專利名稱：生物傳感器及其生產(chǎn)方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及生物傳感器。更具體地，本發(fā)明涉及用于以下的生物傳感器家庭自我診斷用的血糖計(jì)、尿糖計(jì)、糖基化血紅蛋白計(jì)、乳酸計(jì)、膽固醇計(jì)、尿酸計(jì)、蛋白質(zhì)計(jì)、單核苷酸多態(tài)性傳感器、基因診斷用DNA芯片，以及乙醇計(jì)、谷氨酸計(jì)、丙酮酸計(jì)和pH計(jì)，其中不同流體的組分濃度通過使用酶等進(jìn)行電化學(xué)測定。本發(fā)明也涉及生產(chǎn)生物傳感器的方法，包括折疊和彎曲步驟。更具體地，本發(fā)明涉及以下生產(chǎn)方法優(yōu)選包括折疊和彎曲步驟以及切斷步驟，或者折疊和彎曲步驟和固定步驟。
相關(guān)技術(shù)說明對于一次性傳感器(專利文件1，JP-A-47-500，專利文件3JP-A-52-142584)，已知有傳感器機(jī)制(

圖1，專利文件7JP-A-1-291153)，其具有立體結(jié)構(gòu)用于確保定量，并且通過應(yīng)用毛細(xì)管作用可以自動引入樣品到傳感器的內(nèi)部(專利文件5JP-A-56-79242，專利文件6JP-T61-502419)。具有這種類型結(jié)構(gòu)的傳感器是通過在電絕緣的基板1上配置間隔2以及還有蓋3而構(gòu)成的。在基板上形成電極模式4；并且在蓋上形成氣孔5為毛細(xì)管作用排氣所必要。為了以毛細(xì)管作用經(jīng)過基板、間隔和蓋引入預(yù)定量的樣品流體6到檢測部分，在其一側(cè)形成具有氣孔的5樣品導(dǎo)入口7和樣品傳輸通路8。這些構(gòu)成部分必須是預(yù)先坯好的(blanked out)，每個具有它們自己預(yù)定的形狀。為了在立體結(jié)構(gòu)加工中準(zhǔn)確裝配這些部分，它們的位置必須預(yù)先測定。隨著構(gòu)成部分?jǐn)?shù)量的增加，因此，用于生產(chǎn)目的傳感器機(jī)制的立體結(jié)構(gòu)方法就更復(fù)雜。此外，當(dāng)傳感器要求分子識別元件(element)、對其涂布的試劑比如介質(zhì)(專利文件2JP-A-48-37187，專利文件4JP-A-54-50396)以及在其中形成用于避免干擾物質(zhì)對其的任何干擾的膜(專利文件8JP-A-3-202764)時，那么生產(chǎn)它們的方法將會更復(fù)雜。
關(guān)于生物傳感器的文件及其中的關(guān)鍵詞在以下列出
專利文件1JP-A-47-500(Miles)一次性傳感器，干試劑專利文件2JP-A-48-37187(Roche)酶，介質(zhì)專利文件3JP-A-52-142584(Kodak)一次性傳感器專利文件4JP-A-54-50396(Matsushita)酶，介質(zhì)專利文件5JP-A-56-79242(United)毛細(xì)管專利文件6JP-T61-502419(Unilever)毛細(xì)管專利文件7JP-A-1-291153(Matsushita)基本結(jié)構(gòu)，樣品導(dǎo)入口，多項(xiàng)目檢測傳感器專利文件8JP-A-3-202764(Matsushita)基本結(jié)構(gòu)，血細(xì)胞過濾膜專利文件9JP-A-5-199898(Toshiba)DNA芯片專利文件10JP-A-9-222414(NOK)pH傳感器專利文件11JP-A-2001-204494糖基化血紅蛋白傳感器專利文件12WO 01/33216 A1(Serasense)面對面(facing)電極，樣品導(dǎo)入口專利文件13US 4225410(Technicon)陣列電極專利文件14US 5653864(NOK)蛋白質(zhì)傳感器專利文件15US 6071391(NOK)樣品導(dǎo)入口，面對面電極非專利文件1A.Ahmadian等，Biotechniques，32，748(2002)SNPs
發(fā)明概述上述常規(guī)傳感器要求很多步驟和很多材料用于它們的生產(chǎn)，并且會有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。因此，它們的生產(chǎn)線需要大量的資金總額，產(chǎn)品的可生產(chǎn)性不好，并且生產(chǎn)成本高。當(dāng)然，在制備這些材料和生產(chǎn)這些產(chǎn)品時的環(huán)境負(fù)荷很大。而且，關(guān)于他們的性質(zhì)，由于傳感器是用復(fù)雜步驟的方法生產(chǎn)的(尤其是為了在基板上形成構(gòu)成單元(constitutive unit)時準(zhǔn)確定位)，它們在作為生產(chǎn)的產(chǎn)品的傳感器特征的波動或分布指標(biāo)的變異系數(shù)(CV)方面不令人滿意。此外，由于生物傳感器的形狀改變引起其測量準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性的降低，因此，生物傳感器期望在生產(chǎn)后保持其長期形狀穩(wěn)定性，蓋和其他部分不翹曲或變形。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供通過折疊或彎曲或者折疊和彎曲一片電絕緣的平面基板而生產(chǎn)的生物傳感器。
生物傳感器本發(fā)明的生物傳感器可以包括配置于夾在基板和蓋之間的空間內(nèi)的電極、用于注入樣品到該空間的樣品導(dǎo)入口、和從樣品導(dǎo)入口延伸經(jīng)過該電極的樣品傳輸通路，其中基板和蓋通過折疊和彎曲一片電絕緣的板構(gòu)件而形成，電極固定在板構(gòu)件表面上，該板構(gòu)件以其表面向內(nèi)折疊和彎曲使得電極配置于夾在基板和蓋之間的空間內(nèi)，并且樣品傳輸通路配置于板構(gòu)件的表面，并被為了面對面配置基板和蓋而設(shè)的粘膠層所限定。
根據(jù)本發(fā)明，電極和粘膠層在一片電絕緣的板構(gòu)件的表面上形成，并且板構(gòu)件被折疊和彎曲以簡單方式生產(chǎn)生物傳感器。
在上述中，為了更簡單地生產(chǎn)生物傳感器，可以沿著板構(gòu)件的部分形成穿孔，板構(gòu)件沿著該穿孔被折疊和彎曲。
本發(fā)明的生物傳感器可以包括通過將一片電絕緣的板構(gòu)件的彎曲成圓筒狀結(jié)構(gòu)而形成的傳感器體、在傳感器體的內(nèi)壁上配置的電極、在圓筒的一端或側(cè)面形成的樣品導(dǎo)入口，和從樣品導(dǎo)入口延伸經(jīng)過該電極的樣品傳輸通路。圓筒狀結(jié)構(gòu)可以是圓柱、橢圓柱、半圓柱、扇形柱(fan-columnar)、月牙形柱、三角形柱(triangle-columnar)、方形柱(square-columnar)或多角柱(polygon-columnar)。
根據(jù)本發(fā)明，電極可以固定在一片電絕緣的板構(gòu)件的表面上，并且該板構(gòu)件可以被加工成圓筒狀結(jié)構(gòu)，由此可以生產(chǎn)裝備有樣品傳輸通路的圓筒狀生物傳感器。
本發(fā)明還提供具有提供在樣品傳輸通路經(jīng)過的電極或蓋上的試劑層的生物傳感器。根據(jù)本發(fā)明，來自樣品傳輸通路的樣品可以保持與電極或蓋上的試劑層接觸，并且樣品因此與試劑反應(yīng)。該反應(yīng)作為電極上的電改變而被監(jiān)測。
樣品導(dǎo)入口可以在樣品傳輸通路的一端或中點(diǎn)，只要其位于樣品可以被注射到樣品傳輸通路中的位置。
本發(fā)明中，表面活性劑和/或脂質(zhì)可以被涂布在樣品導(dǎo)入口周圍，或涂布在樣品傳輸通路表面和試劑層及其周圍。用表面活性劑或脂質(zhì)涂布，該區(qū)域能使其周圍的樣品平滑地流動。對于脂質(zhì)，優(yōu)選卵磷脂。對于用其涂布，脂質(zhì)優(yōu)選溶解在溶劑中。當(dāng)用卵磷脂時，其溶劑優(yōu)選2-丁醇。樣品導(dǎo)入口可以設(shè)計(jì)成其尖端具有曲線部分。
板構(gòu)件可以選自任何塑料、生物可降解材料或紙，只要是電絕緣的。塑料的一個優(yōu)選實(shí)例是聚對苯二酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)。
電極可以由任何下列物質(zhì)形成碳、銀、銀/氯化銀、鉑、金、鎳、銅、鈀、鈦、銥、鉛、氧化錫或鉑黑(platinum black)。碳可以選自任何碳納米管(nanotubes)、碳微線圈(microcoil)、carbon nanohorns、富勒烯(fullerenes)、樹枝狀高分子或其衍生物。電極可以以任何絲網(wǎng)印刷法、蒸鍍法、濺射法(sputtering)、箔粘著法(foil-sticking)或電鍍法形成于板構(gòu)件上。
電極可以被保護(hù)層(resist layer)限定。該保護(hù)層可以以絲網(wǎng)印刷法形成。
粘膠層也可以根據(jù)絲網(wǎng)印刷法形成。膠粘劑優(yōu)選是丙烯酸樹脂，更優(yōu)選熱固化性樹脂或光固化性樹脂，更優(yōu)選可見射線固化性丙烯酸樹脂。
