專利名稱：包括劑量充分性電極的分析物傳感器和方法
包括劑量充分性電極的分析物傳感器和方法 作為除美國之外指定的所有國家的申請人的美國國家公司
Abbott Diabetes Care Inc.以僅對于指定美國的申請人Yi Wang、 Benjamin J.Feldman-兩人都是美國公民和Jared L. Watkin-英國公民 名下的PCT國際專利申請，并且要求對于在2006年3月29日提交的 美國發(fā)明專利申請No.ll/277，931的優(yōu)先斥又，本申請?zhí)峤挥?007年3 月28日。
背景技術(shù)：
生物傳感器，也稱作分析傳感器或簡稱傳感器，通常被用來確定 樣品中生物分析物的存在和濃度。這樣的生物傳感器用來例如監(jiān)視糖 尿病患者身體中的血糖水平。
由于傳感器繼續(xù)被使用，所以繼續(xù)有對容易制造和對于病人容易 使用的傳感器的興趣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一些傳感器，這些傳感器具有多-方向的填充 能力，其具有一構(gòu)造，該構(gòu)造監(jiān)測樣品室的填充，而與腔室從那個方
向填充無關(guān)。更具體地說，本發(fā)明的傳感器實施例具有監(jiān)視多-方向填 充樣品室，特別是小容積樣品室的填充的電極構(gòu)造。
在一些實施例中，傳感器在樣品室中包括兩個電極的裝置，如兩 對電極，用以在兩個方向或尺寸上在樣品室中監(jiān)^f見樣品存在。例如， 第一電極裝置跨過樣品室的尺寸之一探測樣品的存在，并且第二電極 裝置探測電極是否足夠地被樣品覆蓋，以提供可接受結(jié)果。在一些實 施例中，第一裝置在第一方向或尺寸上探測樣品存在，并且第二裝置 在第二方向或尺寸上探測樣品存在，該第二方向或尺寸可以與第一方
向或尺寸正交。樣品室可以是任何適當(dāng)大小的，包括很大容積和很小容積樣品室。 在一定實施例中，如對于小容積樣品室，樣品室尺寸被設(shè)定成盛裝不
大于約lliL(微升)的樣品，在一些實施例中盛裝不大于約0.5 ^L， 在一些實施例中盛裝不大于約0.25 pL，及在其它實施例中盛裝不大于 約0.1 的樣品，其中在一定實施例中，樣品室具有不大于約0.05 pL 或甚至約0.03 jLiL或更小的容積。測量區(qū)存在于樣品室內(nèi)。測量區(qū)可 以具有與樣品室相同的容積、或比其小的容積。
本發(fā)明的實施例用于分析物，例如葡萄糖的探測和量化，其中在 多個實施例中，探測和量化借助于小容積，例如亞微升樣品來實現(xiàn)。 一般地，本發(fā)明是通過例如電量分析法、電流分析法、電位分析法或 其任意組合來分析一定量，例如小容量的分析物的傳感器。
本發(fā)明的傳感器，在一些實施例中，可以包括形成整個傳感器構(gòu) 造的兩個基片、在兩個基片之間的隔離物、至少一個工作電極、至少 一個反電極、及兩個或更多個指示電極。在一些實施例中，兩個或更 多個指示電極可以是多用途的，既起指示電極的作用，又起例如工作 電極的作用。兩個基片和隔離物 一起在兩個基片之間限定成樣品室。 工作電極、反電極、及指示電極的至少一部分存在于樣品室中。工作 電極和反電極可以是平面的或彼此面對。
多方向填充監(jiān)視特別適用于具有多方向填充能力的傳感器。在一 些實施例中，傳感器具有在至少兩側(cè)敞開或無界的樣品室。至少兩側(cè) 敞開的傳感器的例子是在兩個基片之間具有隔離物的傳感器，其中基 片的至少一個延伸過隔離物的端部。換句話說，至少一個基片懸臂向 外伸過隔離物。在一些實施例中，兩個基片都伸過隔離物的端部，又 例如， 一個基片可以比另一個基片伸得遠(yuǎn)?；诖蠖鄶?shù)實施例中外 伸或懸臂在具有樣品室進(jìn)口的傳感器的樣品接收端、側(cè)邊或棱邊上。 在一些實施例中，如末端填充傳感帶(sensor strip),隔離物懸臂是在 傳感帶的末端處。
構(gòu)成本發(fā)明特征的這些和各種其它特征在附屬權(quán)利要求書中以特 殊性而被指出。為了更好地理解本發(fā)明的傳感器、它們的優(yōu)點、它們的使用及由它們要達(dá)到的目的，應(yīng)該參考附圖和參考伴隨描述，在該 描述中表明和描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。


現(xiàn)在參閱附圖，其中在所有視圖中同一參考號和字母表示相應(yīng)的
結(jié)構(gòu)
圖1是按照本發(fā)明原理的一種電化學(xué)傳感帶的第一實施例的示意 透視圖2是圖1的傳感帶的側(cè)視圖； 圖3A是一種另外傳感帶的第一端的放大視圖； 圖3B是圖3A的傳感帶的俯視圖； 圖4是圖l和2的傳感帶的俯視圖，元件被拆除； 圖5是根據(jù)本發(fā)明的一種傳感器基片上的電極構(gòu)造實施例的示意 俯視圖6A是樣品室被部分充填情況下圖5的電極構(gòu)造的示意俯視圖； 圖6B是樣品室被部分充填到不同于圖6A液位的情況下圖5的電
極構(gòu)造示意俯視圖6C是樣品室被部分填充到不同于圖6A和6B液位的情況下圖
5的電極構(gòu)造示意俯視圖7是用于根據(jù)本發(fā)明的一種傳感器基片上的電極構(gòu)造的另一個
實施例的示意俯視圖8A是樣品室被部分填充情況下圖7的電極構(gòu)造示意俯視圖； 圖8B是樣品室被部分填充到不同于圖8A液位的情況下圖7的電
極構(gòu)造示意俯視圖8C是樣品室被部分填充到不同于圖8A和8B液位的情況下圖
7的電極構(gòu)造示意俯視圖8D是樣品室被充滿的情況下圖7的電極構(gòu)造示意俯視圖9是根據(jù)本發(fā)明的一種傳感器基片上的電極構(gòu)造的另一個實施
例的示意俯—見圖；圖IOA是根據(jù)本發(fā)明的一種傳感器電極構(gòu)造的另一個實施例的示 意俯一見圖，該電極構(gòu)造與圖10B的電極構(gòu)造一起使用；
圖10B是一種傳感器電極構(gòu)造的示意俯視圖，該電極構(gòu)造與圖 10A的電極構(gòu)造一起使用；及
圖IOC是表明圖IOA和10B的兩種電極構(gòu)造組合的示意俯視圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的傳感器可以設(shè)計成測量生物流體樣品的任何體積的分析 物的濃度，但在確定在小體積樣品，例如具有不大于約lpL、例如不 大于約0.5iuL、例如不大于約0.25 iliL、以及進(jìn)一步例如不大于約0.1 iaL的體積的樣品中分析物濃度的時特別有用。在一些實施例中，樣品 的體積可以低到0.05 jaL，或低到0.03 pL或更小。生物流體是其中分 析物能被測定的任何軀體流體，例如血液(它包括全血和其無細(xì)胞成 分，如血漿或血清)、間質(zhì)液、皮膚液、汗液、眼淚、尿液等。在一些 實施例中，生物流體是血液，感興趣的分析物是葡萄糖或乳酸鹽。
"電化學(xué)傳感器"、"電化學(xué)傳感帶"、"生物傳感器"、及其變體是 一種構(gòu)造成用來探測分析物的存在和/或測量其濃度的裝置。實現(xiàn)這一 目的的一種方式是借助電化學(xué)氧化和還原反應(yīng)。這些反應(yīng)轉(zhuǎn)換成可與 分析物的量或濃度相關(guān)的電信號。如以上概括的那樣，在一個公開的 實施例中，傳感器是包括被隔離物分離的兩個基片的傳感帶，并且在 多個實施例中，這種傳感器具有懸臂構(gòu)造?；谋砻媾c隔離物一起 限定樣品室。
