用于電化學(xué)分析的檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于確定樣品中存在的一種或多種被分析物的檢測裝置，使用這些檢 測裝置的方法，以及制造這些檢測裝置的方法。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 測試條包括一些導(dǎo)電軌道來確定流體樣品中被分析物的存在或存在數(shù)量，例如酶 底物。儀表或讀取器與檢測測試條連接，對施加在測試條上的樣品進(jìn)行電化學(xué)測定來提供 檢測結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] -方面，本發(fā)明提供了一種檢測裝置，其包括：
[0005] 一種基質(zhì)，在基質(zhì)上配制了 2個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電軌道；
[0006] 被設(shè)置在至少一個(gè)導(dǎo)電軌道的部分上的一種試劑成分；并且掩蓋于2種或多種導(dǎo) 電軌道的部分上的頂層，頂層與基質(zhì)結(jié)合形成樣品收集腔；
[0007] 其中至少一個(gè)導(dǎo)電軌道包含一種導(dǎo)電聚合物。
[0008] 這2個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電軌道可以包括第一和第二末端，其中第一末端在裝置的遠(yuǎn)端， 第二末端在裝置的近端。裝置的遠(yuǎn)端用來與配制的儀器銜接來接收和/或提供電子信號例 如檢測儀表，并且可以包括兩種或多種聯(lián)系方式。樣品收集腔位于裝置的近端。每一個(gè)導(dǎo) 電軌道可以包括一個(gè)電極。該電極可以位于裝置的近端。優(yōu)選的，檢測裝置是一種測試條， 更優(yōu)選的是一次性的測試條，來確定樣品中一種或多種被分析物的存在。優(yōu)選的，基質(zhì)是一 種絕緣基質(zhì)，并且優(yōu)選的該基質(zhì)包括或由聚酯，聚碳酸酯，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，或 它們的組合形成?；|(zhì)可以具有一定的長度Ll和一定的寬度W2,第一和第二主要表面以及 一個(gè)遠(yuǎn)末端和一個(gè)近末端。在一些實(shí)施例中，檢測裝置包括一種絕緣層覆蓋至少部分導(dǎo)電 聚合物從而定義了暴露給樣品的導(dǎo)電聚合物的面積。
[0009] 檢測裝置可以包括2個(gè)，3個(gè)，4個(gè)，5個(gè)，6個(gè)或更多導(dǎo)電軌道。相對于其他導(dǎo)電軌 道，每一個(gè)軌道的長度，寬度，厚度和/或二維形狀可以是類似的或可識(shí)別的或可以具有不 同的長度，寬度和/或二維形狀。每一個(gè)軌道可以包含或由一種導(dǎo)電聚合物和/或不同于 導(dǎo)電聚合物的一種導(dǎo)電材料組成，附帶條件是至少該裝置的一個(gè)軌道的部分包含一種導(dǎo)電 聚合物。
[0010] 絕緣基質(zhì)的主要表面上的每一個(gè)導(dǎo)電軌道可以具有至少約25mm的長度Lt。在一 些實(shí)施例中，由導(dǎo)電聚合物組成的導(dǎo)電軌道的長度1^至少約為5mm，7. 5mm，10mm，12. 5mm，1 5mm, 17. 5mm, 20mm或至少約25mm。長度Lt可以與長度Lct相同。每一個(gè)包含或由導(dǎo)電聚合 物組成的導(dǎo)電軌道可以包含一個(gè)電極。該裝置可以包括2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)或更多電 極。導(dǎo)電軌道可以形成至少一種"工作電極"或"測試電極"，一種"反電極"或"參考電極"。 檢測裝置可以具有多個(gè)工作電極，反電極和/或參考電極。優(yōu)選的，該裝置的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo) 電軌道被配制來傳遞電子信號給有能力接收和/或發(fā)送電子信號的儀器。優(yōu)選的，該儀器 是一種檢測儀器例如血糖儀。