試劑層可以根據(jù)絲網(wǎng)印刷法或分配器(dispenser)方法形成；并且試劑層在電極表面、板構(gòu)件表面或蓋上的固定，可以根據(jù)伴隨干燥的吸附法或共價鍵合的方法。
優(yōu)選地，試劑層在純化后形成。對于純化，例如，試劑可以通過膜過濾。通過純化，雜質(zhì)可以從試劑中除去。
不限制于一個位置，試劑層可以配置在兩個或多個位置。在這種情況下，可以提供兩種或多種不同類型的試劑層。當(dāng)這樣的試劑層在兩個或多個位置中形成時，可以在它們之間提供凸起分隔(partition)。該凸起分隔可以根據(jù)絲網(wǎng)印刷法形成。凸起分隔可以由任何碳、保護(hù)劑或吸水性材料形成。
試劑層可以含有任何酶、抗體、核酸、引物、肽核酸、核酸探針、微生物、細(xì)胞器、受體、細(xì)胞組織、分子識別元件比如冠醚、介質(zhì)、嵌入劑、輔酶、標(biāo)記的抗體物質(zhì)、底物、無機(jī)鹽、表面活性劑、脂質(zhì)或它們的組合。酶可以是任何氧化酶或脫氫酶，比如葡萄糖氧化酶、果糖基胺氧化酶、乳酸氧化酶、尿酸氧化酶、膽固醇氧化酶、乙醇氧化酶、谷氨酸氧化酶、丙酮酸氧化酶、葡萄糖脫氫酶、乳酸脫氫酶、乙醇脫氫酶，和膽固醇酯酶、蛋白酶、DNA聚合酶或它們的組合。
試劑層可以不只單獨(dú)含有酶也可以含有酶和介質(zhì)的組合。介質(zhì)可以選自鐵氰化鉀、二茂鐵和苯醌。試劑層含有無機(jī)鹽比如氯化鈉或氯化鉀與醌氫醌的組合。
試劑層可以含有引物、DNA聚合酶和脫氧核苷三磷酸的組合。進(jìn)一步，試劑層可以含有無機(jī)鹽比如氯化鈉或氯化鉀與醌氫醌的組合，和引物、DNA聚合酶和脫氧核苷三磷酸。
當(dāng)生物傳感器是用作DNA芯片時，核酸探針優(yōu)選作為試劑層固定于其中。
本發(fā)明涉及一種生物傳感器裝置，包括上述本發(fā)明的生物傳感器，測量生物傳感器的電極的電參數(shù)值的測量單元，及顯示測量單元測定的值的顯示單元。對于測量單元的測量方法，可以采用的是任何電位階躍計(jì)時電流法、庫侖法或循環(huán)伏安法。該裝置可以裝配有作為無線單元的藍(lán)牙(bluetooth)。
生產(chǎn)生物傳感器的方法生產(chǎn)本發(fā)明生物傳感器的方法是生產(chǎn)包括以下部分的生物傳感器的方法，生物傳感器包括配置于夾在基板和蓋之間的空間內(nèi)的電極，注入樣品到空間的樣品導(dǎo)入口，和從樣品導(dǎo)入口延伸經(jīng)過該電極的樣品傳輸通路，并且其中樣品傳輸通路被為了面對面配置基板和蓋而設(shè)的粘膠層所限定，該方法特征在于包括如下的板構(gòu)件折疊和彎曲步驟由一片電絕緣的板構(gòu)件形成基板和蓋的步驟，通過折疊和彎曲該板構(gòu)件使在板構(gòu)件表面上形成的電極面對其內(nèi)側(cè)，因此將電極配置在夾在基板和蓋之間的空間內(nèi)。
根據(jù)該生產(chǎn)方法，生物傳感器能夠以簡單的方式生產(chǎn)。形成電極和粘膠層(樣品傳輸通路)的方法如文中前述。
生產(chǎn)本發(fā)明生物傳感器的方法可以包括上述的折疊和彎曲步驟，以及切斷可折疊型部分以形成板構(gòu)件的折疊和彎曲部位的步驟。
在說明書中，“折疊部分”指板構(gòu)件的折疊和彎曲部位。
由于折疊部分被切斷，對折疊部分的壓力可以除去，并且在基板和蓋之間的粘附可以長時間保持牢固和緊密。
優(yōu)選地，在折疊部分的切斷是沿著在該部分上形成的穿孔完成的。對于該切斷，例如，可以采用沿著該穿孔折疊該部分并且用手術(shù)刀切斷其的方法。
生產(chǎn)本發(fā)明生物傳感器的方法優(yōu)選地包括折疊和彎曲板構(gòu)件的步驟；和通過基板和蓋的壓縮和改性加工，或向折疊部分涂布固化劑或熱收縮劑，或裝備固定工具來固定基板和蓋的步驟(固定步驟)。
壓縮、改性加工、涂布固化劑或熱收縮劑，或裝備固定工具可以單獨(dú)地或組合的進(jìn)行。
生產(chǎn)本發(fā)明生物傳感器的方法包括折疊和彎曲一片板構(gòu)件形成基板和蓋的步驟。因此，其中，在板構(gòu)件剛剛被折疊和彎曲后，板構(gòu)件的該折疊和彎曲部位(折疊部分)可以恢復(fù)到其原始狀態(tài)，并且該基板或蓋可以翹曲或變形。據(jù)此，本方法包括上述的固定步驟，在該步驟中基板或蓋被防止彎曲或變形。
固定方法可以包括基板或蓋的壓縮或改性加工，或涂布固化劑或熱收縮劑，或裝備固定工具。
壓縮壓縮是在壓力下固定至少部分的生物傳感器的方法。涂布到基板或蓋的壓力可以是任一種均勻的并且不破壞生物傳感器的壓力。
改性加工改性加工是指通過對其施加熱、光照或化學(xué)品來改變生物傳感器構(gòu)成構(gòu)件的物理性質(zhì)或改變加入到生物傳感器的構(gòu)成構(gòu)件中的材料的物理性質(zhì)的方法。改性加工可以去除或減少施用到折疊部分的翹曲應(yīng)力，并且可以防止基板或蓋的翹曲和變形。
在本發(fā)明中可采用的改性加工方法(1)～(4)如下所示。
(1)以加熱或熱壓縮進(jìn)行改性加工[1]加熱或在壓力下熱固定生物傳感器的折疊部分、或折疊部分及其周圍或生物傳感器的任何其他部分的方法。
根據(jù)熱改性，例如，折疊和彎曲的板構(gòu)件的折疊和彎曲部位(折疊部分)、或折疊部分及其周圍，可以通過使用具有與折疊部分相同形狀的模具進(jìn)行過熱，由此該折疊部分的構(gòu)件本身可以被改性并且施加到其上的翹曲力可以被去除。代替使用這樣的模具，也可以使用熱線(hot wires)來改性該折疊部分。
“生物傳感器的其他部分”優(yōu)選是基板和蓋表面之上且在其緊挨的下面沒有試劑層的表面。加熱方法優(yōu)選在沒有試劑層的位置，通過使用上述模具或熱線進(jìn)行加熱，使構(gòu)件的預(yù)定部分改性。
壓力下的熱固定方法也優(yōu)選以與上述加熱方法同樣的方式進(jìn)行。簡言之，從生物傳感器基板表面的上面或下面或從這兩面將熱模具壓到預(yù)定部位。
加熱或壓力下的熱固定的溫度可以根據(jù)板構(gòu)件材料而變化，但一般優(yōu)選50～300℃，更優(yōu)選50～150℃。生物傳感器的粘膠層含有熱固化性樹脂，并且改性加工是根據(jù)加熱或在壓力下熱固定生物傳感器的折疊部分或折疊部分及其周圍或生物傳感器的任何其他部分，由此固化全部或部分粘膠層的方法。
當(dāng)本發(fā)明的生物傳感器具有粘膠層時，熱固化性樹脂被混合在粘膠層中，或熱固化性樹脂本身在該層中用作膠粘劑，板構(gòu)件被折疊和彎曲以形成生物傳感器，此后，將其進(jìn)行加熱或壓力下熱固化的上述處理。
在這樣情況下，熱固化性樹脂包括例如環(huán)氧樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂。其中，丙烯酸樹脂是優(yōu)選的。環(huán)氧樹脂也可以用作層中的膠粘劑本身。
交聯(lián)劑和聚合引發(fā)劑可以適當(dāng)?shù)靥砑拥狡渲杏袩峁袒詷渲脑搶又小?br> (2)以光照進(jìn)行改性加工生物傳感器的板構(gòu)件包括光透過性材料，并且粘膠層含有光固化性樹脂，并且改性加工是用光照射生物傳感器以固化該粘膠層。
當(dāng)本發(fā)明的生物傳感器具有粘膠層時，將光固化性樹脂與粘膠層混合，或光固化性樹脂本身被用于形成粘膠層，并且板構(gòu)件被折疊和彎曲形成生物傳感器，然后用光照射粘膠層，并且光固化性樹脂因此被固化。在這種情況下，形成基板和蓋的板構(gòu)件必須是由光透過性材料形成的。該光透過性材料包括例如聚氯乙稀、聚碳酸酯、聚酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯。優(yōu)選地，光照射主要以折疊部分為中心進(jìn)行。
光固化性樹脂包括例如UV--固化性環(huán)氧樹脂、UV-固化性丙烯酸樹脂、UV--固化性有機(jī)硅樹脂、UV--固化性有機(jī)硅凝膠(silicone gel)、延遲光固化性樹脂、齒科用可見射線固化性樹脂、可見射線固化性丙烯酸樹脂。其中，UV-固化性丙烯酸樹脂、延遲光固化性樹脂和可見射線固化性丙烯酸樹脂也可以用作膠粘劑本身。
交聯(lián)劑和聚合引發(fā)劑可以適當(dāng)?shù)靥砑拥狡渲羞€有光固化性樹脂的該層中。
用于照射的光根據(jù)所用的光固化性樹脂的類型而變化。例如，當(dāng)使用UV--固化性樹脂時，UV射線可以用于它；當(dāng)使用可見射線固化性樹脂時，可見光可以用于它。對于光照射，可以使用重氫燈、高壓水銀燈、低壓水銀燈、金屬鹵化物燈和無電極UV燈用于UV射線；對于可見射線，可以使用鹵素?zé)簟㈦療?、金屬鹵化物燈、白熾燈(鎢燈)、熒光燈、發(fā)光二極管和有機(jī)發(fā)光裝置。
光透過性板構(gòu)件的類型根據(jù)其所用光的類型而變化。例如，包括聚氯乙稀、聚碳酸酯、聚酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯。
(3)當(dāng)板構(gòu)件本身是熱或光改性材料時，可以使用下列方法。生物傳感器的板構(gòu)件含有熱固化性樹脂，并且改性加工是通過加熱和固化全部或部分板構(gòu)件而完成的。生物傳感器的板構(gòu)件含有光固化性樹脂，并且改性加工是通過用光照射板構(gòu)件并且固化它而完成的。