一般參照附圖，特別是參照圖1-3，示意地表明本發(fā)明的電化學(xué) 傳感帶10的第一實施例。僅為了舉例目的，這里主要就電化學(xué)傳感帶 來描述本發(fā)明，而傳感器可以是任何適當(dāng)形狀的。傳感帶10具有第一 基片12、第二基片14、及位于它們之間的隔離物15。傳感帶10是分 層結(jié)構(gòu)，在這個具體實施例中具有一般矩形形狀，即，其長度比其寬 度長，盡管其它形狀也是可能的。
如下面將描述的那樣，在一些實施例中，傳感帶10包括至少一個工作電極、至少一個反電極(例如，兩個反電極)、以及至少兩個指示
電極(例如，兩個指示電極)。在其它實施例中，傳感帶10包括至少
兩個工作電極(例如，兩個工作電極)和至少兩個指示電極(例如，
兩個指示電極)；在這樣一種構(gòu)造中，至少兩個指示電極也起反電極的 作用。這些電極都存在于樣品室中，該樣品室可以從至少兩個方向充 填。
參照圖2,第一或底部基片12具有第一端部12A和相對的第二端 部12B。第二或頂部基片14具有第一端部14A和相對的第二端部14B。 隔離物15具有第一或前(樣品填充)端部15A和相對的第二端部15B。 就本^>開而言，第一端部12A、 14A、 15A祐j人定為"遠(yuǎn)端部"，第二 端部12B、 14B、 15B械z〖人定為"近端部"。在傳感帶10的遠(yuǎn)端部處， 基片端部12A、 14A延伸超過隔離物端部15A。在這樣一種構(gòu)造中， 基片12、 14中的每一個都是延伸超過隔離物15的懸臂基片。
基片12延伸超過隔離物15 (就是說，端部12A延伸超過端部 15A),其超出長度為附圖參考號18所示出的長度。類似地，基片14 延伸超過隔離物15 (就是說，端部14A延伸超過端部15A)，其超出 長度為附圖標(biāo)記16所示的長度。
也具有外伸部的懸臂傳感器的一種可供選擇的構(gòu)造用圖3A說明。
類似于圖1和2的傳感器10，傳感器10'具有有端部12A的第一基片 12和有端部14A的第二基片14,以及位于它們之間的、有端部15A 的隔離物15。端部12A、 14A彼此移位，從而使基片14的一部分在 傳感器的縱軸線方向上延伸越過基片12的端部12A?；倪@種彼此 相對移動造成懸置部17。這個懸置部17是懸臂長度16減去懸臂長度 18的長度。
傳感器的尺寸可以變化。在某些實施例中，傳感帶IO、 10'的整個 長度可不小于約20 mm,也不大于約50 mm。例如，長度可在約30 與45 mm之間，例如約30mm至40 mm。然而，要理解成可以制成 更短或更長的傳感帶10、 10'。在某些實施例中，傳感帶10、 10'的整 個寬度可以不小于約3 mm和不大于15 mm。 例如，寬度可以在約4與10 mm 之間，約在5mm至8 mm， 或約5mm至6 mm之間。在一 個具體實例中，傳感帶10具有約32 mm的長度和約6 mm的寬度。 在另一個具體實例中，傳感帶10、 10'具有約40 mm的長度和約5 mm 的寬度。在又一個具體實例中，傳感帶IO、 10'具有約34 mm的長度 和約4 mm的寬度。 基片
基片12、 14是形成傳感帶10、 10'的整體形狀和大小的不導(dǎo)電的 惰性基片。基片12、 14可以是基本上剛性的或基本上柔性的。在某些 實施例中，基片12、 14是柔性的或可變形的。用于基片12、 14的適 當(dāng)材料的實例包括但不限于聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、尼龍、 及其它"塑料，，或聚合物。也可以使用其它不導(dǎo)電材料。基片12、 14 的一個或兩個可以是或包括透明部分。
隔離物層
隔離物15位于第一基片12與第二基片14之間，并使兩者分離。 隔離物15通常是惰性的不導(dǎo)電基片，但可選擇釆用半導(dǎo)電材料，如導(dǎo) 電粘合劑(例如，單向?qū)щ娬澈蟿?。隔離物15典型地至少與基片12、 14一樣柔軟和可變形(或一樣剛硬)。在某些實施例中，隔離物15是 粘合劑層或雙面粘合帶或膜。被選擇用于隔離物15的任何粘合劑應(yīng)該 被選擇以防止擴散或能使擴散最小化，或防止或最小化可以干擾分析 物精確測定的材料的釋放。
隔離物15的厚度一般限定樣品室的深度或厚度。在某些實施例 中，隔離物15的厚度可以是至少約0.01 mm ( 10 pm)，并且不大于約 1 mm或約0.5 mm。例如,厚度可在約0.02 mm ( 20 pm )與約0.2 mm (200 nm)之間。在某一實施例中，厚度約為0.05 mm (50 |im)，在 另一個實施例中厚度約為0.1 mm ( 100 iLim)。
對于懸臂實施例，隔離物15的長度可以小于基片12和/或基片14 的長度。隔離物15的寬度可以與基片的寬度相同或不同。
隔離物懸置部
如以上提到的那樣，對于懸臂傳感帶，基片12、 14中至少有一個在遠(yuǎn)端部處延伸超過隔離物15;具體地說，第一端部12A延伸超過第 一端部15A,形成懸臂18,和/或第一端部14A延伸超過第一端部15A， 形成懸臂16。如果懸臂16、 18中有一個比另一個長，則形成懸置部 17，例如第一端部14A延伸超過第一端部12A。
懸臂16、 18的尺寸可以變化。為了便于描述，懸臂16、 18的特 征可以根據(jù)傳感帶IO、 10'的整個長度描述。例如，盡管可釆用較大和 較小的外伸部，懸臂16可以從傳感帶IO長度的約0.05%至約50%范 圍內(nèi)，例如在傳感帶10長度的約1%至約20%,例如在約4%至約 10%，例如傳感帶IO、 10'長度的約6%?；蛘邠Q句話說，懸臂16、 18 可以具有如下長度第二基片14可以大約延伸超過隔離物層15至少 約0.25 mm,例如至少約0.5mm,或例如至少約lmm。在某些實施 例中，懸臂16可以不大于約20mm。約2mm的懸臂16、 18是一個 具體的例子。
如果存在的話，懸置部17的尺寸可以變化。表述懸置部17的一 種方式是用傳感帶10'的整個長度。例如，懸置部17可以在傳感帶10' 整個長度的約0.5%至約20%范圍內(nèi)，例如約1%至約10%，例如約 2%至約5%,例如為傳感帶10'長度的約3%。在某些實施例中，懸置 部17可以至少約0.1 mm,并且在某些實施例中，至少約0.:25mm， 至少約0.5mm，以及另一些實施例中，至少約lmm。在某些實施例 中，懸置部17可不大于約10 mm，例如不大于約5 mm，例如約1 mm, 例如約0.25 mm至約0.5 mm，其實在某些實施例中外伸部可以是約 0.1 mm。
樣品室
仍然參照圖3A并且現(xiàn)在參照圖3B和4,傳感帶10、 10'包括用 來接收一定量的待分析樣品的樣品室20。樣品室20構(gòu)造成，當(dāng)樣品 充注在劑量室20中時，樣品與工作電極和反電極都處于電解接觸，這 種接觸使電流在電極之間流動，以直接在電極處或借助一種或多種電 子轉(zhuǎn)移介質(zhì)(例如，氧化還原介體和/或酶)實現(xiàn)分析物的電解(電氧 化或電還原)。在圖3A、 3B及4的實施例中，傳感帶10、 10'構(gòu)造成在傳感帶 10、 10'的遠(yuǎn)端部處把樣品接收到樣品室20中；這個遠(yuǎn)端部是傳感帶 10、 10'的樣品接收端部。
