待測(cè)液體樣品中存在的分析物的量相關(guān)聯(lián)起來(lái)。
利用下列的簡(jiǎn)化方程來(lái)控制工作電極測(cè)定的電流i＝nFAJ 方程1其中i是測(cè)定的電流；n是在反應(yīng)中產(chǎn)生的電子的數(shù)量；F是法拉第常數(shù)；A是發(fā)生反應(yīng)的電極面積(也稱(chēng)為電極活性表面面積)；和
J是目的物質(zhì)種類(lèi)到電極上的流量。
基于上述的方程1，要穩(wěn)定和正確地確定(例如定量)液體樣品中分析物的濃度需要發(fā)生反應(yīng)的電極面積方面的知識(shí)。已經(jīng)確定，基于電化學(xué)的分析測(cè)試條中電極的感應(yīng)區(qū)取決于制造和使用時(shí)酶試劑層的均勻度和酶試劑層對(duì)電極的附著。另外，已經(jīng)確定，采用其上具有增強(qiáng)親水性的部分的金屬電極能改善酶試劑層的的均勻度和酶試劑層對(duì)電極的附著，因此也能夠改善采用這種金屬電極的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條獲得的結(jié)果的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。
圖4A和4B分別是處理金電極表面40的化學(xué)順序和得到的其上具有增強(qiáng)親水性的部分42的金電極表面的簡(jiǎn)要描述。圖4A描述了金表面40接觸增強(qiáng)親水性的組合物44產(chǎn)生增強(qiáng)親水性的部分42和釋放氫的方式。
利用一般的反應(yīng)式描述了在金電極表面和增強(qiáng)親水性的組合物44的巰基(-SH)之間發(fā)生的反應(yīng)X-R-SH+Au→X-R-S-Au++1/2H2公式1其中X是極性側(cè)基，帶正電荷的側(cè)基或帶負(fù)電荷的側(cè)基；R是碳鏈，例如C1-C5的碳鏈；SH是巰基；Au代表金原子；以及X-R-S-Au+代表在其上面具有增強(qiáng)親水性的部分的金電極表面。
在上述公式1中，可以受益地將R限制到C1-C5，以提供可溶性的，能避免在金電極表面形成自組裝單層的增強(qiáng)親水性的組合物。避免增強(qiáng)親水性的部分的自組裝單層并不是必須的，但他們的形成很難控制，通常發(fā)生緩慢，需要“由于原子能的作用”而干凈的電極表面。因此，制造這種自組裝單層比增強(qiáng)親水性的部分的非自組裝沉積更困難，后者在用MENSA溶液浸漬包被電極表面的同時(shí)就會(huì)發(fā)生，在本發(fā)明中其他部分描述了這一點(diǎn)。
而且，巰基(也稱(chēng)為“尾”基)使金電極表面的增強(qiáng)親水性的組合物之間的結(jié)合反應(yīng)能夠發(fā)生。另外，極性的，帶正電荷或帶負(fù)電荷的側(cè)基“X”(也稱(chēng)為“頭”基)提供了與酶試劑層的親水性相互作用，因此能夠改善酶試劑層的均勻度和酶試劑層對(duì)金屬電極上層表面的附著。合適的頭基例子包括但不限于下列基團(tuán)NH2(胺基)，COOH(羧基)和SO2OH(磺酸根合基團(tuán))。
上面已經(jīng)提到，“R”基團(tuán)的長(zhǎng)度(也稱(chēng)為“間隔鏈”)是確定增強(qiáng)親水性的部分能否以自組裝單層沉積在電極表面的一個(gè)因素。
雖然圖4A和4B，以及序列1都對(duì)金電極表面的環(huán)境進(jìn)行了解釋?zhuān)且坏┇@知本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將應(yīng)認(rèn)識(shí)到也可以獲利地處理其他金屬電極的表面使其上沉積增強(qiáng)親水性的部分。
酶試劑被制成制劑，這樣他們就能容易地與普通的液體樣品(例如全血或其他的體液樣品)混合，因此，典型地，酶試劑由容易在水溶液中溶解的成分組成。已經(jīng)確定，這樣的成分對(duì)親水性，或至少兩親性表面具有親和力。
許多金屬電極表面呈天然疏水性。換句話說(shuō)，這種金屬電極表面傾向于排斥水，水溶液和主要含有親水性成分內(nèi)容物的溶液(例如酶試劑)。然而，已經(jīng)確定，通過(guò)用增強(qiáng)親水性的組合物處理金屬電極表面使增強(qiáng)親水性的部分沉積在金屬電極表面能幫助這些金屬電極變得更具有親水性(即親水性增強(qiáng))。
