專利名稱：一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置與其感測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置與其感測(cè)方法，尤以利用一種整合型的模塊來(lái)進(jìn)行多次與多種樣品的生物體生化感測(cè)。
背景技術(shù)：
生物感測(cè)裝置與生物電子產(chǎn)品是利用生物分子特性的作用力來(lái)作為檢驗(yàn)的工具。生物傳感器利用生物分子(如蛋白質(zhì)、基因、酵素、抗體、核酸等)作為辨識(shí)組件，生物電子產(chǎn)品在傳統(tǒng)無(wú)機(jī)的半導(dǎo)體材料上(如硅芯片)，放置特定生物材料(如蛋白質(zhì)分子等物質(zhì))，在與其它物質(zhì)發(fā)生特異性的生化反應(yīng)后，所釋放出的訊息可實(shí)時(shí)定量，結(jié)合信號(hào)傳送、信號(hào)處理與運(yùn)算于一體，應(yīng)用在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、食品檢測(cè)、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)、環(huán)保、工業(yè)、制藥等多種用途。
全球性高齡化社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，使得居家照護(hù)型醫(yī)療器材產(chǎn)業(yè)成為全球醫(yī)療器材發(fā)展的主流，對(duì)于居家型/便攜式/個(gè)人化的生理生化感測(cè)裝置的需求也日益增加。例如檢驗(yàn)糖尿病生理參數(shù)的葡萄糖生化傳感器以及糖化蛋白生化傳感器、檢驗(yàn)痛風(fēng)疾病生理參數(shù)的尿酸生化傳感器、檢驗(yàn)心血管疾病相關(guān)參數(shù)的三酸甘油酯及膽固醇含量的生化傳感器、檢驗(yàn)心肺功能的血氧濃度傳感器以及便攜式心電圖機(jī)的發(fā)展等等。其中又以糖尿病相關(guān)的檢驗(yàn)與發(fā)展最為大家所重視。糖尿病是一種慢性的疾病，病患數(shù)量不斷地成長(zhǎng)，而且目前對(duì)這種疾病的醫(yī)治尚無(wú)良方，人們花費(fèi)了大量的時(shí)間和金錢在這種糖尿病的診治上。美國(guó)的健康保險(xiǎn)體每年所支出的金額中，有超過(guò)1000億美元和糖尿病的診治有關(guān)，而與糖尿病相關(guān)的失業(yè)成本則更為可觀。世界衛(wèi)生組織(The World Health Organization)與美國(guó)疾病管制中心(U.S.Center forDisease Control)均已對(duì)全世界的糖尿病患快速增長(zhǎng)的情況發(fā)出警訊。
慢性病患必須長(zhǎng)期定時(shí)通過(guò)量測(cè)血液中各種生理參數(shù)的含量，才得以了解身體的狀況，這是目前檢驗(yàn)上最準(zhǔn)確的方法。因此目前市面上的各式生理參數(shù)測(cè)試方式，都是以扎針取得一滴血液以供檢驗(yàn)，雖有亦有非侵入式手表型感測(cè)裝置的發(fā)展，而且已通過(guò)FDA認(rèn)證問(wèn)世，但由于這種非侵入式手表型感測(cè)裝置是量測(cè)皮膚汗水中所分泌的生理參數(shù)，受到環(huán)境天氣與病患大量出汗等等的影響，量測(cè)的生理參數(shù)數(shù)值不夠精確，因此還是需要常常利用傳統(tǒng)的感測(cè)裝置量測(cè)后相互比對(duì)。
此外，慢性病病患的諸多并發(fā)癥并無(wú)法單純地通過(guò)檢測(cè)血液中單一生理參數(shù)濃度來(lái)判斷，多參數(shù)的生理參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于慢性病病患而言是相當(dāng)重要的，例如心血管疾病危險(xiǎn)因子的生理檢測(cè)，而血液中尿酸成分的檢測(cè)亦是現(xiàn)在不可或缺的一項(xiàng)生理參數(shù)；因?yàn)樯鐣?huì)的進(jìn)步與飲食習(xí)慣的改變，尿酸相關(guān)的疾病亦困擾著許多的患者。但截至目前為止，鮮少有多生理參數(shù)的居家檢測(cè)或個(gè)人檢測(cè)設(shè)備發(fā)展或問(wèn)世。大多數(shù)居家型/便攜式/個(gè)人化的生理參數(shù)檢測(cè)儀都必須配合與采血設(shè)備一并使用，并且不同的生理參數(shù)檢測(cè)必須使用不同的檢測(cè)試片甚至更換檢測(cè)模塊，方能得知不同的生理參數(shù)，使用上并不方便。
熟悉此一生理生化傳感器產(chǎn)業(yè)者都知道，各式各樣相同用途的生化傳感器的發(fā)展已是一相當(dāng)成熟的技術(shù)，目前市面上的產(chǎn)品，大多數(shù)針對(duì)血糖檢測(cè)所開(kāi)發(fā)，包括Becton Dickinson公司所發(fā)展的All-In-OneBD LatitudeTMDiabetes Management System及New BD LogicTMBloodGlucose Monitor、MediSense公司所發(fā)展的Precision QID血糖機(jī)、Bayer公司所發(fā)展的Elite血糖機(jī)列產(chǎn)品、Hypoguard公司所發(fā)展之一列血糖分析產(chǎn)品、Lifescan公司所設(shè)計(jì)的Ultra meter以及Roche公司所發(fā)展的Accu-Chek Compact meter等等，但亦有針對(duì)檢測(cè)血液中尿酸分子濃度以及心血管疾病相關(guān)因子，如Polymer Technology System Inc.所發(fā)展的CardioCheck P·ATM列產(chǎn)品。然而這些檢測(cè)設(shè)備大多需要另外搭配采血設(shè)備與專屬的檢測(cè)試紙，甚至使用時(shí)必須更換不同的檢測(cè)或運(yùn)算的模塊，方能做單一生理參數(shù)的檢驗(yàn)。