如以上提到的那樣，樣品室20—部分由基片12、基片14和由隔 離物15的端部15A限定。懸臂18是限定樣品室20的基片12的一部 分，不是外伸部17—部分(如果存在)的懸臂16的一部分也限定樣 品室20。相應(yīng)地，外伸部17從樣品室20延伸，并且與其連通。
如表示的那樣，樣品室周邊的一部分敞開或無界；在某些實施例 中，相當(dāng)大的部分無界，等于或大于樣品室周邊的大部分。如圖3B 所示，這個具體樣品室20的特征可以是由三個元件，即基片12、基 片14及第一端部15A形成樣品室20的三個側(cè)部。樣品室20至少一 個其它側(cè)部是敞開的，在這個實施例中，樣品室20的其它三個側(cè)部是 敞開的。
參照圖3B，說明傳感帶10'的俯視圖。由這個視圖看，樣品室20 具有側(cè)部20A、 20B、 20C、 20D。側(cè)部20A、 20C及20D敞向大氣， 就是說，它們無界。側(cè)部20A確定為第一基片12在第一端部12A上 的終止位置。側(cè)部20B由隔離物的第一端部15A限定。側(cè)部20C、 20D 與基片12、 14的側(cè)邊緣對齊。要理解為，在其它實施例中，樣品室可 以設(shè)計成具有例如更多側(cè)部，更少側(cè)部，彎曲側(cè)部的劑量室，或與其 相反，設(shè)計成不同于樣品室20的劑量室。
樣品室通過敞開側(cè)被填充。例如樣品室20具有一個以上的無界的 或有敞向大氣的側(cè)，且具有一個以上使試樣進(jìn)入樣品室的進(jìn)口。對于 樣品室20來說，它有三個經(jīng)過側(cè)部20A、側(cè)部20C及側(cè)部20D的可 能進(jìn)口或進(jìn)口區(qū)。樣品室20具有多個填充方向。在這個具體實施例中， 樣品室20可以經(jīng)側(cè)部20A、 20C或20D的4壬一個側(cè)部，沿它們的任 一側(cè)部的整個長度，或僅在這些側(cè)部的任一側(cè)部的端部進(jìn)行填充。也 可以采用角部填充，例如在側(cè)部20A與20C、或在側(cè)部20A與20D 的相交處進(jìn)行填充。角部填充傳感器的另外實例已提供在2005年11 月17日提交的本申請人的待決申請11/282,001中。樣品室20具有足以在其中接收生物流體樣品的容量。在一些實施 例中，如當(dāng)傳感帶10是小容量傳感器時，樣品室20具有不大于約1 HL，例如不大于約0.5 |LiL的容量，再例如不大于約0.25 |LiL的容量。 不大于約0.1 |LiL的容量，如不大于約0.05 和不大于約0.03 的 容量也適合樣品室20。
測量區(qū)包含在樣品室20內(nèi)，它是在分析物化驗期間僅接受檢測的 那一部分樣品在樣品室的所在區(qū)域。在一些實施例中，測量區(qū)具有不 大于約1 pL，例如不大于約0.5 |LiL,再如不大于約0.25 |uL,甚至不 大于約O.l pL的容積。不大于約0.05 iuL和不大于約0.03 pL的容積 也是測量區(qū)的適合容積。就提出的這些測量區(qū)容積來說，樣品室20 的容積可以不大于例如約1jiL，或者可以大于約lpL。在一些實施例 中，測量區(qū)具有與樣品室20的容積近似相等的容積。在一些實施例中， 測量區(qū)包括100%的樣品室或更小，例如80%或更小，例如75%或更 小。
電極
為了進(jìn)行化驗，傳感帶10包括多個電極、工作電極及反/基準(zhǔn)電 極。按照本發(fā)明，傳感帶10在基片12、 14中的一個上包括至少兩個 電極的裝置，以探測何時樣品室20已經(jīng)被充分地填充，以探測樣品室 和/或測量區(qū)的部分填充。第一電極裝置是一對電極。第二電極裝置可 以是單個電極或一對電極。在一些條件下，例如當(dāng)懸臂18非常小和在 縱向方向上部分填充的機會很小時，單個電極可起第二電極裝置的作 用。各種電極的如下一般描述是針對圖4表明的構(gòu)造。應(yīng)該理解，其 它電極構(gòu)造是可能的，而且都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
工作電極
傳感器包括例如定位在第一基片12或第二基片14上的至少一個 工作電極。工作電極是在其處借助或不借助氧化還原作用媒劑的介質(zhì) 使分析物電氧化或電還原的電極。參照圖4，在這個實施例中，工作 電極22存在于第二基片14上。工作電極22包括延伸到基片14的近 端部的導(dǎo)電跡線26，如用于連接到儀表。用作工作電極22的適當(dāng)材料的例子包括，如金、碳、鉑、二氧化 釕和鈀等導(dǎo)電材料，或其它抗蝕導(dǎo)電材料。工作電極22的材料典型地 具有相對較低的電阻，并且典型地在運行期間在傳感器的整個電位范 圍內(nèi)是電化學(xué)惰性的。恰當(dāng)?shù)膶?dǎo)電環(huán)氧樹脂的實例是ECCOCOAT CT5079-3 Carbon-Filled Conductive Epoxy Coating(可從W.R. Grace Company, Woburm， MA得到)。
工作電極22可通過各種方法的任一種設(shè)置于基片14上。工作電 極22可以通過諸如蒸汽淀積或真空淀積，；故淀積、；波濺射、,皮印在平 表面上或印在凸的或相反凹表面上，可由單獨載體或鑲條轉(zhuǎn)印，被蝕 刻、或被^t制。絲網(wǎng)印刷是用于工作電極22的恰當(dāng)方法，盡管可以使 用其它方法，如靜電印刷、噴墨印刷、激光印刷、照相平版印刷、及 噴涂。
工作電極22設(shè)置在樣品室20內(nèi)，以便與反電極一道分析分析物， 這將在下面描述。 反電極
傳感帶10典型地包括至少一個反電極，該反電極定位在樣品室 20內(nèi)的任一個基片12、 14上。反電極是與工作電極一道使用的電極， 通過該反電極流過的電化學(xué)電流的電流大小與通過工作電極的電流數(shù) 值相等，符號相反。參照圖4，兩個反電極24表示在基片12上。每 個反電極24包括延伸到近端部的導(dǎo)電跡線28,以-便與儀表連接。
反電極24可以以與工作電極22相類似的方式制作。反電極24 也可能是反/基準(zhǔn)電極。可選擇地，可以配置單獨的基準(zhǔn)電極與樣品室 相接觸。用于反電極、反/基準(zhǔn)電極或基準(zhǔn)電極的恰當(dāng)材料包括設(shè)置(例 如，印刷)在不導(dǎo)電基材上的Ag/AgCl或Ag/AgBr或設(shè)置在銀金屬基 底上的氯化銀。用于制作工作電極22的材料和方法也可以用來制造反 電極24，盡管也可以使用不同的材料和方法。反電極24可以包括多 種導(dǎo)電材料，如Ag/AgCl和碳的混合料。
指示電極
在一些實施例中，傳感帶10包括定位在第一基片12和/或第二基片14上的至少兩個指示電極；在圖4中，兩個指示電極25表明在基 片12上。每個指示電極25都包括延伸到近端部的導(dǎo)電跡線29,以便 與儀表連接。
指示電極25探測何時樣品室20已經(jīng)充分地填充有樣品，以防止 從部分填充的樣品室或測量區(qū)得到測量結(jié)果。指示電極25以這樣一種 方式定位在樣品室20中，即只要生物流體樣品接觸到兩個指示電極 25并且最好是覆蓋它們，就會有足夠的樣品存在，以供進(jìn)行準(zhǔn)確的分 析物分析。使指示電極2 5探測到足夠的樣品是確定足夠樣品是否的確 存在的第一步驟。下面另外提供討論。