增強(qiáng)親水性的組合物的實(shí)例有含有2-巰基乙磺酸(MESNA)，3-巰基丙磺酸，2，3-二巰基丙磺酸及其同系物，二-(2-磺基乙基)二硫化物，二-(3-磺基丙基)二硫化物和其同系物；巰基琥珀酸，半胱氨酸，半胱胺和胱氨酸的組合物。當(dāng)這種增強(qiáng)親水性的組合物包括具有磺酸根合部分的化合物(例如MESNA)，或具有氨基部分的化合物(例如半胱胺)時(shí)，特別容易增強(qiáng)酶試劑層與金屬電極上層表面的附著。
圖5是描述干凈的金襯底表面(A)，干凈的聚酯襯底表面(B)，用MESNA處理的干凈的金襯底表面(C)和用MESNA處理的干凈的聚酯襯底表面(D)的水接觸角的條形圖。圖6是描述干凈的金襯底表面(如圖5的A)，用MESNA處理的干凈的金襯底表面(如圖5的C)，儲(chǔ)存兩周后的用MESNA處理的干凈的金襯底表面(E)的水接觸角的條形圖。圖5，6中反映的MESNA處理是接觸存在于水中的由4g/L MESNA組成的MESNA混組合物5分鐘。
如圖5所述，用MESNA處理干凈的聚酯襯底表面不會(huì)顯著改變干凈的聚酯襯底的親水性，水接觸角已經(jīng)證實(shí)這一點(diǎn)。B和D中測(cè)量的水接觸角的差異在5％以內(nèi)。然而，圖5中的數(shù)據(jù)表明用MESNA處理的干凈的金襯底表面會(huì)大大改變(即增強(qiáng))表面的親水性，水接觸角已經(jīng)證實(shí)這一點(diǎn)。干凈的金襯底表面具有大約為78度的水接觸角，用MESNA處理后，水接觸角大約為52度。不受約束地推測(cè)水接觸角的這種減少以及由此增強(qiáng)親水性，改善酶試劑層的均勻度和酶試劑層對(duì)這種處理后的金表面的附著。換句話說(shuō)，其上具有增強(qiáng)親水性的部分的處理后的金襯底表面將顯示均勻度和附著情況被改善的酶試劑層。另外，圖6中的數(shù)據(jù)表明儲(chǔ)存兩周后，水接觸角仍保持降低。這種親水性增強(qiáng)的持續(xù)有益于緩解制造時(shí)間限制。
下表1列出了接受各種處理的金襯底表面的水接觸角。在表1中的處理項(xiàng)1-15中，干凈的金襯底按照如表所示的方式接觸MESNA溶液。處理項(xiàng)16由清潔金襯底表面，但不接觸MESNA組成，處理項(xiàng)17不涉及清潔或接觸MESNA。表1中的數(shù)據(jù)表明接觸MESNA的時(shí)間短至1分鐘時(shí)仍可實(shí)現(xiàn)水接觸角的顯著降低，因此能實(shí)現(xiàn)親水性，酶試劑層的附著和均勻度的增強(qiáng)。因此，表1中的數(shù)據(jù)表明利用改良的包括金屬電極上層表面處理組件的連續(xù)的以網(wǎng)為基礎(chǔ)的過(guò)程(在WO01/73109中描述了這種過(guò)程，在此將其全文引入作為參考)，可以實(shí)現(xiàn)制造在上層表面上具有增強(qiáng)親水性的部分的金屬電極的過(guò)程。
表1

比較實(shí)施例為了說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案得到的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的特征和優(yōu)點(diǎn)，對(duì)兩種基于電化學(xué)的分析測(cè)試條進(jìn)行了比較，其中一種具有不含有增強(qiáng)親水性的部分的金電極(即作為對(duì)比的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條)，另一種具有根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案獲得的電極。
圖7是作為對(duì)比的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的一部分100的照片的仿真圖，測(cè)試條中的金電極的上層表面沒(méi)有增強(qiáng)親水性的部分。圖7描述了加血樣之前的部分100。部分100包括電絕緣襯底102，電絕緣層104，對(duì)電極暴露部分106，第一工作電極暴露部分108，第二工作電極暴露部分110和酶試劑層112。在美國(guó)專(zhuān)利No.5,708,247中描述了酶試劑層112的組合物，以及其使用方法，在此將其全部引入作為參考。
如圖7所證實(shí)，酶試劑層112對(duì)對(duì)電極暴露部分106，第一工作電極暴露部分108，第二工作電極暴露部分110表現(xiàn)出顯著的非均一性，因此也表明它對(duì)上述電極缺乏粘附性。推測(cè)這種均一性和/或粘附性的缺乏是基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的結(jié)果不可靠和不準(zhǔn)確的原因。另外，已經(jīng)確定，在不存在增強(qiáng)親水性的部分時(shí)，沉積在電極表面的酶試劑層在常規(guī)的檢測(cè)條制備過(guò)程中出現(xiàn)的物理操作中很容易損失，一接觸到液體樣品就會(huì)與電極表面分離。