Becton Dickinson公司所發(fā)展的All-In-One BD LatitudeTMDiabetesManagement System，此一設(shè)計(jì)將采血裝置、檢測(cè)試片與感測(cè)裝置結(jié)合包裝在一起，但仍必須分別使用，惟此一設(shè)計(jì)使得病患的攜帶較為方便。少部分則結(jié)合采血裝置、檢測(cè)試紙與檢測(cè)系統(tǒng)，如Glucerna公司所發(fā)展的Sof-TactTM血糖機(jī)，此一血糖機(jī)可以預(yù)先將采血針與檢驗(yàn)試片預(yù)先置入檢測(cè)裝置中，并可預(yù)先計(jì)畫檢驗(yàn)的時(shí)程，此外，此一系統(tǒng)利用一小型真空泵浦來(lái)采集血液樣品，當(dāng)機(jī)器貼緊皮膚的同時(shí)，真空泵浦將皮膚吸起，此時(shí)采血針于皮膚刺穿一小孔洞，利用真空泵浦的作用使得血液迅速流出，并將流出的血液利用檢驗(yàn)市片收集后直接進(jìn)行生理參數(shù)的檢驗(yàn)；另外，亦有結(jié)合PDA系統(tǒng)作為病患用藥及病理監(jiān)控的設(shè)計(jì)，使病人可以詳細(xì)紀(jì)錄用藥時(shí)間及掌握個(gè)人生理參數(shù)的變化，如Lifescan公司所發(fā)展的OneTouchUltraSmartTMBlood GlucoseMonitoring System，此一系統(tǒng)可以通過(guò)輸入個(gè)人健康狀況、發(fā)病經(jīng)驗(yàn)、用藥經(jīng)驗(yàn)、目前使用藥物飲食狀況等等，并結(jié)合血糖檢測(cè)結(jié)果成為一個(gè)個(gè)人化的糖尿病管理系統(tǒng)；TheraSense公司所發(fā)展的FreeStyleTracker系統(tǒng)則將當(dāng)次檢測(cè)結(jié)果、過(guò)去檢測(cè)紀(jì)錄、當(dāng)日檢測(cè)紀(jì)錄等等數(shù)字化功能，結(jié)合PDA發(fā)展出新一代的葡萄糖檢測(cè)儀器，并且此一系統(tǒng)已通過(guò)美國(guó)食品藥物檢驗(yàn)局的認(rèn)可。
先前的技術(shù)均將采血與檢測(cè)程序分離，因此，使用者使用時(shí)須利用采血針戳破皮膚來(lái)取得血液樣品，同時(shí)準(zhǔn)備一干凈的試片取得足夠的血液樣品方能進(jìn)行檢驗(yàn)分析。由以上程序可以得知，使用者必須隨時(shí)準(zhǔn)備采血設(shè)備、試片以及感測(cè)儀器，攜帶上相對(duì)顯得不方便。并且由于單一檢驗(yàn)只能檢驗(yàn)一種參數(shù)，若需檢驗(yàn)不同生理參數(shù)則必須再重復(fù)上述檢驗(yàn)流程，并更換檢測(cè)試片，甚至更換檢測(cè)的控制模塊，使用的便利性不足，同時(shí)，采血設(shè)備與試片的丟棄與后處理亦是另外的困擾。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置與其感測(cè)方法，該裝置結(jié)合采血設(shè)計(jì)、試片設(shè)計(jì)及感測(cè)儀器設(shè)計(jì)為一體的方式，在采血的同時(shí)完成多種生理參數(shù)檢測(cè)的工作，提供使用者更便利更具價(jià)值的服務(wù)。并且本發(fā)明提供了可連續(xù)多次檢測(cè)的窗口，使用時(shí)無(wú)須同時(shí)攜帶多種設(shè)備，如采血針及檢驗(yàn)試紙等，增加了使用的便利性。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)手段如下，一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，包括至少一樣品采集裝置，利用該樣品采集裝置內(nèi)的一樣品承載空間并利用外力配合壓力差的方式使該樣品承載空間內(nèi)部形成真空或負(fù)壓狀態(tài)，以利相對(duì)高壓的待測(cè)生物體液樣品可迅速進(jìn)入樣品承載空間內(nèi)部；至少一電極組，包括一工作電極、一參考電極與一輔助電極，當(dāng)該待測(cè)生物體液樣品進(jìn)入樣品承載空間內(nèi)部后，該工作電極與其上的化學(xué)物質(zhì)會(huì)與待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行化學(xué)與物理反應(yīng)；一運(yùn)算邏輯與數(shù)據(jù)擷取裝置，將已進(jìn)行過(guò)化學(xué)與物理反應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)的擷取與運(yùn)算；一信號(hào)顯示裝置，以明確地顯示下列任一項(xiàng)待測(cè)生物體液樣品的生理參數(shù)數(shù)值、生理參數(shù)相對(duì)應(yīng)的濃度。
本發(fā)明提供了一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)方法，包括(1)利用一樣品采集裝置內(nèi)的一樣品承載空間收集待測(cè)生物體液樣品，即利用外力配合壓力差的方式使該樣品承載空間內(nèi)部形成真空或負(fù)壓狀態(tài)，以利相對(duì)高壓的該待測(cè)生物體液樣品可迅速進(jìn)入樣品承載空間內(nèi)部；(2)利用復(fù)數(shù)個(gè)電極組中至少一個(gè)電極組對(duì)待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行化學(xué)與物理反應(yīng)，而每一個(gè)電極組包括一工作電極、一參考電極與一輔助電極，即當(dāng)該待測(cè)生物體液樣品進(jìn)入樣品承載空間內(nèi)部后，該工作電極與其上的化學(xué)物質(zhì)會(huì)與待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行化學(xué)與物理反應(yīng)；(3)利用一運(yùn)算邏輯與數(shù)據(jù)擷取裝置擷取與運(yùn)算反應(yīng)后的結(jié)果，將已進(jìn)行過(guò)化學(xué)與物理反應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)的擷取與運(yùn)算。