如以上討論的那樣，具有無界或敞向大氣的三個側(cè)部20A、 20C 及20D的樣品室20，具有使樣品進(jìn)入樣品室用的至少三個可能存在的 進(jìn)口 。按照本發(fā)明，指示電極25與另 一個電極裝置一起被恰當(dāng)?shù)囟ㄎ唬?以監(jiān)測來自所有可能存在的進(jìn)口的填充。
指示電極25可以以與工作電才及22和/或反電極24相類似的方式 制作。制做指示電極25的適當(dāng)材料和方法包括與用于工作電極22和/ 或反電極24的相同的材料和方法，盡管也可以使用不同的材料和方 法。
電極構(gòu)造
本發(fā)明的傳感器包括基片12、 14上的兩個電極裝置，以監(jiān)視樣品 室20的充分填充。 一個電極裝置，例如一對指示電極25，監(jiān)測樣品 與電極的接觸是否已經(jīng)發(fā)生，并且第二電極裝置確定是否有足夠的樣 品進(jìn)行化驗。當(dāng)?shù)诙姌O裝置是電極對時，當(dāng)兩個電極具有相同的樣 品的接觸量(例如，百分比)時，存在足夠的樣品。比較來自第二電 極對的測量結(jié)果以確定電極的充分覆蓋是否已經(jīng)發(fā)生。在一些實施例 中，如以上描述的那樣，在一方向上樣品室的面積相當(dāng)小，在該方向
上可以用單個電極替代第二電極對。在這樣的實施例中，單個電極用 作第二電極裝置。
第一電極裝置(例如，對)沿樣品室的第一方向或范圍監(jiān)視樣品 的存在，并且第二電極裝置(例如，對或單個電極)監(jiān)視第二電極裝置的覆蓋。第二電極裝置典型地定位在第一對的電極之間，在例如與
第一方向或尺寸相正交的第二尺寸或方向上延伸。典型地，第一方向
是樣品室的較大尺寸。
一旦確定足夠樣品存在時，即第二電極裝置已經(jīng)確定覆蓋是足夠
的時，電極便成為附加儀表的信號源。適當(dāng)信號包括例如電壓、電流、
電阻、阻抗、電容、或任何其它電子可測量信號。信號向儀表、和/
或用戶指示在測量區(qū)中有能開始化驗或能顯示化驗結(jié)果的足夠樣品。 這種指示可以是可見符號和/或聲音和/或振動信號，或者儀表可以構(gòu)
造成自動地啟動化-驗。
適當(dāng)電極構(gòu)造的三個具體例子表示在圖5、 7及9中。然而，在這 些圖中，只專門表明第二基片；未表示第一基片。在圖5中，具有這 種電極構(gòu)造的傳感器具有在彼此面對的相對基片上布置的工作電極和 反電極以形成面對電極。"面對電極"使工作電極的工作表面與反電極 的表面近似相對。在圖7中，具有這種電極構(gòu)造的傳感器具有在同一 基片上的工作電極和反電極，以形成平面或共面電極。"平面電極"或 "共面電極"使工作電極的工作表面與反電極的表面至少近似成平面。 "平面電極"或"共面電極"典型地位于同一基片上。兩種構(gòu)造都包 括指示電極。
圖5，明確地表明，表示第二基片112以及反電極對124A、 124B 和它們的向近端部112B延伸的相應(yīng)跡線128A、 128B?；?12上還 存在有指示電極對125A、 125B和它們的相應(yīng)跡線129A、 129B。這些 電極124A、 124B、 125A、 125B都存在于樣品室120的區(qū)域中，靠近 基片112的遠(yuǎn)端部112A。對于這種構(gòu)造，工作電極存在于這里未表示 的第一基片上。樣品室120具有側(cè)部120A、 120B、 120C、 120D。
樣品室120的側(cè)部120A、 120C及120D是無界的。側(cè)部120A被 限定為第一基片112在第一端部112A處終止的位置。側(cè)部120B由隔 離物的第一端部(未表明)限定，并且側(cè)部120C、 120D與基片112 的側(cè)邊緣對齊。樣品進(jìn)入樣品室120的進(jìn)入點可以是沿側(cè)部120A的 任一點或沿其全部側(cè)部縱向進(jìn)入樣品室120中，或者經(jīng)側(cè)部120C或側(cè)部120D、在這些側(cè)部上的任一點或整個側(cè)部橫向進(jìn)入樣品室120 中。進(jìn)入也可在例如其中側(cè)部120A和側(cè)部120C相交的角部處。在樣 品室120內(nèi)的電極適當(dāng)?shù)爻尚?、定尺寸及排列在樣品?20內(nèi)，以監(jiān) 視樣品室120的適當(dāng)填充和與反電極124A、 124B的接觸，而這些都 與填充是否經(jīng)側(cè)部120A、側(cè)部120C、或側(cè)部120D發(fā)生無關(guān)。
在這個實施例中，反電極124A、 124B由跨過基片112、從側(cè)部 120B到120D的寬度的指示電極125A、 125B界定。指示電極125A、 125B構(gòu)造成在橫向方向上確認(rèn)樣品室120的填充，該橫向方向是樣品 室120的較長尺寸；就是說，指示電極125A、 125B確認(rèn)樣品從側(cè)部 120B至側(cè)部120D延伸。反電極124A、 124B被構(gòu)造和定位成，確認(rèn) 在樣品室120的縱向方向上從側(cè)部120B至側(cè)部120A的填充。下面討 論它們的運作模式。
共面電極構(gòu)造表明在圖7中。明確地說，圖7示出帶有工作電極 對222A、 222B和它們的向近端部212B延伸的相應(yīng)跡線226A、 226B 的第二基片212。也表明存在有共用功能電極對225A/224A、 225B/224B,這些電極都起指示電極和反電極的作用(這將在下面描 述)；還有它們的相應(yīng)跡線229A/228A、 229B/228B。這些電極222A、 222B、 225A/224A、 225B/224B都存在于樣品室220的區(qū)域中，靠近 基片212的遠(yuǎn)端部212A。樣品室220具有側(cè)部220A、 220B、 220C、 220D。側(cè)部220A、 220C及220D是無界的。
用于樣品進(jìn)入樣品室220的進(jìn)入點可經(jīng)側(cè)部220A縱向進(jìn)入樣品 室220中，或者經(jīng)側(cè)部220C或側(cè)部220D橫向進(jìn)入樣品室220中。進(jìn) 入可在側(cè)部的任一點處或在側(cè)部的整個長度處。進(jìn)入也可在例如其中 側(cè)部220A和側(cè)部220C相交的角部處。電極225A/224A、 225B/224B 適當(dāng)?shù)爻尚巍⒍ǔ叽缂芭帕性跇悠肥覂?nèi)，以監(jiān)視樣品室220的適當(dāng)填 充和與工作電極222A、 222B的接觸，而這與填充是否經(jīng)側(cè)部220A、 側(cè)部220C、或側(cè)部220D而發(fā)生無關(guān)。
在這個實施例中，工作電極222A、 222B由跨過樣品室220、從 側(cè)部220B至側(cè)部220D的寬度的電極225A/224A、 225B/224B限制。指示電極225A、 225B構(gòu)造成在樣品室220的橫向方向上確認(rèn)填充。 另外，工作電極222A、 22B構(gòu)造和定位成在才羊品室220的縱向方向上 確認(rèn)填充。在確認(rèn)適當(dāng)?shù)奶畛渲?，共用功能電極225A/224A、 225B/224B轉(zhuǎn)換到反向電極224A、 224B。下面討論它們的運作模式。