圖8是作為對(duì)比的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條確定的電流反應(yīng)對(duì)YSI確定的葡萄糖濃度的圖，測(cè)試條中的金電極的上層表面沒(méi)有增強(qiáng)親水性的部分(即有效地相當(dāng)于圖7中描述的作為對(duì)比的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條)。圖8中的數(shù)據(jù)的最佳擬合線和R2值顯示在圖中。圖8的數(shù)據(jù)和R2值是采用金電極的作為對(duì)比的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的測(cè)量重復(fù)性和準(zhǔn)確性的指示。
上述圖7中已經(jīng)提到，當(dāng)采用金電極時(shí)，顯示的酶試劑層112缺乏均一性和粘附性。推測(cè)均一性和粘附性的這種缺乏將導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確和缺少重復(fù)性，因?yàn)樗焕也豢深A(yù)測(cè)地影響了工作電極的感應(yīng)區(qū)。
圖9是基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的一部分200的照片的仿真圖，其中增強(qiáng)親水性的部分沉積在測(cè)試條的金電極的上層表面。圖9描述了加血樣之前的部分200。部分200包括電絕緣襯底202，電絕緣層204，對(duì)電極暴露部分206，第一工作電極暴露部分208，第二工作電極暴露部分210和酶試劑層212。在美國(guó)專(zhuān)利No.5,708,247中描述了酶試劑層212的混合物，以及其使用方法，在此將其全部引入作為參考。圖9顯示酶試劑層212是均勻的，并且被充分粘附到對(duì)電極暴露部分206，第一工作電極暴露部分208，第二工作電極暴露部分210上。另外，已經(jīng)確定沉積在具有增強(qiáng)親水性的部分的電極表面的酶試劑層在通常的檢測(cè)條制備過(guò)程中出現(xiàn)的物理操作中是牢固結(jié)實(shí)的。
通過(guò)將對(duì)電極暴露部分206，第一工作電極暴露部分208，第二工作電極暴露部分210浸到4g/L的MESNA水溶液中2分鐘，然后用水沖洗，將增強(qiáng)親水性的部分沉積在上述電極上。在使用酶試劑層212之前進(jìn)行這種接觸。
圖10是基于電化學(xué)的分析測(cè)試條確定的電流反應(yīng)對(duì)YSI確定的葡萄糖濃度的圖，其中測(cè)試條的金電極的上層表面具有增強(qiáng)親水性的部分(即有效地相當(dāng)于圖9中描述的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條)。圖10中的數(shù)據(jù)的最佳擬合線和R2值顯示在圖中。圖10的數(shù)據(jù)和R2值是采用金電極的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的測(cè)量重復(fù)性和準(zhǔn)確性的指示。
對(duì)圖10和圖8進(jìn)行比較顯示，使用了其上層表面具有增強(qiáng)親水性的部分的金屬電極的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的重復(fù)性和準(zhǔn)確性優(yōu)于作為對(duì)比的采用不含這種親水性物質(zhì)的金屬電極的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。例如，圖10中的數(shù)據(jù)的R2是0.9985，相對(duì)與圖8中的數(shù)據(jù)的0.774的R2值，有顯著的改善。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，制造基于電化學(xué)的分析測(cè)試條的一部分的過(guò)程400的流式圖。過(guò)程400包括在電絕緣襯底表面上，用至少一個(gè)具有上層表面的金屬電極形成至少一個(gè)金屬電極(例如金、鈀或鉑金屬電極)，如步驟410所述。