本發(fā)明的采血方式是利用壓力差的方式，檢測(cè)區(qū)域內(nèi)真空或負(fù)壓狀態(tài)，當(dāng)使用者以檢測(cè)部位按壓在檢測(cè)區(qū)域時(shí)，檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的微型采血裝置便會(huì)穿透檢測(cè)部位的皮膚，并且由于檢測(cè)區(qū)域內(nèi)為真空或負(fù)壓的狀態(tài)，因此，血液便迅速地經(jīng)由采血裝置所穿透皮膚之處，充滿檢測(cè)區(qū)域的空間，待內(nèi)外壓力平衡的后即停止，如此可以精準(zhǔn)地達(dá)到檢測(cè)液定量的目的。
本發(fā)明的特色在于整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，該裝置包括采血、感測(cè)、信號(hào)輸出以及具有連續(xù)檢測(cè)不需更換配件等優(yōu)點(diǎn)。目前市面上所擁有的產(chǎn)品，均將采血裝置，感測(cè)試片與感測(cè)裝置分離的方式處理，使用時(shí)缺一不可，并且使用者必須重復(fù)采血、取血、感測(cè)等動(dòng)作，方能進(jìn)行多次或不同的檢測(cè)工作。因此，本發(fā)明將上述的獨(dú)立對(duì)象整合為一體，使得此一整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置具有操作簡(jiǎn)單、攜帶方便以及可連續(xù)檢測(cè)不需更換配件的優(yōu)點(diǎn)。
為使熟悉該項(xiàng)技藝的人士了解本發(fā)明的目的、特征及功效，茲通過(guò)下述具體實(shí)施例，并配合所示附圖，對(duì)本發(fā)明詳加說(shuō)明如下。


圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的立體圖；圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的上側(cè)視圖；圖3為一電極組的詳細(xì)附圖；圖4A為本發(fā)明樣品采集裝置的另一實(shí)施例示意圖；圖4B為本發(fā)明樣品采集裝置的再一實(shí)施例示意圖；
圖5為本發(fā)明樣品采集裝置的又一實(shí)施例示意圖。
圖6為本發(fā)明的感測(cè)方法步驟。
圖中符號(hào)說(shuō)明1 感測(cè)裝置11 樣品采集裝置111外殼113樣品承載空間115針狀物117樣品采集點(diǎn)119為小孔洞12 按鈕13 電極組131輔助電極132工作電極133參考電極14 多通道電化學(xué)感測(cè)裝置141導(dǎo)線142導(dǎo)線15 手指16 運(yùn)算邏輯與數(shù)據(jù)擷取裝置161導(dǎo)線17 待測(cè)生物體液樣品21 樣品采集裝置211外殼213樣品承載空間215突出物31 樣品采集裝置311外殼313樣品承載空間
315突出物317小橡皮球41 樣品采集裝置411外殼413樣品承載空間415突出物具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明一較佳實(shí)施例的立體圖，顯示本發(fā)明的一感測(cè)裝置1的正面操作面板的各部份，包括28組樣品采集裝置11、一信號(hào)顯示裝置19及五個(gè)按鈕12。每一組樣品采集裝置11皆配合一電極組13，在按下按鈕12驅(qū)動(dòng)樣品采集裝置11時(shí)，即開(kāi)始進(jìn)行待測(cè)生物體液樣品的采集，并由該電極組13進(jìn)行與樣品間的化學(xué)與物理反應(yīng)，經(jīng)過(guò)一多通道電化學(xué)感測(cè)裝置(圖中未示)與一運(yùn)算邏輯與數(shù)據(jù)擷取裝置(圖中未示)的作用，將結(jié)果顯示于該信號(hào)顯示裝置19。該復(fù)數(shù)個(gè)按鈕12按下數(shù)秒而不松開(kāi)或按下不同的按鈕后，即顯示時(shí)間、前數(shù)次測(cè)量的記錄、轉(zhuǎn)換不同的測(cè)量項(xiàng)目等功能。同時(shí)該復(fù)數(shù)個(gè)檢測(cè)區(qū)域所檢測(cè)的生理參數(shù)，可隨不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)而調(diào)整，并不限定檢測(cè)單一的生理參數(shù)。
請(qǐng)參閱圖2與圖3，本發(fā)明較佳實(shí)施例的上側(cè)視圖與一電極組的詳細(xì)附圖。其中，本發(fā)明的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，包括復(fù)數(shù)個(gè)樣品采集裝置11，利用該樣品采集裝置內(nèi)的一樣品承載空間113，并利用外力配合壓力差的方式使該樣品承載空間內(nèi)部形成真空或負(fù)壓狀態(tài)(屬已知技術(shù)，在此不多作探討)，以利相對(duì)高壓的待測(cè)生物體液樣品17(第2圖顯示來(lái)自一手指15中的血液)可迅速進(jìn)入樣品承載空間內(nèi)部113，而該樣品采集裝置11中更具有一針狀物115，并且此一針狀物115可突破該樣品承載空間113的一外殼111，并可于一樣品采集點(diǎn)117上產(chǎn)生一微小孔洞119，以利待測(cè)生物體液樣品17進(jìn)入；
復(fù)數(shù)個(gè)電極組13，每一個(gè)電極組13包括一工作電極132、一參考電極133與一輔助電極131，當(dāng)該待測(cè)生物體液樣品17進(jìn)入樣品承載空間113內(nèi)部后，該工作電極132與其上的化學(xué)物質(zhì)會(huì)與待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行化學(xué)與物理反應(yīng)，而所謂的第一種化學(xué)反應(yīng)是利用該工作電極132的一工作面上含有的酵素分子與待測(cè)生物體液樣品17產(chǎn)生反應(yīng)，以氧氣分子作為生化反應(yīng)的電子傳遞介質(zhì)，且第一種工作電極指此經(jīng)過(guò)酵素分子與一適當(dāng)?shù)慕宦?lián)試劑所共同修飾的電極，其中，該酵素分子為氧化還原酵素，包括葡萄糖氧化酵素、葡萄糖去氫酵素、膽固醇氧化酵素、相類似的化學(xué)物質(zhì)，而該交聯(lián)試劑可為多醛基高分子化合物、多醛基高分子天然物、含雙醛基的化合物、多胺基高分子化合物、多醛基高分子天然物、含雙胺基的化合物、多羧基高分子化合物、多羧基高分子天然物、雙羧基分子化合物或相類似的化學(xué)