圖5和7的實施例具有矩形樣品室120、 220。圖9提供具有非矩 形樣品室的實施例。圖9，明確地說，示出帶有電極對324A、 324B 和指示電極對325A、 325B的第二基片312。這些電極324A、 324B、 325A、 325B存在于樣品室320的區(qū)域中，該區(qū)域具有一般弧形-三角 形狀。樣品室320具有側(cè)部320A和側(cè)部320B,側(cè)部320B是無界弧 形邊緣。整個側(cè)部320B是可能的進(jìn)口區(qū)。
電極324A、 324B可以是反電極；工作電極然后定位在形成面對 電極構(gòu)造的相對基片上?？蛇x擇地，電極324A、 324B可以是工作電 極；在這種構(gòu)造中，指示電極325A、 325B可以是共用功能電極，指 示電極325A、 325B中至少一個轉(zhuǎn)換成用于分析物分析的反電極。
樣品進(jìn)入樣品室320的進(jìn)入點可以是側(cè)部320B上的任何位置。 在樣品室320內(nèi)的電極適當(dāng)?shù)爻尚巍⒍ǔ叽缂芭帕性跇悠肥?20內(nèi)， 以監(jiān)^L樣品室320的適當(dāng)填充和與工作電極324A、 324B、和電極 325A、 325B的接觸，而不管填充在側(cè)部320B上的何處發(fā)生。
在這個實施例中，電極324A、 324B由沿側(cè)部320A跨過樣品室 320的寬度的指示電極325A、 325B限制。指示電極325A、 325B構(gòu)造 成在沿側(cè)部320A的一黃向方向上確i人樣品室320的填充；指示電極 325A、 325B確認(rèn)樣品沿側(cè)部320A的長度延伸。反電極324A、 324B 構(gòu)造和定位成確i人樣品室320的、從側(cè)部320A到在側(cè)部320B頂部的 縱向方向上的填充。
替代的電極構(gòu)造
在其它實施例中，本發(fā)明的傳感器包括兩個電極裝置，在基片12、 14的每一個上設(shè)置一個，這兩個電極裝置一起監(jiān)視樣品室20的足夠 填充。在這些構(gòu)造中，兩個電極裝置(例如，對)都一起工作以確定 樣品與電極的接觸是否已經(jīng)發(fā)生，并且確定是否有適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行化驗的足夠樣品。
在圖IOA、 10B及10C中，表明一種電極構(gòu)造，該構(gòu)造具有兩個 面對面的電極裝置。其中第一電極裝置是一對工作電極，第二電極裝 置是一對反電極。
參照圖IOA，表明其上具有工作電極422A和422B的第一基片 412,在圖10B中表明其上具有反電極424A和424B的第二基片414。 表明的基片412和基片414的部分是一般限定結(jié)果傳感器樣品室的那 個部分。在一些實施例中，第一電極裝置，例如工作電極422A、 422B， 一般與第二電極裝置，例如反電極424A、 424B,正交地定位。要理 解到，電極422A、 422B、 424A、 424B的每一個都具有從樣品室區(qū)域 延伸出的跡線，以便與例如儀表連接。
在圖IOC中，基片412和414以疊置方位定位，如它們在制成多 層傳感帶時那樣。典型地，隔離物層定位在基片412與基片414之間， 該基片412和基片414一起形成樣品室，如樣品室420。
如在圖10C中看到的那樣，工作電極422A的一部分疊置在反電 極424A和424B的每一個的一部分上，并且類似地，工作電才及422B 的一部分疊置在反電極424A和424B的每一個的一部分上。要理解到， 可以相反地進(jìn)行，即，反電極424A、 424B的一部分疊置在工作電極 422A、 422B的每一個的一部分上。這些重疊區(qū)域表明為重疊441 (即， 工作電極422A與反電極424A的重疊)、重疊442(即，工作電極422B 與反電極424A的重疊)、重疊443(即，工作電極422A與反電極424B 的重疊)、及重疊444 (即，工作電極422B與反電極424B的重疊)。 重疊區(qū)域441、 442、 443、 444存在于樣品室420中。樣品室420被構(gòu) 造成經(jīng)側(cè)部420A、 420B、 420C、 420D中的任一側(cè)部或在由側(cè)部420A 和420C、或側(cè)部420A和420D形成的角部處用于填充。
圖10C的電極構(gòu)造配置成，從以重疊區(qū)域441、 442、 443、 444 為基礎(chǔ)形成的樣品室420的兩個方向上監(jiān)測樣品填充，即在側(cè)部420A 與420B之間縱向地和在側(cè)部420C與420D之間橫向地監(jiān)測樣品填充。 當(dāng)樣品室420被適當(dāng)?shù)靥畛鋾r，從電極裝置的兩個電極接收的信號(例如，電流、電壓、等等)相同，當(dāng)然具有用于測量錯誤的可允許誤差。
例如，工作電極422A的信號是重疊441的信號加上重疊443的 信號。類似地，工作電極422B的信號是重疊442的信號加上重疊444 的信號。另外，反電極424A的信號是重疊441的信號加上重疊442 的信號，并且反電極424B的信號是重疊443的信號加上重疊444的 信號。在一些實施例中，當(dāng)樣品室42(H皮適當(dāng)?shù)靥畛鋾r，工作電極422A 的信號與工作電極422B的信號相等，并且反電極424A的信號與反電 極424B的信號相等。如果工作電極422A的信號與工作電極422B的 信號不相等，那么在樣品室420中在橫向上沒有足夠的填充。如果反 電極424A的信號與反電極424B的信號不相等，那么在樣品室420中 在縱向上沒有足夠的填充。采用在圖IOA、 IOB、 10C中表明的這樣 一種電極裝置，沒有互不相連的指示電極存在；兩個電極裝置構(gòu)成和 設(shè)置成在樣品室420的兩個方向上，即在側(cè)部420A與420B之間縱向 地、和在側(cè)部420C與420D之間橫向地監(jiān)視樣品填充。
在這個示范實施例中，每個電極裝置中的每個電極的大小或表面 面積一般是相同的。要理解為，在其它實施例中，電極的大小，從一 個裝置到另一個裝置、或從一個電極到另一個電極，都可以不同。在 這樣的實施例中，當(dāng)樣品室被完全填充時來自電極的信號將與電極大 小成正比。
同樣，如以上討論的那樣，在一些實施例中，如果樣品室的尺寸 在一個方向上足夠小，則第二電極裝置可以用單個電極代替，而不采 用電極對。例如，參照圖IOC，如果縱向尺寸(即，從側(cè)部420A到 側(cè)部420B)是沖黃向方向(即，從側(cè)部420C到420D)的1/10，則可 以只有一個反電極存在。
傳感"f匕學(xué)劑 (sensing chemistry )
為了便于分析物的分析，傳感化學(xué)劑裝置在樣品室20中。傳感化 學(xué)劑材料促進(jìn)電子在工作電極22和樣品中的分析物之間轉(zhuǎn)移。任何適 當(dāng)傳感化學(xué)劑可以用在傳感帶10中；傳感化學(xué)劑可以包括一種或多種 材料。傳感化學(xué)劑可以是可擴散的或可吸附的、或者是不可擴散的或不 可吸附的。"不可擴散的"、"不可吸附的"、或"不可釋放的"化合物 是在分析物化驗的持續(xù)時間內(nèi)大體上不從工作電極的工作表面上擴散 開的化合物。為了這里討論的目的，術(shù)語"可擴散的"將用來代表"可 擴散的或可吸附的"，術(shù)語"不可擴散的"將用來代表"不可擴散的或 不可吸附的"和其變異術(shù)語。傳感化學(xué)劑成分的加放量可能至少部分 地取決于它們是否是可擴散的。例如，不可擴散的和/或可擴散的成分
