本發(fā)明涉及用于分析試樣的電化學傳感器陣列和設(shè)備。

背景技術(shù)：

電化學傳感器是包括生物診斷元件和適當轉(zhuǎn)化器的分析性裝置。所述轉(zhuǎn)化器將由分子和受體之間的相互作用產(chǎn)生的化學改變轉(zhuǎn)化成輸出信號。所述受體劑可以是酶、微生物、組織或抗體、核酸或能夠是合成檢測器的生物配體。主要應(yīng)用領(lǐng)域是農(nóng)業(yè)、食品業(yè)以及制藥業(yè)、引起環(huán)境污染的生物戰(zhàn)劑以及醫(yī)療診斷方法中的質(zhì)量控制程序。診斷應(yīng)用是人體體液中存在的生物指示物，諸如與疾病相關(guān)的代謝物、蛋白質(zhì)或核酸。人體體液中生物指示物的濃度用于確定疾病的類型、情況或進程以及患者對治療的反應(yīng)。在市場中，存在多種電化學傳感器，諸如血糖、膽固醇、尿酸和乳酸生物傳感器。由糖尿病患者使用的血糖生物傳感器是最常見的生物傳感器。

電化學生物傳感器主要包括由生物鑒別劑改良的工作電極、參考電極和反電極。典型的，電極布置在平坦表面上，所述平坦表面具有用于攜載流體試樣/反應(yīng)劑的工具。電化學傳感器包括用于測量分析物(試樣)的一批電極(工作、參考或反電極)或用于多種分析物測量的電極系列。典型的測量技術(shù)是流動敏感的測量技術(shù)，其通過由于利用電化學裝置的生化反應(yīng)測量由酶產(chǎn)生的電壓而執(zhí)行。

通過電化學傳感器陣列測量分析物需要用于為了分析目的將流體載入傳感器陣列的工具。為此目的，為了將流體攜載到傳感器陣列內(nèi)，能夠設(shè)計這樣的設(shè)備，所述設(shè)備能夠與電極建立適當?shù)倪B接且能夠以容易的方式安裝到裝置以及從裝置釋放。對于一次性傳感器，這種設(shè)備不應(yīng)該昂貴且應(yīng)該易于制造。設(shè)置在設(shè)備中的流動單元必須小，以使得更少量的試樣被使用，且必須允許流體均勻分布到所有電極。為了增加電極周圍分析物的擴散且減小傳質(zhì)作用，優(yōu)選的是電極和流動單元上壁之間的距離是短的。

國際專利文獻WO 2008/154416作為現(xiàn)有技術(shù)的一部分描述了電化學生物傳感器和陣列。所述發(fā)明裝置包括結(jié)構(gòu)本體或結(jié)構(gòu)層。所述本體包括下層或底層、中間層或結(jié)合層以及上層。在本體內(nèi)側(cè)有容器。所述裝置也包括工作電極、參考電極以及輔助電極。工作電極和參考電極定位在容器中，而輔助電極定位在容器外側(cè)。用于容器的封蓋圍繞在容器內(nèi)側(cè)的開口。所述裝置也包括在容器內(nèi)側(cè)的傳感器化學物。所述傳感器化學物可以是酶、或一個或多個聚合物層。

在國際專利文獻WO 2008/127269中，所述設(shè)備包括支撐體，所述支撐體包括接收表面和接收基底。支撐體包括定位在凹部區(qū)域內(nèi)的臺面。流體單元結(jié)構(gòu)具有圍繞臺面的硅樹脂或類似的彈性體可壓縮層。一旦塑料支撐體和平面基底被緊固到一起，比臺面高度小的凹部區(qū)域的深度就是流體單元的內(nèi)部體積的高度。這個高度被仔細測量以實現(xiàn)合適的流體單元高度，從而為了目標生化化驗應(yīng)用而優(yōu)化相對于傳質(zhì)情況的流體流動。流體入口和出口端口在臺面中被鉆孔以用于附連外部管件。

文獻US2008/0182136描述了微型電化學單元和用于結(jié)合所述單元的方法。用于處理試樣流體的電化學單元具有帶流動路徑的本體。流動路徑包括入口和出口。所述單元也包括與流動路徑流體連通的參考電極、反電極和與流動路徑流體連通的工作電極。在所述文獻的實施方式中，該發(fā)明包括具有單元流體歧管的本體。歧管具有初級流動路徑，試樣流體穿過所述初級流動路徑。所述流動路徑具有入口和出口，且與至少兩個次級導管流體連通。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一目的在于提供一種傳感器陣列和設(shè)備，其中電極之間的相互作用被最小化。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種傳感器陣列和設(shè)備，其中所有電極提供同一電化學反應(yīng)。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種傳感器陣列和設(shè)備，其中使用更少量的試樣，且易于實施以及符合成本效益。

附圖說明

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的提供的“傳感器陣列和設(shè)備”在附圖中示出，其中：