物質(zhì)；而該化學(xué)物質(zhì)與待測(cè)生物體液樣品17進(jìn)行的第二種化學(xué)反應(yīng)是利用該工作電極132的一工作面上含有的酵素分子與電子傳遞介質(zhì)和待測(cè)生物體液樣品產(chǎn)生反應(yīng)，且第二種工作電極指此經(jīng)過(guò)酵素分子與一適當(dāng)?shù)慕宦?lián)試劑以及適當(dāng)?shù)碾娮觽鬟f介質(zhì)所共同修飾的電極，該電子傳遞介質(zhì)包括電子受體、電子予體、催化試劑，另一方面，物理反應(yīng)利用工作電極132是由含碳油墨或其它金屬油墨的高導(dǎo)電性油墨所制成，再通以適當(dāng)且足夠的操作電壓，以利化學(xué)反應(yīng)的電子傳遞，該參考電極133可當(dāng)作該工作電極所施加工作電壓的相對(duì)指針，包括銀/氯化銀參考電極或飽和甘汞電極或其它可作為參考電極的材料，該輔助電極131其材質(zhì)可由含碳油墨或其它金屬油墨的高導(dǎo)電性油墨或相類似的金屬所制成；一多通道電化學(xué)感測(cè)裝置14，可提供復(fù)數(shù)個(gè)工作電壓并通過(guò)復(fù)數(shù)條電線141連接電極組13中的復(fù)數(shù)個(gè)工作電極132，該多通道電化學(xué)感測(cè)裝置14可以隨著檢測(cè)物體或電子傳遞介質(zhì)的不同進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；一運(yùn)算邏輯與數(shù)據(jù)擷取裝置16，通過(guò)一電線142將已進(jìn)行過(guò)化學(xué)與物理反應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)的擷取與運(yùn)算；一信號(hào)顯示裝置19，通過(guò)一電線161將該運(yùn)算邏輯與數(shù)據(jù)擷取裝置16擷取與運(yùn)算后的數(shù)據(jù)，顯示待測(cè)生物體液樣品17的生理參數(shù)數(shù)值或生理參數(shù)相對(duì)應(yīng)的濃度。
然而，本實(shí)施例中，復(fù)數(shù)個(gè)電極組中的工作電極具有兩種，即第一種可以通過(guò)修飾不同的酵素分子與交聯(lián)試劑，來(lái)達(dá)成多生理參數(shù)的檢驗(yàn)，第二種可以通過(guò)修飾不同的酵素分子與交聯(lián)試劑以及電子傳遞介質(zhì)，來(lái)達(dá)成多生理參數(shù)的檢驗(yàn)。
以葡萄糖感測(cè)為例，上述生物分子反應(yīng)與電子轉(zhuǎn)移的示意圖如下 一般而言，自然界以氧氣分子來(lái)作為酵素生化反應(yīng)所需的電子受體，其電子轉(zhuǎn)移的示意圖如下 因此，可以通過(guò)量測(cè)氧氣氛子的消耗量或二氧化氫分子的生成量來(lái)達(dá)到定量葡萄糖濃度的目的。電子受體亦可為其它化學(xué)物質(zhì)，如Ferrocene、K3Fe(CN)6、TTF-FCNQ等等，以K3Fe(CN)6為例，其電子轉(zhuǎn)移的示意圖如下
通過(guò)量測(cè)Fe(CN)63-/Fe(CN)64-的電子轉(zhuǎn)移來(lái)達(dá)到定量葡萄糖濃度的目的。
此外，亦可利用檢測(cè)二氧化氫的生成量來(lái)達(dá)成定量的目的，例如利用普魯士藍(lán)晶體來(lái)作為二氧化氫的催化劑，其電子轉(zhuǎn)移的示意圖如下 此一機(jī)制通過(guò)二氧化氫還原反應(yīng)所得的電子轉(zhuǎn)移來(lái)定量葡萄糖濃度。其它的電極組則進(jìn)行不同的檢測(cè)工作，不同電極組之間的檢測(cè)專一性，則是通過(guò)工作電極上所固定的酵素或其它生化分子來(lái)做鑒別，通過(guò)生物分子對(duì)于帶測(cè)物種與生具來(lái)所擁有的選擇性與專一性，來(lái)達(dá)成多樣生理參數(shù)的專一性檢測(cè)。
此外，本發(fā)明的多通道電化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)針對(duì)不同的電極組之間，可以分別提供不同的工作電壓，并且這些工作電壓可以隨著不同電子傳遞介質(zhì)或?yàn)榱藚^(qū)分不同的生理檢測(cè)參數(shù)而有所調(diào)整，并且因?yàn)椴煌纳頇z測(cè)參數(shù)于身體內(nèi)的濃度并不相同，且與其相對(duì)應(yīng)的生物分子基本特性并不相同，因此系統(tǒng)內(nèi)亦針對(duì)不同的電極組之間設(shè)計(jì)不同的邏輯運(yùn)算方式，可以獨(dú)立計(jì)算并分析生理檢測(cè)后的信號(hào)，再通過(guò)電子線路顯示在顯示器上。
以圖3而言，電極組13具有四個(gè)工作電極132、四個(gè)輔助電極131與一個(gè)參考電極133。因此可知，本次的待測(cè)生物體液樣品收集后，由于有四組工作電極、輔助電極與參考電極，所以一次收集，可進(jìn)行四種生理參數(shù)的分析。
以圖1為例，共有28組樣品采集裝置11，故可針對(duì)該四種生理參數(shù)進(jìn)行為期差不多是一個(gè)月的追蹤檢測(cè)。另一方面，該電化學(xué)生化感測(cè)裝置可同時(shí)施加不同的工作電壓于不同的工作電極組，或可不同時(shí)施加不同的工作電壓于不同的工作電極組。而且，該工作電極所施加的不同電壓根據(jù)不同的電子傳遞介質(zhì)而有所不同，是可以調(diào)整的。而且不同的電極所檢測(cè)的生理參數(shù)，可以隨產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不同而調(diào)整，并不限定檢測(cè)單一生理參數(shù)。
請(qǐng)參閱圖4A，本發(fā)明樣品采集裝置的另一實(shí)施例示意圖。該樣品采集裝置21的樣品承載空間213的外殼211上經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)產(chǎn)生一微小突出物215，其上并有一微小突出小孔，此一突出物215可以于一樣品采集點(diǎn)(如手指上的某處)上產(chǎn)生一微小孔洞(如一小血孔)，采集時(shí)可通過(guò)該微小突出小孔將樣品透入樣品承載空間213內(nèi)。請(qǐng)參閱圖4B，本發(fā)明樣品采集裝置的再一實(shí)施例示意圖。該樣品采集裝置41的樣品承載空間413的外殼411內(nèi)經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)產(chǎn)生一針狀突出物415，此一突出物415可以穿透該外殼411，并于一樣品采集點(diǎn)(如手指上的某處)上產(chǎn)生一微小孔洞(如一小血孔)，采集時(shí)可通過(guò)該微小孔洞與外殼411內(nèi)的相對(duì)負(fù)壓或真空狀態(tài)，而令樣品透入樣品承載空間413內(nèi)。