都可以在工作電極22上形成檢測層?？蛇x擇地， 一種或多種可擴散成 分可以在待分析的樣品被引入之前會在樣品室20中的任何表面上存 在。作為另一個例子， 一種或多種可擴散成分可以在樣品被引入樣品 室20之前被加放在樣品中。 電子轉(zhuǎn)移劑
傳感化學(xué)劑一般包括能促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移到分析物或從分析物轉(zhuǎn)移出 的電子轉(zhuǎn)移劑。"電子轉(zhuǎn)移劑"是在氧化還原劑與分析物之間或在工作 電極與分析物之間攜帶電子的分子。電子轉(zhuǎn)移劑可以是可擴散的或不 可擴散的，也可能作為層在工作電極22上存在。適宜的電子轉(zhuǎn)移劑的 一個例子是催化所述分析物的反應(yīng)的酶。例如，當(dāng)分析物是葡萄糖時， 使用葡糖氧化酶或葡糖脫氫酶，如吡咯并喹啉苯醌葡萄糖脫氫酶 (PQQ)。其它酶可以用于其它分析物。
電子轉(zhuǎn)移劑，不管它是擴散的還是不擴散的，都會促進(jìn)工作電極 22與分析物之間的電流，并且能夠?qū)崿F(xiàn)分子的電化學(xué)分析。電子轉(zhuǎn)移 劑促進(jìn)電極與分析物之間的轉(zhuǎn)移電子。電子轉(zhuǎn)移劑可以與氧化還原劑 組合使用。
氧化還原劑
傳感化學(xué)劑除電子轉(zhuǎn)移劑或它的可替代劑之外，還可包括氧化還 原劑。 一定實施例使用的是過渡金屬化合物或絡(luò)合物的氧化還原劑。 適當(dāng)過渡金屬化合物或絡(luò)合物的例子包括鋨、釕、鐵、及鈷化合物或 絡(luò)合物。在這些絡(luò)合物中，過渡金屬被協(xié)調(diào)地約束到一個或多個配位 基上，該配位基典型地是單、二、三、或四配位基。氧化還原劑可以是聚合氧化還原劑、或氧化還原聚合物(即，具有一個或多個氧化還 原種類的聚合物)。適當(dāng)氧化還原劑和氧化還原聚合物的例子公開在例
如美國專利No.6，338,790中、在美國專利No.6，605，200和No.6，605，201中。
如果氧化還原劑是不可擴散的，那么氧化還原劑可以作為層分布 在工作電極22上。在具有氧化還原劑和電子轉(zhuǎn)移劑的實施例中，如果 氧化還原劑和電子轉(zhuǎn)移劑都是不可吸附地，那么兩種成分都作為單獨 層分布在工作電極22上，或者兩者組合成一層貼附在電極22上。
氧化還原劑，不管是否是可擴散的，都會在工作電極22與分析物 之間傳遞電流，并且能夠?qū)崿F(xiàn)可能不適于在電極上直接進(jìn)行化學(xué)反應(yīng) 的分子的電化學(xué)分析。媒劑起著在電極與分析物之間轉(zhuǎn)移電子的試劑 的作用。
傳感器的操作
在使用中，把生物流體的樣品充注到傳感器的樣品室中，以確定 分析物的含量。在多個實施例中，確定的是血液、間隙液、及類似物 中的葡萄糖含量。在多個實施例中，生物流體源是例如在用穿刺裝置 等刺破病人的皮膚之后從病人抽出的血滴。該穿刺裝置等可以與傳感 帶一起存在于集成裝置中。
主題方法的實施例包括傳感器與流體樣品(例如從皮膚傷口得到 的)的接觸和一定體積的流體向傳感器樣品室和測量區(qū)的轉(zhuǎn)移。相應(yīng) 地，身體流體可以在與其它基片和/或樣品室接觸之前首先與傳感器的 基片之一的一部分(例如，頂部基片的懸臂)相接觸。
如以上討論的那樣，方法包括只監(jiān)測傳感器的樣品填充，而不管 樣品室的填充方向，例如填充的橫向或縱向方向。
在上面參照圖5描述了用于監(jiān)視從任何方向向傳感器樣品室進(jìn)行 樣品填充的電極構(gòu)造的一個實施例。在一對反電極124A、 124B外側(cè) 的一對指示電極125A、 125B的裝置確認(rèn)在樣品室120的橫向方向上、 跨過基片112的、從側(cè)部120B到側(cè)部120D的寬度內(nèi)的流體的存在。 反電極124A、 124B確認(rèn)在樣品室120的縱向方向上的填充。使用圖5實施例或類似實施例的電極構(gòu)造的一種適用的方法實施 例可以3口下
1. 在輸入流體樣品之前，在指示電極125A、 125B之間施加電壓 并監(jiān)視它們之間的電流；如果存在，則斷開任何反電極和/或工作電極；
2. 經(jīng)側(cè)部120A、 120B、 120C、 120D中任一個、或由它們形成的 角部中的向樣品室120輸入流體樣品，使得在指示電極125A、 125B 之間探測電流從而指示樣品跨過樣品室120存在，因而啟動分析物測 量；
3. 激活工作電極(在第一基片上)和反電極124A、 124B，并且比 較工作電極與電極124A和工作電極與電極124B之間的信號；及
4. 接受或丟棄結(jié)果。例如，如果在工作電極與電極124A和工作電 極與電極124B之間的信號差在可接受極限內(nèi)，則結(jié)果是可接受的。 如果信號差太大，則報告錯誤。信號差可以基于電極124A面積相對 于電才及124B的面積的關(guān)系，如比率。例如，如果電極124A對電極 124B的面積比是1:1，則生成信號在用于測量誤差的可允許的誤差情 況下，可以近似是1:1。信號差也可以基于諸如非線性關(guān)系之類的其 它關(guān)系。
圖6A、 6B及6C表明三種不可接受填充。在圖6A中，指示電極 對125A、 125B來指示在橫向方向上樣品有足夠量。工作電極和反電 極未激活。在圖6B及6C中，指示電極125A、 125B示出在橫向方向 上有足夠的樣品，并且工作電極和反電極124A、 124B被激活。然而， 由于反電4及124A 4皮覆蓋的面積百分比大于反電極124B的面積百分 比，使得來自工作電極和反電極124A的測量結(jié)果大于來自工作電極 和反電極124B的測量結(jié)果。如果在兩個測量之間的這種差別超出可 接受極限，則拒絕結(jié)果。
使用圖5實施例或類似實施例的電極構(gòu)造的另一種適用方法實施 例可以力口下
l.在輸入流體樣品之前，在指示電極125A、 125B之間施加電壓 并且監(jiān)視它們之間的電流；如果存在，則斷開反電極和/或工作電極之間的任何電壓；
2. 經(jīng)側(cè)部120A、 120C、 120D中任一個、或由它們形成的角部將 流體樣品輸?shù)綐悠肥?20中，使得在指示電極125A、 125B之間探測 電流，從而指示樣品跨過樣品室120而存在；
3. 監(jiān)視與每個反電極124A、 124B與指示電極125A、 125B之間被 樣品覆蓋的電極面積成正比的電阻、電導(dǎo)、阻抗或任何電信號，并且 當(dāng)用于兩個電極的信號可匹配時，啟動分析物測量；及
4. 激活工作電極(在第一基片上)和反電極124A、 124B，并且進(jìn) 行測量。
以上參照圖7描述了電極構(gòu)造的另一個實施例。在一對工作電極 222A、 222B外側(cè)的一對共用功能電極225A/224A、 225B/224B的裝置 確認(rèn)在樣品室220的橫向方向上、跨過基片212的從側(cè)部220B至側(cè) 部220D的寬度內(nèi)的流體的存在；在這個步驟期間，共用功能電極 225A/224A、 225B/224B是指示電極225A、 225B。工作電極222A、 222B確^人在樣品室220的縱向方向上完全填充。