接下來(lái)，用增強(qiáng)親水性的組合物處理至少一個(gè)金屬電極的上層表面，形成其上具有親水性增強(qiáng)的化學(xué)成分的金屬電極的處理后的上層表面，如步驟420所述?？梢岳萌魏魏线m的處理技術(shù)來(lái)完成這種處理，例如浸漬包被技術(shù)，噴霧包被技術(shù)和噴墨包被技術(shù)?？梢允褂萌魏魏线m的增強(qiáng)親水性的組合物，包括上面那些在根據(jù)本發(fā)明的基于電化學(xué)的分析測(cè)試條中描述的那些混合物。
下面的兩個(gè)實(shí)施例用于解釋?zhuān)窍拗圃谶^(guò)程400的處理步驟420中采用的處理技術(shù)的步驟。
處理實(shí)施例1(a)通過(guò)在室溫下將金屬電極放在2％v/v的脫脂劑(例如Micro-90)水溶液中2分鐘使金屬電極上層表面清潔。
(b)用水沖洗金屬電極除去過(guò)量的脫脂劑。
(c)將金屬電極浸入到4g/L的MESNA水溶液中兩分鐘。
(d)用水沖洗金屬電極除去過(guò)量的水溶液。
(e)在潔凈的環(huán)境中干燥金屬電極。
處理實(shí)施例2(a)將金屬電極放在包含2％v/v的脫脂劑(例如Micro-90)和4g/L MESNA的水溶液的超聲浴池中。
(b)50℃下在超聲浴池中進(jìn)行超聲處理2分鐘。
(c)用水沖洗金屬電極除去過(guò)量的脫脂劑和MESNA。
(d)干燥金屬電極。
然后，在過(guò)程400的處理步驟430中，將一種酶試劑層應(yīng)用到至少一個(gè)金屬電極的處理后的上層表面。
應(yīng)理解，這里描述的本發(fā)明中的實(shí)施例的各種替換方式可以用于實(shí)施本發(fā)明。計(jì)劃用下列的權(quán)利要求書(shū)來(lái)限定本發(fā)明的范圍，因此它覆蓋了在這些權(quán)利要求的范圍中的結(jié)構(gòu)和方法，以及他們的等效物。
權(quán)利要求
1.一種制造基于電化學(xué)的測(cè)試條的一部分的方法，包括在電絕緣襯底表面上形成至少一個(gè)金屬電極，所述至少一個(gè)金屬電極具有上層表面；用增強(qiáng)親水性的組合物處理至少一個(gè)金屬電極的上層表面，在金屬電極上形成其上具有增強(qiáng)親水性的化學(xué)部分的處理后的上層表面；和在至少一個(gè)金屬電極的處理后的上層表面上沉積酶試劑層。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中形成步驟包括形成金，鈀，鉑，銦，鈦-鈀合金或他們的組合中的至少一種的金屬電極。
3.權(quán)利要求2所述的方法，其中形成步驟包括形成至少一個(gè)金電極。
4.權(quán)利要求3所述的方法，其中處理步驟應(yīng)用了以下化學(xué)反應(yīng)式X-R-SH+Au→X-R-S-Au++1/2H2其中X是極性側(cè)基，帶正電荷的側(cè)基或帶負(fù)電荷的側(cè)基；R使碳鏈；SH是巰基；Au代表金原子；以及X-R-S-Au+代表在其上面具有增強(qiáng)親水性的部分的金電極表面。
5.權(quán)利要求4所述的方法，其中X是范圍為C1-C5的碳鏈。
6.權(quán)利要求4所述的方法，其中X是胺基。
7.權(quán)利要求4所述的方法，其中X是羧基。
8.權(quán)利要求4所述的方法，其中X是磺酸根合基團(tuán)。
9.權(quán)利要求1所述的方法，其中處理步驟以非自我組裝單層方式同時(shí)在金屬電極上形成增強(qiáng)親水性的化學(xué)部分。
10.權(quán)利要求1所述的方法，其中沉積步驟包括沉積含有葡萄糖特異性酶的酶試劑層。
11.權(quán)利要求1所述的方法，其中處理步驟采用包含MESNA的增強(qiáng)親水性的組合物。
12.權(quán)利要求11所述的方法，其中處理步驟涉及將至少一個(gè)金屬電極浸到包含MESNA的增強(qiáng)親水性的組合物中，同時(shí)在金屬電極上形成其上具有增強(qiáng)親水性的部分的處理后的上層表面。
13.權(quán)利要求1所述的方法，其中形成步驟采用了光刻工藝。
全文摘要
一種制造基于電化學(xué)的測(cè)試條的一部分的方法，包括在電絕緣襯底表面上形成具有上層表面的金屬電極。該方法也包括用增強(qiáng)親水性的組合物處理金屬電極的上層表面，在金屬電極上形成其上具有增強(qiáng)親水性的化學(xué)部分的處理后的上層表面，然后在金屬電極的處理后的上層表面上沉積酶試劑層。
文檔編號(hào)C12Q1/00GK101063679SQ20061013896
公開(kāi)日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
發(fā)明者E·V·普洛特金, R·M·戴 申請(qǐng)人:生命掃描蘇格蘭有限公司