請(qǐng)參閱圖5，本發(fā)明樣品采集裝置的又一實(shí)施例示意圖。該樣品采集裝置31的樣品承載空間313的外殼311上經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)產(chǎn)生一針狀物315，其上并有一微小突出小孔，并以一微小圓球來(lái)作為氣密密封的功用，以維持樣品承載空間中真空或負(fù)壓狀態(tài)，而采集時(shí)可通過(guò)該微小突出小孔將樣品透入樣品承載空間313內(nèi)。
請(qǐng)參閱圖6為本發(fā)明的感測(cè)方法步驟。本發(fā)明一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)方法，包括(1)利用一樣品采集裝置內(nèi)的一樣品承載空間收集待測(cè)生物體液樣品，即該樣品承載空間內(nèi)部為真空或相對(duì)負(fù)壓狀態(tài)，利用外力配合壓力差的方式，以利相對(duì)高壓的該待測(cè)生物體液樣品可迅速進(jìn)入樣品承載空間內(nèi)部；其中，更可利用下列三種實(shí)施例取得樣品，即可利用該樣品采集裝置的一針狀物，并且此一針狀物可突破該樣品承載空間的一外殼，并可于一樣品采集點(diǎn)上產(chǎn)生一微小孔洞；或可利用該樣品承載空間外殼上經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)產(chǎn)生一微小突出物，此一突出物可以于一樣品采集點(diǎn)上產(chǎn)生一微小孔洞；或可利用該樣品承載空間外殼上經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)產(chǎn)生一微小突出小孔，并以一微小圓球來(lái)作為氣密密封的功用，以維持樣品承載空間中真空或負(fù)壓狀態(tài)；(2)利用復(fù)數(shù)個(gè)電極組中至少一個(gè)電極組對(duì)待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行化學(xué)與物理反應(yīng)，而每一個(gè)電極組包括一工作電極、一參考電極與一輔助電極，即當(dāng)該待測(cè)生物體液樣品進(jìn)入樣品承載空間內(nèi)部后，該工作電極與其上的化學(xué)物質(zhì)會(huì)與待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行化學(xué)與物理反應(yīng)；而第一種化學(xué)反應(yīng)利用該工作電極的一工作面上含有的酵素分子與待測(cè)生物體液樣品產(chǎn)生反應(yīng)，以氧氣分子作為生化反應(yīng)的電子傳遞介質(zhì)，且工作電極指此經(jīng)過(guò)酵素分子與一適當(dāng)?shù)慕宦?lián)試劑所共同修飾的電極，其中，該酵素分子為氧化還原酵素，包括葡萄糖氧化酵素、葡萄糖去氫酵素、膽固醇氧化酵素或相類似的化學(xué)物質(zhì)，該交聯(lián)試劑可為多醛基高分子化合物、多醛基高分子天然物、雙醛基化合物、多胺基高分子化合物、多胺基高分子天然物、雙胺基化合物、多羧基高分子化合物、多羧基高分子天然物、雙羧基化合物、或相類似的化學(xué)物質(zhì)；第二種化學(xué)反應(yīng)利用該工作電極的一工作面上含有的酵素分子與一適當(dāng)?shù)慕宦?lián)試劑及適當(dāng)?shù)碾娮觽鬟f介質(zhì)和待測(cè)生物體液樣品產(chǎn)生反應(yīng)，且工作電極指此經(jīng)過(guò)酵素分子與一適當(dāng)?shù)慕宦?lián)試劑以及適當(dāng)?shù)碾娮觽鬟f介質(zhì)所共同修飾的電極；該工作電極與待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行的物理反應(yīng)利用工作電極由含碳油墨或其它金屬油墨的高導(dǎo)電性油墨所制成，再通以適當(dāng)且足夠的操作電壓，以利化學(xué)反應(yīng)的電子傳遞；該電極組更可包括一多通道電化學(xué)感測(cè)裝置，可提供至少一個(gè)工作電壓給該工作電極；該參考電極可當(dāng)作該工作電極所施加工作電壓的相對(duì)指針，包括銀/氯化銀參考電極、飽和甘汞電極或其它可作為參考電極的材料；該輔助電極其材質(zhì)由含碳油墨或其它金屬油墨的高導(dǎo)電性油墨或相類似的金屬所制成；(3)利用一運(yùn)算邏輯與數(shù)據(jù)擷取裝置擷取與運(yùn)算反應(yīng)后的結(jié)果，將已進(jìn)行過(guò)化學(xué)與物理反應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)的擷取與運(yùn)算。
(4)利用一信號(hào)顯示裝置，以明確地顯示待測(cè)生物體液樣品的生理參數(shù)數(shù)值、生理參數(shù)相對(duì)應(yīng)的濃度。
雖然本發(fā)明以復(fù)數(shù)個(gè)較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，即凡依本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與修飾等，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明的專利涵蓋范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍以所述的申請(qǐng)專利范圍界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，包括至少一樣品采集裝置，利用該樣品采集裝置內(nèi)的一樣品承載空間，并利用外力配合壓力差的方式使該樣品承載空間內(nèi)部形成真空或負(fù)壓狀態(tài)，以利相對(duì)高壓的待測(cè)生物體液樣品可迅速進(jìn)入樣品承載空間內(nèi)部；至少一電極組，包括一工作電極、一參考電極與一輔助電極，當(dāng)該待測(cè)生物體液樣品進(jìn)入樣品承載空間內(nèi)部后，該工作電極與其上的化學(xué)物質(zhì)會(huì)與待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行化學(xué)與物理反應(yīng)；一運(yùn)算邏輯與數(shù)據(jù)擷取裝置，將已進(jìn)行過(guò)化學(xué)與物理反應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)的擷取與運(yùn)算。