使用圖7的實施例或類似實施例的電極構(gòu)造的一種適當(dāng)方法實施 例可以力口下
1. 在輸入流體樣品之前，在共用功能電極225A/224A、 2MB/2MB 之間施加電壓并且監(jiān)測它們之間的電流；如果存在，則切斷在反電極 和/或工作電極之間的任何電壓；
2. 經(jīng)側(cè)部220A、 220C、 220D中任一個、或由它們形成的角部中 的把流體樣品輸?shù)綐悠肥?20中，從而在共用功能電極225A/224A、 225B/224B之間探測電流，從而指示樣品跨過樣品室220存在，并因 而啟動分析物測量；
3. 激活工作電極222A、 222B;在這之后，共用功能電極 225A/224A、 225B/224B起反電極224A、 224B的作用；并且比較在工 作電極222A與工作電極222B之間的信號；
4. 如果來自工作電極222A和工作電極222B的信號差在可接受極 限內(nèi)，則結(jié)果是可接受的。如果信號差太大，則報告錯誤。圖8A、 8B及8C表明三種不可接受填充。在圖8A中，指示電極 對225A、 225B(明確地說，共用功能電極225A/224A、 225B/224B ) 沒有指示在橫向方向上樣品的足夠量。不啟動工作電極對。在圖8B 及8C中，共用功能電極對225A/224A、 225B/224B指示在橫向方向上 足夠的樣品，并且啟動工作電極222A、 222B。然而，由于工作電極 222A #皮覆蓋的面積大于工作電極222B的^f皮覆蓋的面積，來自工作電 極222A的信號測量量度(measurement)大于來自工作電極222B的 信號測量量度。如果在兩個信號測量之間的這種差別在可接受極限外， 則拒絕結(jié)果。
圖8D表明所有電極被覆蓋，可接受填充。
圖7的電極構(gòu)造的另一種適當(dāng)操作順序可以如下
1. 在輸入流體樣品之前，把電壓施加在共用功能電極225A/224A、 225B/224B之間并且監(jiān)視它們之間的電流；如果存在，則切斷在工作 電極222A、 222B之間的任何電壓；
2. 經(jīng)側(cè)部220A、 220C、 220D、或由它們形成的任一個角部把流 體樣品輸?shù)綐悠肥?20中，從而在共用功能電極2"A/:2MA、 225B/224B之間探測指示樣品跨過樣品室220存在的電流；
3. 監(jiān)視與每個工作電極222A、 222B被由樣品覆蓋的電極面積成 正比的電阻、電導(dǎo)、阻抗或任何電信號；并且當(dāng)用于兩個電極的測量 量度是可比較的時，啟動分析物測量；及
4. 激活工作電極222A、 222B并且把共用功能電極225A/224A、 225B/224B切換成反電極224A、 224B和進(jìn)4亍分析物測量。
在一些實施例中，直到指示電極指示足夠的樣品存在并延伸跨過 樣品室的，例如在兩個指示電極之間的寬度或縱向尺寸，才開始分析 物的分析。這種樣品室通常是最長的。
在一些實施例中，如參照圖IOA、 10B及10C描述的那樣，兩個 電極裝置開始都作為指示電極，例如監(jiān)視電阻、阻抗、等等。當(dāng)用于 兩個電極的測量結(jié)果是可匹配的、指示樣品室足夠滿時，分析物測量 開始，并且該電極裝置都轉(zhuǎn)換成工作電極和反電極。傳感器的制造
傳感帶10、 10'是使基片12、 14如由隔離物15隔開的層疊或分層 結(jié)構(gòu)。這樣一種結(jié)構(gòu)可以通過以任何適當(dāng)方式把各種層疊置在一起而 制成。制造按照本發(fā)明的傳感帶10、 10'和其它傳感器的可選擇方法是 模制傳感器。
模制可以包括把至少兩個被隔開的導(dǎo)電電極(例如，導(dǎo)線)定位 在模具中和模制電極周圍的絕緣材料本體，使一個端部在其中具有用
來接收流體樣品的裝置。更明確地說，模制可包括把至少兩個被隔 開的導(dǎo)電電極(如導(dǎo)線)定位在模具中；在模制之前或之后，用一種 或多種化學(xué)制品處理電極的至少一個，以改變處理過的電極與流體樣 品接觸時的電氣性能；及模制電極周圍的絕緣材料本體，使一個端部 在其中具有用來接收流體樣品的裝置。本體可以多件被模制，例如兩
件，具有在模制完成之后用來彼此連接的本體和端蓋，或者以單件模 制。
通過確定用于傳感器的適當(dāng)長度的任何懸臂或懸置部可以制成傳 感器，使得它包括這樣的結(jié)構(gòu)。例如，可以這樣制成傳感器通過把
電極定位在一個或多個基片上，基片包括具有第一長度的第一基片和 具有第二長度的第二基片、把至少一個電極的至少一部分與檢測試劑
相接觸以及通過把隔離物定位在兩個基片之間以把基片保持在相對于 彼此的固定、分層方位中?；欢ㄎ怀桑沟玫谝粋鞲衅鞯牧硗忾L 度駐留在傳感器的遠(yuǎn)端部或樣品接收端部處。
在一些實施例中，不管基片是否是相同長度，基片可以彼此相對 地沿它們的縱向軸線移位，從而基片之一，例如頂部基片，在樣品接 收端部處超越另一個(例如，底部基片)延伸一段距離以形成懸置部。 接觸墊可以定位在近端部處。
傳感器的應(yīng)用
本發(fā)明的分析物傳感器，例如傳感帶IO，的通常用途是測定病人 或其它用戶軀體中的生物流體中的分析物濃度，如在血液、間隙流體、 和類似液中的葡萄糖濃度?？梢詼y定的另外分析物包括但不限于，例如乙酰膽堿、淀粉酶、膽紅素、膽固醇、絨毛膜促性腺激素、肌酸激
酶(例如，CK-MB)、肌酸、DNA、果糖胺、葡萄糖、谷氨酰胺、生 長激素、激素、酮、乳酸、過氧化物、前列腺專用抗原(prostate-specific antigen )、凝血酶原、RNA、促曱狀腺激素、及肌鉤蛋白。也可以測 定藥物的濃度，例如抗生素(例如，慶大霉素、鹽酸萬古霉素、等)、 毛地黃毒甙、地高辛、濫用藥物、茶堿、及華法林的濃度。
傳感帶IO可以在藥店、醫(yī)院、診所處從醫(yī)生、和其它醫(yī)療器械源 購得。多個傳感帶IO可以包裝在一起，并且作為單個單元出售；例如 一包約25個、約50個、或約100個傳感器，或者任何其它適當(dāng)數(shù)量。 套具可以包括本發(fā)明的一個或多個傳感器和另外的元件，如控制溶液 和/或穿刺裝置和/或儀表、等等。
傳感帶IO可以用于電化學(xué)化驗，或用于光度試驗。傳感帶10 — 般構(gòu)造成與電氣儀表一起使用，該電氣儀表是可以與各種電子裝置連 接的。儀表一般可以在能購得傳感帶10的地方購買到，并且有時可以 與傳感帶10包裝在一起，例如作為套具。
可與儀表連接的合適的電子裝置的例子包括數(shù)據(jù)處理終端，如個 人計算機(pc )、諸如筆記本或手持裝置(例如，個人數(shù)字助手(PDAs )) 之類的便攜式計算機等。電子裝置構(gòu)造成用來經(jīng)有線或無線連接與接 收器數(shù)據(jù)通信。另外，電子裝置還可以連接到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(未表示)上， 用來存儲、檢索及更新與測定的用戶的葡萄糖量相對應(yīng)的數(shù)據(jù)。
連接到儀表上的各種裝置可以無線地與服務(wù)器裝置通信，例如使 用諸如802.11或藍(lán)牙RF協(xié)議之類的通用標(biāo)準(zhǔn)、或IrDA紅外協(xié)i義。 服務(wù)器裝置能是另一種便攜式裝置，如個人數(shù)字助手(PDA)或筆記 本計算機、或諸如臺式計算機、電器、等等之類的較大裝置。在一些 實施例中，服務(wù)器裝置具有諸如液晶顯示器(LCD)之類的顯示器、 以及諸如按鈕、鍵盤、鼠標(biāo)或觸摸屏幕之類的輸入裝置。借助于這樣 一種裝置，用戶可通過與服務(wù)器裝置的用戶接口交互作用而間接地控 制儀表，該服務(wù)器裝置反過來又跨過無線鏈路與儀表交互作用。