此外，板構(gòu)件本身可以由熱固化性樹脂或光固化性樹脂形成的。當(dāng)板構(gòu)件由熱固化性樹脂形成時，生物傳感器是通過折疊和彎曲形成的，然后將折疊部分或折疊部分及其周圍或生物傳感器的任何其他部分加熱或在壓力下熱固定，如上述(1)[1]中所述的。其中，熱固化性樹脂可以與上述中的相同。
當(dāng)板構(gòu)件是由光固化性樹脂形成時，生物傳感器是通過折疊和彎曲形成的，然后以與上述(2)[1]中所述的相同的方式用光照射它。其中，光固化性樹脂可以與上述中的相同。
(4)溶劑可以以如下的方式浸入到折疊部分中[1]將溶劑涂布到生物傳感器的折疊部分的表面或折疊部分及其周圍的表面，從而使溶劑浸入其中。
在這種情況下，溶劑被涂布到折疊部分或折疊部分及其周圍，從而溶劑浸入到板構(gòu)件中，保持在板構(gòu)件中的翹曲力可以被除去或降低。
溶劑可以是任何能夠侵入到板構(gòu)件中的溶劑。盡管取決于板構(gòu)件的材料，但有機(jī)溶劑是優(yōu)選的。板構(gòu)件和用于其的有機(jī)溶劑的優(yōu)選組合的一些實(shí)例在下面列出。
如上所述的，本發(fā)明的生物傳感器優(yōu)選根據(jù)上述方法進(jìn)行改性和加工。
固化劑或熱收縮劑的涂布將固化劑或熱收縮劑向折疊部分的涂布是以下方法將固化劑或熱收縮劑涂布到生物傳感器構(gòu)成構(gòu)件的折疊部分，將固化劑固化或?qū)崾湛s劑半固化。根據(jù)該方法，給予到折疊部分的翹曲力可以被壓制，基板和蓋可以被防止翹曲和變形。
(1)用固化劑(熱固化性樹脂或光固化性樹脂)或熱收縮劑涂布折疊部分的方法。方法，包括涂布熱固化性樹脂到生物傳感器的折疊部分或折疊部分及其周圍，然后加熱該熱固化性樹脂以固化它。方法，包括涂布光固化性樹脂到生物傳感器的折疊部分或折疊部分及其周圍，然后用光照射該光固化性樹脂以固化它。方法，包括涂布熱收縮劑到生物傳感器的折疊部分或折疊部分及其周圍，然后加熱該熱收縮劑以半固化它。
優(yōu)選地，涂布是均勻地作用在折疊部分的外表面上或折疊部分及其周圍的外表面上。
在這種情況下，上述熱固化性樹脂或光固化性樹脂被涂布到折疊部分或折疊部分及其周圍，這樣被粘附到折疊部分的樹脂以與上述相同的方式被加熱或用光照射以固化它。
在另外的情況下，上述熱收縮劑被涂布到折疊部分或折疊部分及其周圍，這樣被粘附到折疊部分的熱收縮劑以與上述相同的方式被加熱以半固化它。熱固化劑包括例如聚烯烴、氟樹脂和聚乙烯。
以上述的方式，可以防止可能來自折疊部分的基板和蓋的翹曲和變形。
固定工具對于用固定工具的固定，例如，可以使用以下方式夾緊、包封、安裝帽(capping)、用彈性構(gòu)件夾緊、用熱收縮劑加工或安裝粘膠帶。
夾緊指使用夾緊和固定工具比如夾子來夾緊并且固定至少部分傳感器的方法。
包封指使用用于包封的成形的固定工具并且固定至少部分傳感器的方法。
對于安裝帽，期望帽被安裝在生物傳感器折疊部分的端部。帽的材料優(yōu)選是任何下述的彈性構(gòu)件、熱光固化劑、光固化劑或熱收縮劑。
對于用彈性構(gòu)件夾緊，例如，彈性構(gòu)件可以是天然橡膠、合成橡膠(例如丁基橡膠)或硅氧烷(silicone)。
熱收縮劑包括，例如聚烯烴、氟樹脂、聚乙烯。
對于實(shí)施上述的固定方法，例如，膠粘劑比如丙烯酸類(acrylic)粘合劑被涂布到固定工具(例如與傳感器內(nèi)側(cè)部分相接觸的部分，比如彈性構(gòu)件或熱收縮劑)的內(nèi)側(cè)更理想。有了它，固定可以更確保，基板和蓋的翹曲或變形可以更有保證地防止。
粘膠帶包括玻璃紙膠帶、聚丙烯膠帶、醋酸酯膠帶、Kapton(聚酰亞胺)膠帶、金屬膠帶(例如鋁、銅)、紙膠帶、無紡布膠帶。作為用于這些膠帶的膠粘劑，一般優(yōu)選丙烯酸樹脂。
根據(jù)上述固定方法，本發(fā)明的生物傳感器可以具有用于防止其基板和蓋翹曲和變形的固定工具。
如從上述說明而明顯的，生物傳感器能夠通過折疊或彎曲或折疊和彎曲本發(fā)明的一片電絕緣的平面基板而生產(chǎn)，并且該方法在其可生產(chǎn)性和經(jīng)濟(jì)方面以及從其降低的環(huán)境負(fù)荷來看是良好的。在使用本發(fā)明的生物傳感器用于測量時，樣品流體可以通過毛細(xì)管被定量地引入到生物傳感器的結(jié)構(gòu)中，并且生物傳感器可以準(zhǔn)確地測量。據(jù)此，通過簡單的生產(chǎn)方法能獲得具有良好重現(xiàn)性的生物傳感器。
生產(chǎn)本發(fā)明生物傳感器的方法包括折疊和彎曲一片板構(gòu)件的，它以極其簡單的方式產(chǎn)生目的生物傳感器。此外，當(dāng)該生產(chǎn)方法組合有固定該折疊和彎曲的板構(gòu)件的步驟時，那么這樣生產(chǎn)的生物傳感器防止翹曲或變形。
當(dāng)生產(chǎn)本發(fā)明生物傳感器的方法組合有切斷該折疊和彎曲的板構(gòu)件的步驟時，那么這樣生產(chǎn)的生物傳感器也防止翹曲或變形。
附圖的簡單說明圖1顯示常規(guī)傳感器的結(jié)構(gòu)(JP-A-1-291153)圖2顯示本發(fā)明實(shí)施方式的生物傳感器的典型實(shí)例。(a)顯示折疊型生物傳感器的展開圖(左)和結(jié)構(gòu)圖(右)；(b)顯示圓筒形生物傳感器的展開圖(左)和結(jié)構(gòu)圖(右)。
圖3顯示另一折疊型(層積結(jié)構(gòu)型(laminate-structured))生物傳感器的展開圖(左)和裝配結(jié)構(gòu)圖(右)。
圖4顯示另一折疊型(層積結(jié)構(gòu)型)生物傳感器的展開圖(左)和裝配結(jié)構(gòu)圖(右)。
圖5顯示具有面對面電極的另一折疊型(層積結(jié)構(gòu)型)生物傳感器的展開圖(左)和裝配結(jié)構(gòu)圖(右)。
圖6顯示具有面對面電極的另一折疊型(層積結(jié)構(gòu)型)生物傳感器的展開圖(左)和裝配結(jié)構(gòu)圖(右)。
圖7顯示具有面對面電極的另一折疊型(層積結(jié)構(gòu)型)生物傳感器的展開圖(左)和裝配結(jié)構(gòu)圖(右)。
圖8顯示具有面對面電極的另一折疊型(層積結(jié)構(gòu)型)生物傳感器的展開圖(左)和裝配結(jié)構(gòu)圖(右)。
圖9顯示具有面對面電極的另一折疊型(層積結(jié)構(gòu)型)生物傳感器的展開圖(左)和裝配結(jié)構(gòu)圖(右)。
圖10顯示另一折疊型(層積結(jié)構(gòu)型)生物傳感器的展開圖(左)和裝配結(jié)構(gòu)圖(右)。
圖11沿著在上面顯示的折疊部分結(jié)構(gòu)的展開圖的A-A’線切斷的橫斷面圖顯示為(a)～(c)。
圖12顯示具有曲線尖端的折疊型生物傳感器的展開圖(左)和裝配結(jié)構(gòu)圖(右)。
圖13顯示具有曲線尖端的另一折疊型生物傳感器的展開圖(左)和裝配結(jié)構(gòu)圖(右)。
圖14顯示另一折疊型(層積結(jié)構(gòu)型)生物傳感器；(a)和(c)各自顯示具有平行電極的實(shí)例的展開圖(左)和裝配結(jié)構(gòu)圖(右)；(b)顯示具有面對面電極的實(shí)例的那些；以及(e)～(g)各自顯示具有三極(three pole)電極的實(shí)例的那些。
圖15顯示其他折疊型(層積結(jié)構(gòu)型)生物傳感器的實(shí)施方式。
圖16顯示不同圓筒形生物傳感器的實(shí)施方式；((a)～((h)都顯示展開圖((左)和裝配結(jié)構(gòu)圖((右)。
圖17顯示具有三角形橫截面的不同圓筒形生物傳感器的實(shí)施方式；(a)～(h)都顯示展開圖(左)和裝配結(jié)構(gòu)圖(右)。
圖18顯示具有方形橫截面的不同圓筒形生物傳感器的實(shí)施方式；(a)～(h)都顯示展開圖(左)和裝配結(jié)構(gòu)圖(右)。
圖19((a)～(d))顯示具有用于測量多項(xiàng)目(multiple items)的復(fù)數(shù)試劑層的折疊型生物傳感器的展開圖。
圖20((a)～(d))顯示具有用于測量多項(xiàng)目的復(fù)數(shù)試劑層的折疊型生物傳感器的展開圖。
圖21((a)～(d))顯示具有用于測量多項(xiàng)目的復(fù)數(shù)試劑層的折疊型生物傳感器的展開圖。
圖22顯示層積型生物傳感器施用于DNA芯片的實(shí)例。
圖23是顯示實(shí)施例中血糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的圖。
圖24顯示通過使用模具將生物傳感器的折疊部分熱改性的方法。
圖25顯示通過使用熱線將生物傳感器的折疊部分熱改性的方法。
圖26顯示用熱壓模具將生物傳感器的折疊部分的端部改性的方法。
圖27顯示用熱壓模具將生物傳感器的折疊部分的端部和蓋的端部改性的方法。
圖28顯示通過使用光射線將生物傳感器的折疊部分及其周圍光固化的方法。
圖29顯示用化學(xué)處理的模具將生物傳感器的折疊部分及其周圍固化的方法，化學(xué)處理包括將模具浸入到化學(xué)試劑中。