[0011] 在一些實(shí)施例中，長度Leni至少約20mm的至少一個(gè)導(dǎo)電軌道是由導(dǎo)電材料組成。 在其他實(shí)施例中，長度Lail可以小于約17. 5mm，小于約15mm，小于約12. 5mm，小于約10mm，小 于約7. 5mm，小于約5mm，小于約2. 5mm，小于約0.Imnin
[0012] 在一些實(shí)施例中，裝置被提供至少一個(gè)"狹窄"的導(dǎo)電軌道，與裝置中的至少兩個(gè) 導(dǎo)電軌道中的至少一個(gè)進(jìn)行電子交流，優(yōu)選的是測量電極和/或反電極。狹窄導(dǎo)電軌道 的至少部分具有一定的寬度，該寬度小于裝置中存在的其他導(dǎo)電軌道的寬度，并被配制來 為儀器的微處理器提供電子信號例如檢測儀。這使得微處理器可以確定相鄰導(dǎo)電軌道的 電壓，優(yōu)選的為測量電極和/或反電極。優(yōu)選的，至少部分狹窄導(dǎo)電軌道，并且在一些實(shí) 施例中，整個(gè)狹窄導(dǎo)電軌道的寬度小于1mm，更優(yōu)選的不小于或等于500ym，小于或等于 250ym，小于或等于100ym，小于或等于75ym，小于或等于50ym，小于或等于25ym，小于 或等于IOym。狹窄導(dǎo)電軌道的至少部分寬度是裝置中其他導(dǎo)電軌道寬度的50%或更少， 25 %或更少，10 %或更少，5 %或更少或1 %或更少。其他裝置中導(dǎo)電軌道一般具有至少約 Imm的最小寬度。
[0013] 導(dǎo)電聚合物可以包括聚噻吩，聚吡咯，聚苯胺，聚芴，聚乙炔，聚（對亞苯基亞乙烯 基），聚（3, 4-亞乙基），聚（3, 4-丙烯二氧基噻吩）和聚（3, 3-二芐基3, 4-丙烯二氧基噻 吩），聚（3-4乙烯二氧基噻吩），雙-聚（乙二醇），末端為月桂基的，聚（3, 4-乙烯二氧基 噻吩）_嵌段的PEG，聚（3, 4-乙烯二氧基噻吩），末端加帽四甲基或它們的組合。例如，導(dǎo) 電聚合物可以由含有本文公開的聚合物和抗衡離子的復(fù)合物組成。在一個(gè)實(shí)施方案中，導(dǎo) 電聚合物是一種復(fù)合物，該復(fù)合物包括聚（3, 4-乙烯二氧基噻吩）和抗衡離子。所述抗衡 離子可以是聚苯乙烯磺酸鹽（PSS)，高氯酸根，高氯酸根對甲苯，磺酸對甲苯或甲苯磺酸酯。 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，導(dǎo)電性高分子是由聚（3, 4-乙烯二氧基噻吩）和聚苯乙烯磺酸 鹽（PEDOT:PSS)組成的復(fù)合物。
[0014] 在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電聚合物被改良以包含功能活性基團(tuán)來吸附酶或介質(zhì)。在其 他實(shí)施例中，連接分子，例如一種羰基連接分子，被用于束縛一種介體或酶到導(dǎo)電聚合物 上。當(dāng)連接物被用于束縛一種介體時(shí)，優(yōu)選的，連接物提供了介體在酶活性位點(diǎn)和電極表面 間的迀徙，從而促進(jìn)電子從酶到電極的轉(zhuǎn)移。