2.如權(quán)利要求1所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該裝置更包括一信號(hào)顯示裝置，以明確地顯示下列任一項(xiàng)待測(cè)生物體液樣品的生理參數(shù)數(shù)值、生理參數(shù)相對(duì)應(yīng)的濃度。
3.如權(quán)利要求1所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該樣品采集裝置中更具有一針狀物，并且此一針狀物可突破該樣品承載空間的一外殼，并可于一樣品采集點(diǎn)上產(chǎn)生一微小孔洞。
4.如權(quán)利要求1所述一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該樣品承載空間外殼上經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)產(chǎn)生一微小突出物，此一突出物可以于一樣品采集點(diǎn)上產(chǎn)生一微小孔洞。
5.如權(quán)利要求1所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該樣品承載空間外殼上經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)產(chǎn)生一微小突出小孔，并以一微小圓球來(lái)作為氣密密封的功用，以維持樣品承載空間中真空或負(fù)壓狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該化學(xué)物質(zhì)與待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，是利用該工作電極的一工作面上含有的酵素分子與待測(cè)生物體液樣品產(chǎn)生反應(yīng)，以氧氣分子作為生化反應(yīng)的電子傳遞介質(zhì)，且工作電極指此經(jīng)過(guò)酵素分子與一適當(dāng)?shù)慕宦?lián)試劑所共同修飾的電極。
7.如權(quán)利要求1所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該化學(xué)物質(zhì)與待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)利用該工作電極之一工作面上含有的酵素分子與電子傳遞介質(zhì)和待測(cè)生物體液樣品產(chǎn)生反應(yīng)，且工作電極指此經(jīng)過(guò)酵素分子與一適當(dāng)?shù)慕宦?lián)試劑以及適當(dāng)?shù)碾娮觽鬟f介質(zhì)所共同修飾的電極。
8.如權(quán)利要求1所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該工作電極與待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行的物理反應(yīng)利用工作電極由含碳油墨或其它導(dǎo)電性金屬油墨的高導(dǎo)電性油墨所制成，再通以適當(dāng)且足夠的操作電壓，以利化學(xué)反應(yīng)的電子傳遞。
9.如權(quán)利要求1所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該電極組更可包括一多通道電化學(xué)感測(cè)裝置，可提供至少一個(gè)工作電壓給該工作電極。
10.如權(quán)利要求1所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該參考電極可當(dāng)作該工作電極所施加工作電壓的相對(duì)指針，包括下列任一項(xiàng)銀/氯化銀參考電極、飽和甘汞電極、其它可作為參考電極的材料。
11.如權(quán)利要求1所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該輔助電極其材質(zhì)為含碳油墨或其它導(dǎo)電性金屬油墨的高導(dǎo)電性油墨所制成，包括碳、金、白金、相類似的金屬。
12.一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，包括至少一樣品采集裝置，利用該樣品采集裝置內(nèi)的一樣品承載空間，并利用外力配合壓力差的方式使該樣品承載空間內(nèi)部形成真空或負(fù)壓狀態(tài)，以利相對(duì)高壓的待測(cè)生物體液樣品可迅速進(jìn)入樣品承載空間內(nèi)部；復(fù)數(shù)個(gè)電極組，每一個(gè)電極組包括一工作電極、一參考電極與一輔助電極，當(dāng)該待測(cè)生物體液樣品進(jìn)入樣品承載空間內(nèi)部后，該工作電極與其上的化學(xué)物質(zhì)會(huì)與待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行化學(xué)與物理反應(yīng)；一多通道電化學(xué)感測(cè)裝置，可提供復(fù)數(shù)個(gè)工作電壓給該復(fù)數(shù)個(gè)工作電極；一運(yùn)算邏輯與數(shù)據(jù)擷取裝置，將已進(jìn)行過(guò)化學(xué)與物理反應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)的擷取與運(yùn)算。