圖30顯示用化學(xué)處理的模具將生物傳感器的折疊部分及其周圍固化的方法，化學(xué)處理包括將模具與浸有化學(xué)試劑的滾子(roller)相接觸。
圖31顯示通過使用夾子(大)將生物傳感器的折疊部分的端部固定的方法。
圖32顯示通過使用夾子(小)將生物傳感器的折疊部分的端部固定的方法。
圖33顯示通過使用夾子(大)從其一側(cè)夾緊而將生物傳感器的折疊部分的端部固定的方法。
圖34顯示通過使用夾子(小)從其兩側(cè)夾緊而將生物傳感器的折疊部分的端部固定的方法。
圖35顯示通過對其安裝帽而將生物傳感器的折疊部分的端部固定的方法。
圖36顯示通過使用框架而將生物傳感器的折疊部分的端部固定的方法。
圖37顯示通過使用環(huán)形彈性構(gòu)件而將生物傳感器的折疊部分的端部固定的方法。
圖38顯示通過使用管形彈性構(gòu)件而將生物傳感器的折疊部分的端部固定的方法。
圖39顯示通過在其周圍纏繞粘膠帶而將生物傳感器的折疊部分的端部固定的方法。
參照數(shù)字的說明
優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式參照附圖在以下說明。圖2顯示本發(fā)明生物傳感器的典型結(jié)構(gòu)；(a)顯示折疊型生物傳感器的實(shí)例；(b)顯示圓筒形生物傳感器的實(shí)例。
圖2(a)左圖顯示生物傳感器的展開圖。該生物傳感器由具有平面表面的板構(gòu)件1裝配。文中所說的表述“平面表面”，指沒有由于人工切斷、粘連、刻蝕等而形成的表面凹凸。板構(gòu)件1具有穿孔9以便于它的折疊和彎曲加工。板構(gòu)件1被穿孔9將分成兩部分，其中上面部分是基板部分1a，其在以下提到的折疊和彎曲加工之后成為基板；下面部分是蓋部分1b，其在折疊和彎曲加工之后作為蓋起作用。
包括電極的模式4形成在板構(gòu)件1的基板部分1a的表面上。關(guān)于電極模式4，附圖中其下端如L-形折疊和彎曲，并且該L型部分垂直穿過將在下面提到的試劑傳輸通路8。如果期望，試劑層11可以在電極模式4的L型部分中提供。
另一方面，粘膠層10在蓋部分1b的表面上被提供。粘膠層10具有粘住并且固定折疊的基板部分1a和蓋部分1b的作用，并且還另有限定樣品傳輸通路8的作用。據(jù)此，粘膠層10在蓋部分1b的兩側(cè)被提供，除了作為樣品傳輸通路8的中間部分。在樣品傳輸通路8與穿孔9的交叉位置，形成用于注射樣品6到樣品傳輸通路8中的樣品導(dǎo)入口7。在這種方式中，在電極4之后，用于限定樣品傳輸通路8的粘膠層10以及樣品導(dǎo)入口7在板構(gòu)件1上形成，然后板構(gòu)件1被沿著穿孔9折疊和彎曲，由此產(chǎn)生了如圖2(a)右圖的生物傳感器。樣品導(dǎo)入口的對面(排氣口)在生產(chǎn)過程中起排氣的作用。試劑層11可以如文中上述那樣在電極上提供，但也可以在蓋部分1b上提供。
當(dāng)生物傳感器用于檢測時，在其下端形成的樣品導(dǎo)入口8保持與樣品6接觸以吸起樣品6。這樣被吸起的樣品6當(dāng)通過樣品傳輸通路8時被帶入與試劑層11接觸，然后試劑與樣品中的目的組分反應(yīng)。由該反應(yīng)引起的電位的電化學(xué)變化，電流等，用電極檢測。當(dāng)傳感器中沒有試劑層時，目的組分只被電極檢測。
具有了上述結(jié)構(gòu)，傳感器能以一次折疊的方法生產(chǎn)，因此它不要求在生產(chǎn)常規(guī)傳感器中的積層時必不可少的任何復(fù)雜定位。本發(fā)明生物傳感器的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)方法可以簡單化并且產(chǎn)品的可生產(chǎn)性可以提高。
折疊型生物傳感器的其他實(shí)施方式在圖3～16中顯示。在圖2中，樣品傳輸通路被提供在板構(gòu)件1的縱長方向上；但在圖3中，蓋部分1b中的粘膠層10被分成上面和下面部分，因此樣品傳輸通路7形成以橫向穿過板構(gòu)件1。在這種方式中，樣品傳輸通路7在橫向方向延伸，并且因此電極模式4不要求如圖2(a)中L型那樣在其尖端折疊，但可以具有兩個電極互相平行地延伸的模式。在其上具有如此形成的電極和粘膠層的板構(gòu)件1沿著穿孔9折疊，由此樣品傳輸通路8形成，并且樣品導(dǎo)入口7在它的一端形成。這種結(jié)構(gòu)不需要通過如圖2中那樣加工板構(gòu)件1來形成樣品導(dǎo)入口，因此生產(chǎn)它的方法可以更簡化。
如圖2和3那樣在上面和下面端部或在側(cè)面提供樣品導(dǎo)入口并不總是必須的。例如，在圖4中，樣品導(dǎo)入口7可以形成在樣品傳輸通路8的中途。具體地，樣品導(dǎo)入口7可以在蓋部分1b的樣品傳輸通路8上形成，而不是如圖2(a)的穿孔9上。在這種結(jié)構(gòu)中，樣品導(dǎo)入口8在蓋表面上形成，如圖4右圖。
板構(gòu)件中的基板部分和蓋部分的構(gòu)型不限制于如圖2(a)、3和4中的上面和下面位置，而是可以如圖10中的左邊和右邊位置。圖10是圖3的改良。當(dāng)基板部分和蓋部分如圖10位于左和右，那么必須提供排氣口13以排出通過樣品導(dǎo)入口7注入的樣品6。
上述電極可以配置在蓋部分1b的側(cè)面上，但不限于板構(gòu)件1的基板部分1a的側(cè)面。而且，如圖5，電極可以固定在基板部分1a和蓋部分1b上，以構(gòu)成面對面電極構(gòu)型結(jié)構(gòu)。在圖5生物傳感器的情況下，它的底部形成如其右側(cè)圖的三角形，底部的錐形部分作為樣品導(dǎo)入口起作用。通過樣品導(dǎo)入口吸起的樣品在沒有粘膠層10的三角形上面的整個樣品傳輸通路中擴(kuò)散，然后在形成面對面結(jié)構(gòu)的電極之間被捕獲并在那里被分析。
面對面電極結(jié)構(gòu)的其他實(shí)例在圖6、7、8、9、圖14(b)、圖15(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)中顯示。在圖6中，電極固定在板構(gòu)件1的基板部分1a和蓋部分1b上，兩個電極形成面對面結(jié)構(gòu)。樣品傳輸通路8被形成，被粘膠層10限定以使其可以與電極垂直交叉。圖7在電極構(gòu)型方面與圖6相同。然而在前者中，樣品導(dǎo)入口7被提供在穿孔9上，并且從樣品導(dǎo)入口7形成樣品傳輸通路8，其被粘膠層10沿著電極模式4限定。圖8也是具有面對面電極結(jié)構(gòu)的生物傳感器的實(shí)例，其中除了在樣品導(dǎo)入口7周圍的小部分電極，粘膠層10被提供。在圖8生物傳感器的情況下，通過樣品導(dǎo)入口注射的樣品6被帶到與具有面對面結(jié)構(gòu)的電極的端部分相接觸并被分析。在圖9中，U形粘膠層10在蓋部分或者在基板部分上任一方的電極上被提供，從U形結(jié)構(gòu)的底部，樣品傳輸通路7沿著電極朝向傳感器而形成。在另外的蓋部分或基板部分，樣品導(dǎo)入口7在面對U形結(jié)構(gòu)底部的位置上形成。在圖9的結(jié)構(gòu)中，通過樣品導(dǎo)入口7注射的樣品6被輸送到在面對面電極之間形成的樣品傳輸通路中，并且當(dāng)樣品在它們之間時被分析，如右圖。
關(guān)于其中的電極，兩個電極，即工作電極和對電極(counter electrode)形成上述實(shí)例中的傳感器單元。然而，形成傳感器單元的電極不限于兩個，也可以是三個電極，即工作電極、對電極和參比電極可以形成傳感器單元。包括這樣三個電極的實(shí)例在圖14(e)～(g)和圖15(e)～(g)中顯示。對于小型傳感器，期望傳感器單元包括工作電極和對電極兩個電極。另一方面，為了提高傳感器的測量可靠性，期望采用具有另外的參比電極的三個電極的傳感器單元。在任何兩個電極或三個電極單元的情況下，電極的大小和配置不是特別限定的。在三個電極單元中，電極配置可以是任何平行配置(圖14(e)、(g))或面對面配置(圖14(f)，圖15(e)～(g))。
板構(gòu)件1具有穿孔的優(yōu)選實(shí)例在上面提到了。然而，文中促進(jìn)折疊和彎曲加工的結(jié)構(gòu)不限于穿孔，可以在板構(gòu)件1的背面形成如在圖11(a)中的三角型溝，或者如圖(b)中扇形溝(c)。
如圖12和13以及圖15(b)和(f)中，樣品導(dǎo)入口是在傳感器的尖端(在所有附圖中，它顯示在裝配結(jié)構(gòu)中的底部上)，考慮到與人體的接觸，尖端可以形成具有曲線表面。