[0015] 本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有導(dǎo)電軌道的裝置，這些導(dǎo)電軌道包括或基本上由導(dǎo)電聚合物 組成，比已知的采用其他材料例如碳或金來形成電極/導(dǎo)電軌道的裝置具備幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。例 如，由于減小了與導(dǎo)電聚合物有關(guān)的變異系數(shù)，例如碳導(dǎo)電聚合物可以獲得非常高水平的 批次與批次間的一致性。裝置批次間的一致性意味著單一的，通用的校準(zhǔn)可以被用于所有 的裝置。這避免了終端使用者來校準(zhǔn)裝置所產(chǎn)生的檢測結(jié)果的顯著誤差。本發(fā)明所用的 導(dǎo)電聚合物也比在已知檢測裝置中通常使用的其他材料例如金便宜很多。相比已知檢測裝 置，每個(gè)檢測裝置的成本差額意味著本發(fā)明檢測裝置中使用"一次性的"和用完即可丟棄的 (材料）是可行的。
[0016] 本發(fā)明中的導(dǎo)電軌道可以包括非導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電材料組成，比如導(dǎo)電材料選自 下列組合包括碳、金、鉑、銀、鈀、酮、氧化銦錫和它們的組合。
[0017] 試劑成分可以用來與至少兩個(gè)導(dǎo)電軌道接觸。在一些實(shí)施例中，試劑成分被配置 在樣品收集腔中，并覆蓋所有暴露的導(dǎo)電軌道和其中的基質(zhì)。優(yōu)選的試劑組分包括氧化還 原酶和介體化合物。氧化還原酶可以選擇下列組合包括葡萄糖氧化酶，葡萄糖脫氫酶，乳酸 脫氫酶，醇脫氫酶，羥丁酸脫氫酶，膽固醇氧化酶，氨基酸氧化酶，丙酮酸氧化酶，過氧化物 酶，肌氨酸氧化酶，乳酸氧化酶，醇氧化酶，單胺氧化酶，甘油氧化酶，甘油氧化酶，尿酸氧化 酶，黃嘌呤氧化酶，抗壞血酸氧化酶，過氧化氫酶和心肌黃酶。
[0018] 優(yōu)選的，氧化還原酶是葡萄糖氧化酶或葡萄糖脫氫酶。葡萄糖脫氫酶可以選自醌 蛋白葡萄糖脫氫酶，F(xiàn)AD依賴葡萄糖脫氫酶，和NAD依賴葡萄糖脫氫酶。在某些實(shí)施例中葡 萄糖脫氫酶是FAD依賴葡萄糖脫氫酶，來自Sekisui診斷學(xué)（SekisuiDiagnostics)，產(chǎn)品 編號GLDE-70-1192 (E.C.編號I. 1. 99. 10)來源于自曲霉屬真菌或FAD依賴葡萄糖還原酶， 來自BBI酶，產(chǎn)品編號GLDl。
[0019] 介體化合物可以選擇下列組合包括鐵氰化鉀，二茂鐵衍生物，吩惡嗪衍生物，吩噻 嗪衍生物，醌衍生物，和可逆氧化還原反應(yīng)的過渡金屬配合物，特別是那些釕和鋨元素的， 煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（磷酸）的，二胺的，菲咯啉衍生物的，二氯靛酚四唑染料的，和苯基 亞氨基苯并惡嗪的化合物。在某些特定實(shí)施例中介體化合物是3-(3'，5'_二羧基苯基亞氨 基）-3H-吩噻嗪。本文公開的任何其他介體化合物可以被用于本裝置和本發(fā)明涉及的方 法，無論是單一介體化合物還是與本文公開的其他任何介體化合物組合。
[0020] 在一些實(shí)施例中氧化還原酶和/或結(jié)合化合物可以通過化學(xué)鍵或物理包容的方 式被包含到或吸附到導(dǎo)電聚合物中。
[0021] 本發(fā)明也提供一種測試條包括；基質(zhì)，該基質(zhì)可以是一種絕緣基質(zhì)；和由絕緣基 質(zhì)支持的導(dǎo)體，導(dǎo)體從至少測試條的一個(gè)試劑檢測區(qū)域伸展到測試條的第二個(gè)部分，該部 分從試劑檢測區(qū)域有效分離出來，其中從試劑檢測區(qū)域有效分離出來的導(dǎo)體部分包含一種 導(dǎo)電聚合物。
[0022] 在絕緣基質(zhì)上還提供了一種包括導(dǎo)電聚合物的測試條，其中該導(dǎo)電聚合物定義了 至少一個(gè)導(dǎo)電軌道的至少一部分，這個(gè)導(dǎo)電軌道從儀表或讀取器傳遞電子信號到測試條上 的檢測電極。導(dǎo)電聚合物至少形成檢測電極。導(dǎo)電聚合物可以在測試條上形成完整的導(dǎo)電 軌道。