13.如權(quán)利要求12所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該裝置更包括一信號(hào)顯示裝置，以明確地顯示下列任一項(xiàng)待測(cè)生物體液樣品的生理參數(shù)數(shù)值、生理參數(shù)相對(duì)應(yīng)的濃度。
14.如權(quán)利要求12所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該樣品采集裝置中更具有一針狀物，并且此一針狀物可突破該樣品承載空間之一外殼，并可于一樣品采集點(diǎn)上產(chǎn)生一微小孔洞。
15.如權(quán)利要求12所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該樣品承載空間外殼上經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)產(chǎn)生一微小突出物，此一突出物可以于一樣品采集點(diǎn)上產(chǎn)生一微小孔洞。
16.如權(quán)利要求12所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該樣品承載空間外殼上經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)產(chǎn)生一微小突出小孔，并以一微小圓球來(lái)作為氣密密封的功用，以維持樣品承載空間中真空或負(fù)壓狀態(tài)。
17.如權(quán)利要求12所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該化學(xué)物質(zhì)與待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)利用該工作電極的一工作面上含有的酵素分子與待測(cè)生物體液樣品產(chǎn)生反應(yīng)，以氧氣分子作為生化反應(yīng)的電子傳遞介質(zhì)，且工作電極指此經(jīng)過(guò)酵素分子與一適當(dāng)?shù)慕宦?lián)試劑所共同修飾的電極。
18.如權(quán)利要求12所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該化學(xué)物質(zhì)與待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)利用該工作電極的一工作面上含有的酵素分子與電子和待測(cè)生物體液樣品產(chǎn)生反應(yīng)，以傳遞介質(zhì)，且工作電極指此經(jīng)過(guò)酵素分子與一適當(dāng)?shù)慕宦?lián)試劑以及適當(dāng)?shù)碾娮觽鬟f介質(zhì)所共同修飾的電極。
19.如權(quán)利要求12所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該工作電極與待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行的物理反應(yīng)利用工作電極由含碳油墨或其它導(dǎo)電性金屬油墨的高導(dǎo)電性油墨所制成，再通以適當(dāng)且足夠的操作電壓，以利化學(xué)反應(yīng)的電子傳遞。
20.如權(quán)利要求12所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該多通道電化學(xué)感測(cè)裝置可以隨著檢測(cè)物種或電子傳遞介質(zhì)的不同進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
21.如權(quán)利要求12所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該參考電極可當(dāng)作該工作電極所施加工作電壓的相對(duì)指針，包括下列任一項(xiàng)銀/氯化銀參考電極、飽和甘汞電極、其它可作為參考電極的材料。
22.如權(quán)利要求12所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該輔助電極其材質(zhì)為含碳油墨或其它導(dǎo)電性金屬油墨的高導(dǎo)電性油墨所制成，包括碳、金、白金、相類似的金屬。
23.如權(quán)利要求12所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該復(fù)數(shù)個(gè)電極組中的工作電極可以通過(guò)修飾不同的酵素分子與交聯(lián)試劑，來(lái)達(dá)成多生理參數(shù)的檢驗(yàn)。
24.如權(quán)利要求12所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該復(fù)數(shù)個(gè)電極組中的工作電極可以通過(guò)修飾不同的酵素分子與交聯(lián)試劑以及電子傳遞介質(zhì)，來(lái)達(dá)成多生理參數(shù)的檢驗(yàn)。
25.如權(quán)利要求12所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該電化學(xué)生化感測(cè)裝置可同時(shí)施加不同的工作電壓于不同的工作電極組。
26.如權(quán)利要求12所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置，其中，該電化學(xué)生化感測(cè)裝置可不同時(shí)施加不同的工作電壓于不同的工作電極組。
27.一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)方法，包括(1)利用一樣品采集裝置內(nèi)的一樣品承載空間收集待測(cè)生物體液樣品，即利用外力配合壓力差的方式使該樣品承載空間內(nèi)部形成真空或負(fù)壓狀態(tài)，以利相對(duì)高壓的該待測(cè)生物體液樣品可迅速進(jìn)入樣品承載空間內(nèi)部；(2)利用復(fù)數(shù)個(gè)電極組中至少一個(gè)電極組對(duì)待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行化學(xué)與物理反應(yīng)，而每一個(gè)電極組包括一工作電極、一參考電極與一輔助電極，即當(dāng)該待測(cè)生物體液樣品進(jìn)入樣品承載空間內(nèi)部后，該工作電極與其上的化學(xué)物質(zhì)會(huì)與待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行化學(xué)與物理反應(yīng)；(3)利用一運(yùn)算邏輯與數(shù)據(jù)擷取裝置擷取與運(yùn)算反應(yīng)后的結(jié)果，將已進(jìn)行過(guò)化學(xué)與物理反應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)的擷取與運(yùn)算。