本發(fā)明生物傳感器不限于上述折疊層積結(jié)構(gòu)，也可以是通過彎曲一片板構(gòu)件形成圓筒狀結(jié)構(gòu)。一個典型的結(jié)構(gòu)實(shí)例在圖2(b)中顯示。具體地，電極模式4在一片電絕緣的板構(gòu)件1的表面上形成，并且粘膠層10在其一端被提供。在這種狀態(tài)下，將其彎曲一次使粘膠層粘在片另一端的背面，由此簡單地形成圓筒形傳感器。在這種圓筒形傳感器中，端部作為樣品導(dǎo)入口和排出口起作用，因此在板構(gòu)件中形成樣品導(dǎo)入口的步驟可以省略。圓筒形傳感器的其他實(shí)例在圖16～圖18中顯示。圖16是圓筒形傳感器的實(shí)例；圖17是具有三角形橫截面的圓筒形傳感器的實(shí)例；圖18是具有方形形橫截面的圓筒形傳感器的實(shí)例。然而，本發(fā)明不限制于這些，也可以是其他任何具有橢圓、半圓、扇形或月牙形橫截面的圓筒形結(jié)構(gòu)傳感器。圓筒形傳感器可以具有兩個電極或三個電極，電極配置可以以任何期望的方式選擇。此外，這些的電極配置可以是平行的或面對面配置。具有三個電極的圓筒形生物傳感器結(jié)構(gòu)的實(shí)例在圖16(e)、(f)、(g)、(h)，圖17(e)、(f)、(g)、(h)，圖18(e)、(f)、(g)、(h)中顯示。作為保持圓筒形結(jié)構(gòu)的生物傳感器的立體結(jié)構(gòu)傳感器形式的方法，膠粘劑被涂布到與傳感器的模式電極平行的側(cè)表面，或涂布到與從該側(cè)面延伸形成的粘膠邊緣，然后將其粘到立體結(jié)構(gòu)傳感器的預(yù)定位置中，由此生物傳感器的立體形式可以這樣來保持。代替膠粘劑，也可以應(yīng)用粘性雙面膠帶。
在上述附圖中，試劑層不是總顯示，但在沒有顯示其的附圖中，如果需要試劑層可以被提供。例如，當(dāng)使用鎳電極時，傳感器可以用作蛋白質(zhì)傳感器(US 5653864)用于蛋白質(zhì)檢測，即使它沒有試劑層。當(dāng)使用鉑電極時，傳感器可以用作電導(dǎo)率傳感器或過氧化氫傳感器；當(dāng)與氧透過性膜和電解質(zhì)(electrode)并用時可以用作氧傳感器。另一方面，當(dāng)使用試劑層時，可以生產(chǎn)不同類型的生物傳感器，例如使用酶和介質(zhì)的血糖傳感器、尿糖傳感器、糖基化血紅蛋白傳感器(JP-A-2001-204494)、乳酸傳感器、尿酸傳感器、膽固醇傳感器、乙醇傳感器、谷氨酸傳感器、丙酮酸傳感器；使用銀/氯化銀電極、醌氫醌和無機(jī)鹽的pH傳感器；pH傳感器和DNA引物；使用DNA聚合酶的單核苷酸多態(tài)性傳感器；使用固定的核酸探針的DNA芯片，這些可以被施用到檢測不同化學(xué)和物理狀態(tài)的不同傳感器中。試劑層可以形成在電極上或電極周圍，樣品傳輸通路從中經(jīng)過。
在樣品導(dǎo)入口周圍和樣品傳輸通路的表面上，可以涂布表面活性劑和脂質(zhì)以便于樣品的引入。
上述實(shí)施方式中的材料、生產(chǎn)方法和應(yīng)用在此后進(jìn)行詳細(xì)說明。
作為板構(gòu)件，可以使用塑料比如聚對苯二甲酸乙二醇酯，生物可降解材料比如聚乳酸，和紙。
本發(fā)明傳感器中可用的電極材料包括金屬，比如鉑、金、銀/氯化銀、銀、銅、鈀、銥、鉛、鎳、鈦、氧化錫或鉑黑。這些具有良好的導(dǎo)電性，并且可以根據(jù)蒸鍍法、濺射法、電鍍法、CVD或涂布和干燥來形成。盡管在其導(dǎo)電性方面不如鉑和金，碳粉也可以根據(jù)絲網(wǎng)印刷法通過將其形成糊狀(paste)然后涂布到基板上而象銀粉那樣容易地形成電極。此外，鉑和金的粒狀物質(zhì)可以形成糊狀并且可以以印刷法加工。
作為碳材料，也可以使用碳納米管、碳微線圈、carbon nanohoms、富勒烯、樹枝狀高分子及它們的衍生物。這些由于它們獨(dú)特的性質(zhì)(結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電性)而適合于固定分子識別元件或適合于電極材料。
在蛋白質(zhì)傳感器中，鎳優(yōu)選用作電極材料。鎳可以在預(yù)定條件下氧化蛋白質(zhì)的氨基，可以是蛋白質(zhì)傳感器。它可用于FIA(流動注射分析)。
優(yōu)選地，粘膠層根據(jù)絲網(wǎng)印刷法形成。粘性雙面膠也可以用于它。此處可用的膠粘劑包括例如帶(bond)、粘性糊。
試劑可以加入到粘膠層中，并且粘膠層和試劑層可以根據(jù)絲網(wǎng)印刷法同時形成。
優(yōu)選地，試劑層根據(jù)包括以下的方法形成以水溶液的形式將試劑通過分配器滴下，然后將其干燥。通過控制其粘度，試劑層也可以根據(jù)絲網(wǎng)印刷法形成。
當(dāng)傳感器具有一個試劑層時，它可以檢測一種物質(zhì)。然而，當(dāng)檢測兩種不同類型物質(zhì)時，可以在一片電絕緣的平面基板上形成不同類型的試劑層(JP-A-1-291153)，如圖19～21。在這種情況下，如附圖所示，可以根據(jù)絲網(wǎng)印刷法在試劑層之間的中間空間形成由碳、保護(hù)劑或吸水材料形成的凸起(12)，以防止試劑層混在一起。在這種情況下，凸起的初始厚度必須小于粘膠層的厚度，并且當(dāng)折疊和彎曲時，凸起的頂部、左側(cè)和右側(cè)必須互不接觸。這是為了促進(jìn)樣品流過生物傳感器結(jié)構(gòu)。當(dāng)使用吸水物質(zhì)時，在樣品經(jīng)過它后它會溶脹，它起到防止溶解了的試劑混在一起的作用。當(dāng)電極數(shù)量不是4(圖19～21的(a)、(b))而是3時，那么例如，一個中心電極可以用作普通對電極(圖19～21的(c)、(d))。
試劑與電極表面或基板的結(jié)合可以根據(jù)干燥后的吸附法或共價鍵法進(jìn)行。
對于試劑，此處可用的是酶、抗體、核酸、引物、肽核酸、核酸探針、微生物、細(xì)胞器、受體、細(xì)胞組織、分子識別元件比如冠醚、介質(zhì)、嵌入劑、輔酶、標(biāo)記的抗體物質(zhì)、底物、無機(jī)鹽、表面活性劑、脂質(zhì)。
例如，在酶傳感器中，用作分子識別元件的酶的類型根據(jù)所要檢測的對象的不同而變化。例如，當(dāng)要檢測的對象是血糖(葡萄糖)或尿糖時，使用葡萄糖氧化酶或葡萄糖脫氫酶；當(dāng)要檢測的對象是糖基化血紅蛋時，使用果糖基胺氧化酶和蛋白酶的混合物；當(dāng)要檢測的對象是乳酸時，使用乳酸氧化酶；當(dāng)要檢測的對象是總膽固醇時，使用膽固醇酯酶和膽固醇氧化酶的混合物；當(dāng)要檢測的對象是尿酸時，使用尿酸氧化酶；當(dāng)要檢測的對象是乙醇時，使用乙醇氧化酶；當(dāng)要檢測的對象是谷氨酸時，使用谷氨酸氧化酶；當(dāng)要檢測的對象是丙酮酸時，使用丙酮酸氧化酶。
在上述酶傳感器中，電子傳遞體(介質(zhì))與酶一起使用。對于該介質(zhì)，此處可用的是鐵氰化鉀、二茂鐵、二茂鐵衍生物、煙酰胺衍生物、黃素衍生物、苯醌和醌衍生物。
在pH傳感器中，無機(jī)鹽比如氯化鈉或氯化鉀和醌氫醌的試劑層在其上形成有銀/氯化銀電極和任何其他電極的基板上形成。在這種情況下，電極間的電位變化被測量。
在單核苷酸多態(tài)性傳感器(SNPs)中(A.Ahmadian等，Biotechniques，32，748，2002)，引物、DNA聚合酶和脫氧核苷三磷酸的混合物在上述pH傳感器中被另外用作試劑。其中，當(dāng)樣品中被檢測的目的DNA與引物互補(bǔ)時，則pH變化被測量。
在免疫傳感器中，抗原-抗體反應(yīng)被利用，例如，當(dāng)測量人血清白蛋白時，抗白蛋白抗體在其中被用作分子識別元件。在免疫傳感器中，可以測量由于抗原抗體復(fù)合物的形成而變化的電極間的電位。
在微生物傳感器中，例如微生物比如熒光假單孢菌屬(pseudomonasfluorescence)(被檢測對象葡萄糖)或trichosporon brassicae(被檢測對象乙醇)被用作分子識別單元。這些微生物是氧氣呼吸(需氧性)的，或在沒有氧氣下產(chǎn)生代謝物，具有它們的傳感器是電檢測氧氣呼吸量或代謝物量。
在細(xì)胞器傳感器中使用細(xì)胞器作為分子識別元件。例如，當(dāng)使用線粒體電子傳遞粒子時，能夠測量NADH。原理是NADH被線粒體電子傳遞粒子氧化，此時消耗氧，基于在該階段的氧的量為指標(biāo)，可以測量NADH或NADPH。
在受體傳感器中使用受體(rector)例如細(xì)胞膜作為分子識別元件。被檢測的對象可以是激素或神經(jīng)遞質(zhì)。檢測原理如下受體變化轉(zhuǎn)化成電位，其通過傳感器中的電極測量。
在組織傳感器中使用動物或植物組織作為分子識別元件。對于動物或植物組織，例如此處可用的是青蛙皮膚、動物肝臟切片，或黃瓜或香蕉皮。測量原理如下例如，在使用青蛙皮膚組織的鈉傳感器中，青蛙皮膚組織選擇性地透過鈉離子，因此皮膚組織的電位發(fā)生變化。據(jù)此，測量該電位變化以測定鈉離子的量。
文中說明的生物傳感器的施用的其他實(shí)例是DNA芯片(JP-A-5-199898)。如圖22中在電極陣列上(US 4225410)，固定有多種單鏈核酸探針，各與多種所要檢測的目的基因互補(bǔ)。核酸探針的一種類型固定在一個電極上。為了確認(rèn)大量目的基因的存在或是不存在，將變性為單鏈形式的基因樣品與核酸探針雜交，然后將能夠特異性結(jié)合到雙鏈核酸上的電化學(xué)活性雙鏈識別體(recognition body)加入其中。洗滌后，基板在有緩沖液存在下折疊，依次對其施加電壓，用陣列電極作為工作電極，上部大的電極作為對電極。在這種條件下，當(dāng)雙鏈形成時，該雙鏈嵌入劑被氧化，并且氧化電流流過傳感器。在沒有雙鏈形式形成的電極中，由嵌入劑引起的電流不流過它。根據(jù)電流流過的電極的位置，核酸探針的類型是已知的，因此能夠知道目的基因的存在或不存在，并且目的基因的定性分析是可能的。作為雙鏈識別因子，此處可用的是嵌入劑比如吖啶橙，和金屬嵌入劑比如三(菲咯啉)鈷復(fù)合物。