[0023] 還提供了一個(gè)裝置，包括：
[0024] -種絕緣基質(zhì)
[0025] 在絕緣基質(zhì)的主要表面上，具有長度Lt的導(dǎo)電軌道至少為約25mm，該導(dǎo)電軌道包 含至少一個(gè)電極；
[0026] 其中長度LepS少約為5mm的導(dǎo)電軌道由導(dǎo)電聚合物構(gòu)成，長度L"至少為約20mm的導(dǎo)電軌道由導(dǎo)電材料構(gòu)成。
[0027] 第二方面，提供了制作檢測裝置的方法，該方法包括：形成導(dǎo)電聚合物層，其中至 少一個(gè)軌道包含導(dǎo)電聚合物；定義了至少兩個(gè)電子絕緣導(dǎo)電軌道；在至少一個(gè)軌道部分上 施加試劑成分；和在試劑組分和至少一個(gè)軌道的部分上形成樣品收集腔。
[0028] 形成導(dǎo)電聚合物或?qū)щ姴牧蠈拥牟襟E可以包括施加導(dǎo)電聚合物或?qū)щ姴牧系交?質(zhì)上，優(yōu)選的為絕緣基質(zhì)。優(yōu)選的，基質(zhì)構(gòu)成部分檢測裝置。界定電絕緣軌道的步驟可以與 形成導(dǎo)電聚合物層的步驟同時(shí)進(jìn)行。例如，絲網(wǎng)印刷，凹版印刷或噴墨印刷可以使導(dǎo)電聚合 物或?qū)щ姴牧铣练e來定義至少兩個(gè)電絕緣導(dǎo)電軌道?？蛇x擇的，導(dǎo)電聚合物層也可以，例如 通過用導(dǎo)電聚合物包被絕緣基質(zhì)形成，然后通過激光燒蝕工藝圖案化來界定至少兩個(gè)電絕 緣導(dǎo)電軌道。不同于導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電材料可以用與導(dǎo)電聚合物相同的方式被應(yīng)用到檢測 裝置中。在一些實(shí)施例中，絕緣層被施加到至少部分導(dǎo)電聚合物和/或?qū)щ姴牧仙蟻矶x 暴露給樣品的導(dǎo)電聚合物和/或?qū)щ姴牧系拿娣e。根據(jù)本發(fā)明的第一部分，這個(gè)方法可以 被用于制造這些裝置。
[0029] 第三方面，本發(fā)明提供了一種方法包括：使（a)包含體液的樣品和（b)被配制用來 促進(jìn)體液中被分析物的檢測的試劑與第一電極接觸；初始電子信號從第一電極沿著與第一 電極電子連通的第一導(dǎo)體傳送，與第一電極有一定空間間隔的至少第一導(dǎo)體的部分與體液 和試劑接觸，其中第一導(dǎo)體包括導(dǎo)電聚合物。
[0030] 在一些實(shí)施例中，第一導(dǎo)體基本上由導(dǎo)電聚合體構(gòu)成。傳送電子信號可以包括 沿著基本上由導(dǎo)電聚合物構(gòu)成的第一導(dǎo)體的長度傳遞電子信號。電子信號可以沿著第一 導(dǎo)體的長度被傳送，該第一導(dǎo)體的長度為至少約5mm，至少約7. 5mm，至少約10mm，至少約 12. 5_。第一電極可以包含一種導(dǎo)電聚合物或可以由一種導(dǎo)電聚合物組成，該導(dǎo)電聚合物 可以與第一導(dǎo)體的導(dǎo)電聚合物相同。
[0031] 接觸的步驟可以進(jìn)一步包括使（a)包含體液的樣品與（b)被配制用來促進(jìn)液體中 被分析物檢測的試劑與第二電極接觸，所述的第二電極與第一電極有一定的空間間隔；沿 著第二導(dǎo)體傳送第二電子信號，與第二電極電子聯(lián)通的第二導(dǎo)體與第一導(dǎo)體和第一電極有 一定的空間間隔。第二電子信號可以沿著第二導(dǎo)體從第二電極被傳送。
[0032] 第二導(dǎo)體與第二電極電子連通，可以包括或基本由導(dǎo)電聚合物構(gòu)成。第二電極可 以包括一種導(dǎo)電聚合物或可以由導(dǎo)