圖1是分解的本發(fā)明設(shè)備的透視圖。

圖2是本發(fā)明設(shè)備的平面圖。

圖3是本發(fā)明設(shè)備的透視圖。

圖4是本發(fā)明設(shè)備的流動通道的剖視圖。

圖5是包含在本發(fā)明設(shè)備的傳感器陣列中的電極的視圖。

圖6是包含在本發(fā)明設(shè)備的傳感器陣列中的電極的另一視圖。

圖中示出的所有部件被逐個分配附圖標記且這些標號的對應(yīng)術(shù)語如下列出。

1.設(shè)備

2.上層

3.入口開口

4.出口開口

5.凹部

6.下層

7、7a.粘性膜

8.工作電極

9.參考電極

10.反電極

11.連通通道

12.導線

13.板

14.傳感器陣列

15.流動通道

具體實施方式

如圖1-5所示的、適用于通過電化學傳感器陣列分析至少一種試樣的設(shè)備(1)包括：

至少一個上層(2)；

設(shè)置在上層上的至少一個入口開口(3)和至少一個出口開口(4)；

至少一個下層(6)，其上具有至少一個凹部(5)；

與在下層(6)上的凹部(5)匹配的至少一個兩側(cè)粘性膜(7)；

借助于所述粘性膜(7)緊固到下層(6)的至少一個傳感器陣列(14)，所述傳感器陣列由下述構(gòu)成：在至少一個板(13)上定位至少一個工作電極(8)、至少一個參考電極(9)、至少一個反電極(10)、至少一個連通通道(11)、提供工作電極(8)和連通通道(11)之間的連接的至少一根導線(12)；

與連通通道(11)關(guān)聯(lián)的至少一個測量裝置(未示出)；

至少一個另外的兩側(cè)粘性膜(7a)，其與定位在下層(6)上的粘性膜(7)隔開且使得傳感器陣列(14)能夠緊固到上層(2)，以及

至少一個流動通道(15)，其由于所述粘性膜(7，7a)之間的空間形成、且與定位在上層(2)上的入口開口(3)和出口開口(4)關(guān)聯(lián)以用于攜載試樣。

在本發(fā)明中，待分析試樣通過入口(3)供給到流動通道(15)。沿流動通道(15)移動的試樣在整個分析期間接觸到工作電極(8)、參考電極(9)和反電極(10)。電流在被適用于待分析物質(zhì)的識別劑(諸如，蛋白質(zhì)、核酸、抗體、酶或人工受體)改良的工作電極(8)上產(chǎn)生，所述電流是由于所述識別劑和試樣之間相互作用所引起的反應(yīng)而產(chǎn)生，且產(chǎn)生的電流由導線(12)傳遞到連通通道(11)。連通通道(11)不接觸到試樣且將由反應(yīng)產(chǎn)生的電流傳遞到測量裝置。基于由測量裝置讀取的電流值，執(zhí)行試樣的分析。在分析結(jié)束時，試樣到達出口開口(4)，以使得所述試樣從設(shè)備(1)移除。

在本發(fā)明的一實施方式中，所述板(13)由玻璃、二氧化硅或陶瓷制造；電極(8，9，10)由金、鈦、鉑、鉻或氧化鋁制造，而上層(2)和/或下層(6)由塑料制造。

在本發(fā)明的另一實施方式中，三個工作電極(8)定位在板(13)上，而在另一實施方式中八個工作電極(8)定位所述板上。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，多于一個工作電極(8)隔開定位以便不與彼此相互作用。在整個分析期間，參考電極(9)、反電極(10)和工作電極(8)被排列成從所有電極接收同一電化學反應(yīng)。

在本發(fā)明的闡釋性實施方式中，設(shè)備(1)上層(2)的尺寸小于下層(6)的尺寸，以允許導線(12)不被覆蓋且將導線連接到測量裝置。

在本發(fā)明的替換性實施方式中，參考電極(9)和反電極(10)是矩形的。在這個實施方式中，所述電極(9，10)定位在板(13)上，以使得所述電極(9，10)包圍工作電極(8)。

在本發(fā)明的另一實施方式中，上層(2)和下層(6)包括與彼此匹配的至少一個孔(16)，以使得上層(2)借助于至少一個連接部件(未示出)可靠地緊固到下層(6)。

在本發(fā)明的另一實施方式中，工作電極(8)的直徑大于導線(12)的寬度。

由于根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備(1)的參考電極(9)和反電極與工作電極(8)的相互協(xié)作，檢測區(qū)域呈現(xiàn)為小的且因此流動通道(15)的尺寸減小。因此，生產(chǎn)成本降低，同時可以使用更少量的試樣。而且，由于所有電極(8，9，10)的排列，同一電化學反應(yīng)從電極接收，由此獲得更準確的分析結(jié)果。

在本文給出的主要構(gòu)思內(nèi)，可以設(shè)計作為本發(fā)明的目標的“電化學傳感器陣列和設(shè)備”的各種實施方式；且本發(fā)明并非受限于在此公開的實施方式，本發(fā)明的范圍由以下權(quán)利要求限定。