優(yōu)選地，本發(fā)明的生物傳感器在干燥下貯存。優(yōu)選地，它與干燥劑一起貯存。干燥劑包括活性氧化鋁、沸石、硅膠、氯化鈣。
當(dāng)上述生物傳感器用于測量時，生物傳感器被安裝在儀器上，在生物傳感器中產(chǎn)生的電參數(shù)值被測量。對于該測量，該儀器被提供有測量生物傳感器的電參數(shù)值測量單元，和顯示測量的值的顯示單元。對于在測量單元的測量方法，可以采用任何電位階躍計(jì)時電流法、庫侖法或循環(huán)伏安法。該儀器可以包括記憶單元用于存儲測量的值。此外，它可以在其中安裝有無線單元比如藍(lán)牙用于遠(yuǎn)距離控制測量的值。
圖24是顯示通過折疊一片彈性板構(gòu)件而生產(chǎn)生物傳感器的方法的附圖的實(shí)例，其中所生產(chǎn)的生物傳感器的固定是通過熱改性加工完成的以使板構(gòu)件防止翹曲和變形。
圖24(a)是通過折疊和彎曲板構(gòu)件而生產(chǎn)的生物傳感器101的實(shí)例。該生物傳感器包括絕緣性彈性板構(gòu)件102，在板構(gòu)件上的電極103，樣品導(dǎo)入口104和折疊部分105。盡管沒有顯示，在生物傳感器的板構(gòu)件102的上部和下部之間存在用于形成樣品導(dǎo)入口以及反應(yīng)檢測器部分的間隔層。間隔層可以由粘膠層單獨(dú)形成，或可以由板構(gòu)件和在其上部和下部層上形成的粘膠層形成。
當(dāng)板構(gòu)件通過折疊和彎曲例如沿著穿過基板形成的穿孔塑形成傳感器時，形成折疊部分105。
圖24(b)、(c)顯示折疊部分105的熱改性部分(107)的實(shí)例。對于此，生物傳感器的折疊部分105被插入到熱改性裝置106(模具)中，由此該折疊部分105或其周圍被加熱和熱改性。
模具106不總是需要溝，也可以是具有平面表面的模具(熱源)。生物傳感器的折疊部分邊緣(“折疊部分邊緣”，指除了樣品導(dǎo)入口104和反應(yīng)檢測器部分周圍的區(qū)域外的部分，指包括折疊部分105或折疊部分105及其周圍的存在有生物傳感器折疊部分的邊緣區(qū)域)可以不與模具直接接觸，并且折疊部分的邊緣可以通過加熱從模具改性。
此處，由于酶可以通過加熱而失活，因此期望被加熱的區(qū)域限制在生物傳感器101的折疊部分105，或在折疊部分及其周圍，或在折疊部分對側(cè)的蓋邊緣(蓋邊緣-“蓋邊緣”是除了樣品導(dǎo)入口104和反應(yīng)檢測器部分周圍的區(qū)域外的部分，指在折疊部分對側(cè)(opposite side)上的蓋邊緣存在的區(qū)域)部分的周圍。據(jù)此，樣品導(dǎo)入口和反應(yīng)檢測器部分可以這樣來控制以使它們幾乎不受加熱的影響。
圖25顯示得到具有熱改性部分107的生物傳感器的實(shí)例，其中折疊部分105或折疊部分105及其周圍是通過在生物傳感器101的折疊部分邊緣以及其上面和下面提供的三個熱改性裝置(熱線圈)106形成的熱改性部分107來進(jìn)行熱改性的。在這種情況下，生物傳感器的相應(yīng)部分可以通過與熱線圈接觸而熱改性，或者可以不與熱線圈直接接觸而是通過熱線圈的熱輻射而熱改性。
如上所述的，期望熱線圈配置在生物傳感器101內(nèi)部的酶不被它們的熱影響的區(qū)域。
圖26顯示得到具有熱改性部分107的生物傳感器的實(shí)例，其中將用于熱壓結(jié)合(bonding)改性的成對的上部和下部改性單元(模具)106熱壓在生物傳感器的折疊部分的邊緣上，由此板構(gòu)件102和間隔的必要部分被固化和改性形成改性部分107。
在圖26中使用的是成對的上部和下部模具106。然而除了它，單獨(dú)的上部或下部模具也可用于熱改性由此降低翹曲和變形的影響。
如上所述，模具優(yōu)選配置在在生物傳感器101內(nèi)部的酶不被它們的熱影響的區(qū)域。
圖27顯示象圖26那樣通過將兩個部分，即包括生物傳感器101的折疊部分的折疊部分106周圍和蓋邊緣109周圍，以用于熱壓結(jié)合改性的成對上部和下部模具106進(jìn)行熱壓結(jié)合改性而將板構(gòu)件102和間隔的必要部分進(jìn)行固化和改性的例子。
在圖27中使用的是成對的上部和下部模具106。然而除了它，單獨(dú)的上部或下部模具也可用于熱改性由此降低翹曲和變形的影響。
如上所述，模具優(yōu)選配置在在生物傳感器101內(nèi)部的酶不被它們的熱影響的區(qū)域。
圖28顯示光固化的實(shí)例，其中在其折疊部分105處具有光固化性樹脂的基板102，或由光固化性樹脂形成的板構(gòu)件102上形成的折疊部分105，或折疊部分105及其周圍暴露于光，由此該光固化性樹脂被光固化。
圖29顯示折疊部分105，或折疊部分105及其周圍浸入到放在改性裝置106的溝中的化學(xué)試劑中，并在其中被改性。此處所用的化學(xué)試劑優(yōu)選是溶解基板的有機(jī)溶劑。溶劑滲透入折疊部分中，由此能夠去除或者降低翹曲力(力)。
當(dāng)圖29中的化學(xué)試劑是熱固化性樹脂或光固化性樹脂時，浸入的部分可以在加熱或用光照射的預(yù)定步驟中被處理，樹脂可以由此而固化并且它的翹曲可以被防止。
圖30顯示通過與用化學(xué)試劑浸潤的旋轉(zhuǎn)滾子的表面相接觸而將折疊部分105，或折疊部分105及其周圍改性的實(shí)例。
當(dāng)圖30中的化學(xué)試劑是熱固化性樹脂或光固化性樹脂時，該部分可以在加熱或用光照射的預(yù)定步驟中被處理，樹脂可以由此而固化并且它的翹曲可以被防止。在這種情況下，旋轉(zhuǎn)滾子型加熱器或光源可以用于代替上述滾子來完成熱固化或光固化。
圖31～圖36顯示防止翹曲和變形的方法，其中夾子被用作固定工具，生物傳感器的具有折疊部分的端部被整個或者部分夾住以固定基板或蓋用于防止翹曲。
圖31是使用固定工具(夾子)的固定方法的一個實(shí)例，該工具具有能夠整個夾住并且固定生物傳感器101的折疊部分邊緣的大小。在這種情況下使用的夾子的材料可以是它的夾強(qiáng)度能夠足夠固定該折疊部分并且防止其翹曲，并且它不產(chǎn)生過度損傷比如生物傳感器體上的凹陷，尤其能夠防止樣品導(dǎo)入口和反應(yīng)檢測器部分的變形。例如，該材料可以是金屬或塑料，并且優(yōu)選塑料。
圖32除了夾子的大小外與圖31相同。在這種情況下，考慮到其左右平衡，固定工具(夾子)108優(yōu)選安裝在生物傳感器101的折疊部分邊緣的中心。此外，更窄的固定工具比如更小的夾子或發(fā)夾可以用于固定生物傳感器101的折疊部分邊緣的至少一部分以防止翹曲。
圖33是使用固定工具(夾子)108的固定方法的一個實(shí)例，該固定工具具有能夠從生物傳感器101的折疊部分邊緣的一側(cè)整個夾住生物傳感器的整個寬度的大小。
圖34是固定方法的一個實(shí)例，其中生物傳感器101的折疊部分邊緣的側(cè)面通過使用兩個固定工具(夾子)108在其兩側(cè)夾住它們而固定。
圖35是用固定工具(帽)108整個罩住生物傳感器101的折疊部分邊緣的固定方法的一個實(shí)例。在這種情況下使用的帽的材料沒有特別的限定，可以是金屬或塑料，但是優(yōu)選塑料。當(dāng)熱收縮性材料被用作帽時，生物傳感器的折疊部分邊緣可以用適合的力均勻地固定。
圖36是固定方法的一個實(shí)例，其中生物傳感器101的折疊部分邊緣用固定工具(框架)108固定。在這種情況下使用的框架的材料沒有特別的限定，可以是金屬或塑料，但是優(yōu)選塑料。
圖37是固定方法的一個實(shí)例，其中生物傳感器101的折疊部分邊緣用固定工具(環(huán))108固定。在這種情況下使用的環(huán)的材料沒有特別的限定，但是優(yōu)選塑料。尤其優(yōu)選地使用橡膠等的彈性環(huán)，或者熱收縮劑的環(huán)可以通過熱收縮處理而固定以用于這種情況。
圖38是固定方法的一個實(shí)例，其中生物傳感器101的折疊部分邊緣用固定工具(管形環(huán))108固定。在這種情況下使用的環(huán)的材料沒有特別的限定，但是優(yōu)選塑料。尤其優(yōu)選地使用橡膠等的彈性環(huán)，或者熱收縮劑的環(huán)可以通過熱收縮處理而固定以用于這種情況。
圖39是固定方法的一個實(shí)例，其中生物傳感器101的折疊部分邊緣用固定工具(粘膠帶)108固定。在這種情況下使用的粘膠帶的材料沒有特別的限定，但是優(yōu)選塑料。尤其優(yōu)選地使用橡膠等的彈性環(huán)，或者熱收縮劑的環(huán)可以通過熱收縮處理而固定以用于這種情況。
實(shí)施例本發(fā)明參照下列實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地說明，然而本發(fā)明不限制于這些實(shí)施例。在實(shí)施例中，葡萄糖傳感器用作酶傳感器的實(shí)例。
實(shí)施例1圖2(a)是顯示本發(fā)明實(shí)施方式的葡萄糖傳感器的附圖。作為試劑層使用的是葡萄糖氧化酶和鐵氰化鉀。顯示在圖2(a)中的葡萄糖傳感器的測量原理如下在該傳感器中，通過毛細(xì)管作用將樣品經(jīng)過樣品導(dǎo)入口被引入傳感器中。這樣的引入中，葡萄糖溶液的作用如下通過葡萄糖的氧化，由于試劑層中GOD的催化劑作用，鐵氰離子轉(zhuǎn)化成亞鐵氰離子，如下式1中所示式1