28.如權(quán)利要求27所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)方法，其中，在步驟(3)后更可利用一信號(hào)顯示裝置，以明確地顯示下列任一項(xiàng)待測(cè)生物體液樣品的生理參數(shù)數(shù)值、生理參數(shù)相對(duì)應(yīng)的濃度。
29.如權(quán)利要求27所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)方法，其中，在步驟(1)中可利用該樣品采集裝置的一針狀物，并且此一針狀物可突破該樣品承載空間的一外殼，并可于一樣品采集點(diǎn)上產(chǎn)生一微小孔洞。
30.如權(quán)利要求27所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)方法，其中，在步驟(1)中可利用該樣品承載空間外殼上經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)產(chǎn)生一微小突出物，此一突出物可以于一樣品采集點(diǎn)上產(chǎn)生一微小孔洞。
31.如權(quán)利要求27所述一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)方法，其中，在步驟(1)中可利用該樣品承載空間外殼上經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)產(chǎn)生一微小突出小孔，并以一微小圓球來(lái)作為氣密密封的功用，以維持樣品承載空間中真空或負(fù)壓狀態(tài)。
32.如權(quán)利要求27所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)方法，其中，在步驟(2)中該化學(xué)物質(zhì)與待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)利用該工作電極的一工作面上含有的酵素分子與待測(cè)生物體液樣品產(chǎn)生反應(yīng)，以氧氣分子作為生化反應(yīng)的電子傳遞介質(zhì)，且工作電極指此經(jīng)過(guò)酵素分子與一適當(dāng)?shù)慕宦?lián)試劑所共同修飾的電極。
33.如權(quán)利要求27所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)方法，其中，在步驟(2)中該化學(xué)物質(zhì)與待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)利用該工作電極的一工作面上含有的酵素分子與電子和待測(cè)生物體液樣品產(chǎn)生反應(yīng)，以傳遞介質(zhì)，且工作電極指此經(jīng)過(guò)酵素分子與一適當(dāng)?shù)慕宦?lián)試劑以及適當(dāng)?shù)碾娮觽鬟f介質(zhì)所共同修飾的電極。
34.如權(quán)利要求27所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)方法，其中，在步驟(2)中該工作電極與待測(cè)生物體液樣品進(jìn)行的物理反應(yīng)利用工作電極由含碳油墨或其它導(dǎo)電性金屬油墨的高導(dǎo)電性油墨所制成，再通以適當(dāng)且足夠的操作電壓，以利化學(xué)反應(yīng)的電子傳遞。
35.如權(quán)利要求27所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)方法，其中，在步驟(2)中該電極組更可包括一多通道電化學(xué)感測(cè)裝置，可提供至少一個(gè)工作電壓給該工作電極。
36.如權(quán)利要求27所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)方法，其中，在步驟(2)中該參考電極可當(dāng)作該工作電極所施加工作電壓的相對(duì)指針，包括下列任一項(xiàng)銀/氯化銀參考電極、飽和甘汞電極、其它可作為參考電極的材料。
37.如權(quán)利要求27所述的一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)方法，其中，在步驟(2)中該輔助電極其材質(zhì)為含碳油墨或其它導(dǎo)電性金屬油墨的高導(dǎo)電性油墨所制成，包括碳、金、白金、相類似的金屬。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種整合型電化學(xué)生化感測(cè)裝置與其感測(cè)方法，其包括至少一樣品采集裝置，復(fù)數(shù)個(gè)電極組，一多通道電化學(xué)感測(cè)裝置，一運(yùn)算邏輯與數(shù)據(jù)擷取裝置，一信號(hào)顯示裝置，以明確地顯示待測(cè)生物體液樣品的生理參數(shù)數(shù)值、生理參數(shù)相對(duì)應(yīng)的濃度。該感測(cè)裝置結(jié)合采血設(shè)計(jì)、連續(xù)多次檢驗(yàn)設(shè)計(jì)、多通道感測(cè)設(shè)計(jì)、工作電壓可調(diào)整設(shè)計(jì)等，并且可以在同一次檢測(cè)當(dāng)中得知多生理參數(shù)的檢驗(yàn)結(jié)果。通過(guò)此設(shè)計(jì)，可以提供使用者更大的方便性并提高使用的價(jià)值。
文檔編號(hào)G01N35/00GK1648668SQ20041000243
公開(kāi)日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2004年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月20日
發(fā)明者林康平 申請(qǐng)人:林康平