服務(wù)器裝置也可以與另 一種裝置通信，如用來把數(shù)據(jù)從儀表和/或服務(wù)裝置發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲裝置或計算機。例如，服務(wù)裝置可從保健 提供商計算機發(fā)送和/或接收指令(例如，胰島素泵協(xié)議)。這樣的通
信的例子包括PDA與個人計算機(PC)同步數(shù)據(jù)、移動電話在蜂窩 網(wǎng)絡(luò)上與在其它端的計算機通信、或家用電器與在醫(yī)師辦公室處的計 算機系統(tǒng)通信。
從病人或用戶采集生物流體，例如血液的樣品的穿刺裝置或其它 機構(gòu)一般也可在購得傳感帶10和儀表的地方處買到，并且有時可以與 傳感帶10和/或儀表包裝在一起，例如作為套具。
傳感帶IO特別適于包括在集成裝置中，即包括在具有傳感器和第 二元件的裝置中，這兩個元件例如是儀表或穿刺裝置。集成裝置可以 基于提供電化學(xué)化驗或光度化驗。在一些實施例中，傳感帶10可以與 儀表和穿刺裝置集成。在一個裝置中將多個元件集成在一起減少測得 分析物含量所需的裝置數(shù)量，并且便于采樣過程。例如，實施例可以 包括外殼，該外殼包括主題帶條的一個或多個、皮膚穿刺元件以及用 來測定施加到帶條上的樣品中的分析物濃度的處理器。多個帶條10 可以保持在外殼內(nèi)部中的盒中，并且一旦由用戶激活，可以從盒中分
配單個帶條IO,從而至少一部分為了使用伸出外殼。
參照各種具體和優(yōu)選實施例和技術(shù)已經(jīng)描述了本發(fā)明。然而，對
于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然，在保持在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的同時， 可以進(jìn)行多種變更和修改。
在本說明中的所有專利、申請及其它參考資料都表示與本發(fā)明有 關(guān)的領(lǐng)域的普通技術(shù)水平。所有專利、專利申請及其它參考資料這里 通過參考到相同的程度被包括，即就像每個個別專利、專利申請或參 考資料通過參考而被專門地和個別地包括。
權(quán)利要求
1. 一種用于確定樣品中分析物的濃度的傳感器，該傳感器包括樣品室；第一電極裝置，該第一電極裝置在樣品室中相對彼此在橫向方向上間隔開，及第二電極裝置，該第二電極裝置在樣品室中相對彼此在縱向方向上間隔開。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中 樣品室被構(gòu)造成用于多方向填充；并且在樣品室內(nèi)的表面上，第一電極裝置包括第一電極對以及第二電 極裝置包括第二電極對，第一電極對是指示電極。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器，其中，笫二電極裝置包括一對 反電極，并且所述傳感器在樣品室內(nèi)的第二表面上還包括工作電極。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器，其中，第二電極裝置包括一對 工作電極，第一電極裝置是一對共用功能指示/反電極。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器，其中，第二電極裝置包括一對 反電極，第一電極裝置是一對共用功能指示/工作電極。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器，其中，第二電極裝置包括單個 電極。
7. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的傳感器，其中，樣品室的周 邊約10%至約95%是無界的。
8. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的傳感器，其中，樣品室的周 邊約50%至約95%是無界的。
9. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的傳感器，其中，樣品室包括 至少兩個無界的側(cè)。
10. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的傳感器，其中，樣品室包括 三個無界的側(cè)。
11. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的傳感器，其中，樣品室具有不大于約l微升的容積。
12. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的傳感器，其中，樣品室具有 不大于約0.5微升的容積。
13. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的傳感器，其中，樣品室具有 不大于約O.l微升的容積。
14. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的傳感器，其中，傳感器包括 第一基片和第二基片、在第一基片與第二基片之間的隔離物，第一基 片、第二基片及隔離物一起限定樣品室的至少一部分。
15. —種用于確定生物流體中的分析物的集成系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 外殼，其具有內(nèi)部空間；根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項所述的至少一個傳感器，其用于確定 在位于內(nèi)部空間中的樣品中的分析物的濃度；及處理器，其用來確定施加到傳感器的分析物的濃度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的集成系統(tǒng)，還包括皮膚穿刺元件。
17. —種分析生物流體樣品中的分析物的方法，該方法包括 使根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項所述的傳感器的進(jìn)口區(qū)域與樣品相接觸，以把樣品提供到傳感器的樣品室中；使第一電極裝置和第二電極裝置與在樣品室中的樣品相接觸；確定樣品是否是足夠填充；及分析該分析物。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括如果信號的關(guān)系不在 表面面積的關(guān)系的可接受容差內(nèi)則丟棄讀數(shù)。
全文摘要
本文提供分析物傳感器和分析物檢測方法，該傳感器包括監(jiān)測樣品填充樣品室范圍的一對電極。
文檔編號G01N27/30GK101449155SQ200780015566
公開日2009年6月3日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月29日
發(fā)明者B·J·費爾德曼, J·L·瓦特金, 翌 王 申請人:艾伯特糖尿病護理公司