產(chǎn)生的亞鐵氰離子根據(jù)下式2的電極反應(yīng)在碳電極上被氧化，并由此被電化學(xué)檢測。
式2
根據(jù)使用本發(fā)明葡萄糖傳感器的檢測方法，產(chǎn)生的亞鐵氰離子被陽極電極氧化產(chǎn)生陽極電流，亞鐵氰離子再次恢復(fù)到鐵氰離子。如上所述，通過檢測由酶反應(yīng)而產(chǎn)生的亞鐵氰離子濃度的電流值變化，可以定量地測定葡萄糖。
下面說明的是生產(chǎn)方法和測量方法。
具有長度65mm、寬度6mm以及厚度188μm的PET被用作傳感器基板。在該傳感器基板上通過使用絲網(wǎng)印刷裝置以2.6mm的間隔形成兩個碳電極，每個具有1.3mm的寬度。以絲網(wǎng)印刷法將膠粘劑涂布到其上以在基板上形成粘膠層。在將要折疊的部分形成穿孔。樣品量是0.5μl。
酶和介質(zhì)的試劑層按照如下形成將葡萄糖氧化酶(GOD)和鐵氰化鉀(介質(zhì))溶解在蒸餾水中，并涂布到電極表面上。將4單位的GOD和0.1mg的鐵氰化鉀溶解在10μl蒸餾水中。將3μl的該GOD溶液涂布到電極的表面上并在真空下干燥以在兩個電極上形成酶/介質(zhì)試劑層。
通過使用該葡萄糖傳感器測量血糖(血中葡萄糖)的實(shí)施例被說明。作為用于用該葡萄糖傳感器分析檢測血糖的樣品溶液，使用的是具體制備成具有50、100、200、300、400或500mg/dl的葡萄糖濃度和40％血細(xì)胞比容值的全血樣品。測量通過電位階躍計(jì)時電流法完成。通過毛細(xì)管作用將0.5μl的血液樣品經(jīng)過樣品導(dǎo)入口引入到傳感器中，在5秒鐘后，將900mV的電壓施加到傳感器的兩個電極上。再過5秒鐘后，測量流經(jīng)傳感器的電流值。
圖23表示本發(fā)明傳感器根據(jù)葡萄糖濃度顯示的電流值變化。參照圖23，在50、100、200、300、400和500mg/dl的血糖范圍內(nèi)觀察到1～2.5μA的電流值變化。當(dāng)100mg/dl的全血樣品被分析10次時，測量值的重現(xiàn)性就其波動變異系數(shù)而言是4.1％。
實(shí)施例2在實(shí)施例1中，葡萄糖氧化酶和鐵氰化鉀的試劑層在電極上形成。在實(shí)施例2中，它不是在電極上而是在蓋部分上形成。參照圖2(a)對其說明。試劑層在樣品傳輸通路8的蓋部分的一部分中形成，該樣品傳輸通路8在形成于蓋部分中的粘膠層10之間。實(shí)施例2在傳感器基板、形成酶/介質(zhì)試劑層的方法以及測量條件方面與實(shí)施例1相同，除了在前者中試劑層是在蓋層中形成的。因此，在50、100、200、300、400和500mg/dl的血糖范圍內(nèi)觀察到1～3.0μA的電流值變化，幾乎與圖23中的相似。當(dāng)100mg/dl的全血樣品被分析10次時，測量值的重現(xiàn)性就其波動變異系數(shù)而言是5.9％。
權(quán)利要求
1.一種通過折疊、彎曲或折疊和彎曲一片電絕緣的平面基板而生產(chǎn)的生物傳感器。
2.一種生物傳感器，包括配置于夾在基板和蓋之間的空間內(nèi)的電極；樣品導(dǎo)入口，樣品通過該入口注入到該空間；和樣品傳輸通路，其從樣品導(dǎo)入口延伸經(jīng)過該電極，其中基板和蓋通過折疊和彎曲一片電絕緣板構(gòu)件而形成，電極是在板構(gòu)件表面上形成，并且該板構(gòu)件以其表面向內(nèi)折疊和彎曲，使得電極配置于夾在基板和蓋之間的空間內(nèi)，并且樣品傳輸通路配置于板構(gòu)件的表面，并被為了面對面配置基板和蓋而設(shè)的粘膠層所限定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的生物傳感器，其中在要被折疊和彎曲的板構(gòu)件的可折疊和可彎曲部分形成穿孔。
4.一種生物傳感器，包括傳感器體，其通過將一片電絕緣的板構(gòu)件的彎曲成圓筒狀結(jié)構(gòu)而形成；電極，在傳感器體的內(nèi)壁上形成；樣品導(dǎo)入口，在所述圓筒的一端和側(cè)面形成；樣品傳輸通路，從樣品導(dǎo)入口延伸經(jīng)過該電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的生物傳感器，其中該圓筒狀結(jié)構(gòu)是圓柱、橢圓柱、半圓柱、扇形柱、月牙形柱、三角形柱、方形柱和多角柱。
6.根據(jù)權(quán)利要求2～5中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中電極被保護(hù)層限定。
7.根據(jù)權(quán)利要求2～6中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中在樣品傳輸通路經(jīng)過的電極上有試劑層。
8.根據(jù)權(quán)利要求2～6中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中在樣品傳輸通路經(jīng)過的蓋上有試劑層。
9.根據(jù)權(quán)利要求2～8中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中樣品導(dǎo)入口在樣品傳輸通路的一端或中點(diǎn)上形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求2～9中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中表面活性劑和/或脂質(zhì)被涂布在樣品導(dǎo)入口周圍，或涂布在樣品傳輸通路表面和試劑層周圍。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的生物傳感器，其中脂質(zhì)是卵磷脂。
12.根據(jù)權(quán)利要求2～11中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中樣品導(dǎo)入口的尖端部分具有曲線部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求2～12中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中板構(gòu)件是任何塑料、可生物降解材料或紙。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的生物傳感器，其中塑料是聚對苯二甲酸乙二醇酯。
15.根據(jù)權(quán)利要求2～14中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中電極由以下的任何材料形成碳、銀、銀/氯化銀、鉑、金、鎳、銅、鈀、鈦、銥、鉛、氧化錫或鉑黑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的生物傳感器，其中電極由鎳形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的生物傳感器，其中碳選自以下任何材料碳納米管、碳微線圈、carbon nanohorns、富勒烯、樹枝狀高分子或其衍生物。
18.根據(jù)權(quán)利要求2～17中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中電極以以下任何方法形成于板構(gòu)件上絲網(wǎng)印刷法、蒸鍍法、濺射法、箔粘著法或電鍍法。
19.根據(jù)權(quán)利要求2～18中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中粘膠層以絲網(wǎng)印刷法形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求2～17中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中試劑被包括在粘膠層中。
21.根據(jù)權(quán)利要求6的生物傳感器，其中保護(hù)層以絲網(wǎng)印刷法形成。
22.根據(jù)權(quán)利要求7的生物傳感器，其中試劑層在純化后形成。
23.根據(jù)權(quán)利要求7～22中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中試劑層以絲網(wǎng)印刷法或分配器法形成。
24.根據(jù)權(quán)利要求7～23中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中試劑層以試劑被干燥的吸附法或共價鍵法被固定在電極的表面、板構(gòu)件的表面或蓋上。
25.根據(jù)權(quán)利要求7～24中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中提供兩種或更多種不同的試劑層。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的生物傳感器，其中在不同試劑層之間配置有凸起分隔部分。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的生物傳感器，其中凸起分隔部分以絲網(wǎng)印刷法形成。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的生物傳感器，其中凸起分隔部分由任何碳、保護(hù)劑或吸水性材料形成。
29.根據(jù)權(quán)利要求7～28中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中試劑層包括下列任何物質(zhì)酶、抗體、核酸、引物、肽核酸、核酸探針、微生物、細(xì)胞器、受體、細(xì)胞組織、分子識別元件比如冠醚、介質(zhì)、嵌入劑、輔酶、標(biāo)記的抗體物質(zhì)、底物、無機(jī)鹽、表面活性劑、脂質(zhì)或它們的組合。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的生物傳感器，其中酶是任何氧化酶或脫氫酶，比如葡萄糖氧化酶、果糖基胺氧化酶、乳酸氧化酶、尿酸氧化酶、膽固醇氧化酶、乙醇氧化酶、谷氨酸氧化酶、丙酮酸氧化酶、葡萄糖脫氫酶、乳酸脫氫酶、乙醇脫氫酶，和膽固醇酯酶、蛋白酶、DNA聚合酶或它們的組合。
31.根據(jù)權(quán)利要求7～30中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中試劑層包括酶和介質(zhì)的組合。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的生物傳感器，其中介質(zhì)選自鐵氰化鉀、二茂鐵和苯醌。
33.根據(jù)權(quán)利要求7～32中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中試劑層包括無機(jī)鹽比如氯化鈉或氯化鉀與醌氫醌的組合。
34.根據(jù)權(quán)利要求7～33中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中試劑層包括引物、DNA聚合酶和脫氧核苷三磷酸的組合。
35.根據(jù)權(quán)利要求7～34中任一項(xiàng)的生物傳感器，其中試劑層包括無機(jī)鹽比如氯化鈉和氯化鉀與醌氫醌、引物、DNA聚合酶和脫氧核苷三磷酸的組合。
36.根據(jù)權(quán)利要求7的生物傳感器，其中核酸探針被固定作為試劑層。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的生物傳感器，其中電極形成陣列。
38.一種生物傳感器儀器，包括權(quán)利要求1～37中任一項(xiàng)的生物傳感器，測量單元，其測量生物傳感器的電極的電參數(shù)值，顯示單元，其顯示測量單元測定的值，記憶單元，其存儲測定的值。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的生物傳感器儀器，其中任何電位階躍計(jì)時電流法、庫侖法和循環(huán)伏安法被測量單元用作測量方法。
40.根據(jù)權(quán)利要求38和39的生物傳感器儀器，其中藍(lán)牙作為無線單元被進(jìn)一步提供。
41.一種用干燥劑貯存權(quán)利要求1～37中任一項(xiàng)的生物傳感器的方法。
42.一種生產(chǎn)包括以下部分的生物傳感器的方法，生物傳感器包括電極，樣品導(dǎo)入口，樣品通過該入口注入到空間，和樣品傳輸通路，其從樣品導(dǎo)入口延伸經(jīng)過該電極，它們配置于夾在基板和蓋之間的空間內(nèi)其中樣品傳輸通路被為了面對面配置基板和蓋而設(shè)的粘膠層所限定；該方法包括如下的折疊和彎曲板構(gòu)件步驟通過將電絕緣的板構(gòu)件折疊和彎曲使在板構(gòu)件上形成的電極面對內(nèi)側(cè)，因此將電極配置在夾在基板和蓋之間的空間內(nèi)，從而由該板構(gòu)件形成基板和蓋的步驟。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的生產(chǎn)生物傳感器的方法，包括折疊和彎曲步驟；和切斷板構(gòu)件的折疊和彎曲部分的折疊部分的步驟。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的生產(chǎn)生物傳感器的方法，其中折疊部分沿著穿孔被切斷。
45.根據(jù)權(quán)利要求42的生產(chǎn)生物傳感器的方法，其包括板構(gòu)件的折疊和彎曲步驟；和通過基板和蓋的壓縮和改性加工，或向折疊部分涂布固化劑或熱收縮劑，或裝備固定工具來固定基板和蓋的步驟。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中壓縮是在壓力下固定至少一部分生物傳感器的方法。
47.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中改性加工是在壓力下加熱和熱固定生物傳感器的折疊部分、或折疊部分及其周圍、或生物傳感器的任何其他部分的方法。
48.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中生物傳感器的粘膠層包括熱固化性樹脂，并且改性加工是在壓力下加熱和熱固定生物傳感器的折疊部分，或折疊部分及其周圍，或生物傳感器的任何其他部分，以固化全部或部分粘膠層的方法。
49.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中生物傳感器的板構(gòu)件由光透過性材料形成，粘膠層包括光固化性樹脂，并且改性加工是用光照射生物傳感器以固化粘膠層的方法。
50.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中生物傳感器的板構(gòu)件包括熱固化性樹脂，并且改性加工是加熱全部或部分板構(gòu)件以固化全部或部分板構(gòu)件的方法。
51.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中生物傳感器的板構(gòu)件包括透光樹脂，并且改性加工是用光照射板構(gòu)件以固化板構(gòu)件的方法。
52.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中改性加工是涂布溶劑到生物傳感器的折疊部分的表面，或折疊部分及其周圍的表面，以使溶劑浸入到折疊部分內(nèi)的方法。
53.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中固化劑的應(yīng)用是將熱固化性樹脂涂布到生物傳感器的折疊部分，或折疊部分及其周圍，并且進(jìn)一步加熱熱固化性樹脂以固化該固化性樹脂的方法。
54.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中固化劑的涂布是將透光樹脂涂布到生物傳感器的折疊部分，或折疊部分及其周圍，并且進(jìn)一步照射透光樹脂以固化該透光樹脂的方法。
55.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中熱收縮劑的涂布是將熱收縮劑涂布到生物傳感器的折疊部分，或折疊部分及其周圍，并且進(jìn)一步加熱熱收縮劑以半固化該熱收縮劑的方法。
56.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中固定工具的裝備是通過夾緊、包封、安裝帽、用彈性構(gòu)件夾緊、用熱收縮劑加工或裝備粘膠帶進(jìn)行的。
57.根據(jù)權(quán)利要求2的生物傳感器，其中生物傳感器的折疊部分是以權(quán)利要求43或44的方法切斷的。
58.根據(jù)權(quán)利要求2的生物傳感器，其中生物傳感器以權(quán)利要求45～55中任一項(xiàng)的方法固定。
59.根據(jù)權(quán)利要求2的生物傳感器，其中生物傳感器具有防止基板和蓋翹曲的固定工具。
全文摘要
一種小型化的生物傳感器，其中電極形成于一片電絕緣的基板上，并且將平面基板的片加工成立體，以使電極配置于基板的內(nèi)側(cè)以提供平面或立體電極配置，因此由毛細(xì)管現(xiàn)象引入的樣品能夠在小空間內(nèi)定量測量。一種生物傳感器的生產(chǎn)方法，包括以下步驟彎曲板構(gòu)件以使形成于電絕緣的板構(gòu)件表面的電極配置于內(nèi)側(cè)，并且將電極配置在被基板和蓋包圍的空間內(nèi)，因此由一片板構(gòu)件形成基板和蓋。
文檔編號G01N33/50GK1856703SQ200480027678
公開日2006年11月1日 申請日期2004年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月25日
發(fā)明者輕部征夫, 后藤正男, 中村秀明 申請人:獨(dú)立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)總合研究所