[發明專利]叉指陣列和制造方法

有效

• 申請號: 201280057417.0
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN103946698A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: J.A.薩姆普羅尼
• 申請（專利權）人: 西門子醫療保健診斷公司
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧永杰;胡莉莉

相關申請的交叉引用

本申請在35?U.S.C.（美國法典）119（e）下要求2011年11月22日提交的美國序列號61/562,645和2011年12月20日提交的美國序列號61/577,933的權益。以上參考的申請的全部內容通過引用被明確地并入到本文中。

關于聯邦贊助的研究和開發的聲明

不可適用。

背景技術

傳感器（也稱為檢測器）是測量物理量并將其轉換成能夠由觀察者或由儀器讀取的信號的設備。例如，玻璃水銀溫度計將測量的溫度轉換成能夠在經校準的玻璃管上讀取的液體的膨脹和收縮。熱電偶將溫度轉換成能夠由伏特計讀取的輸出電壓。為了準確，大多數傳感器對著已知標準進行校準。

在生物醫學和生物工程中，將檢測具有諸如細胞、蛋白質或核酸之類的生物組分的分析物的傳感器稱為生物傳感器。生物傳感器能夠被用于體外和體內應用兩者。

通常，生物傳感器被暴露于生物試樣，諸如血液或尿液，并用來檢測生物試樣內的預定分析物。生物傳感器然后可以被暴露于換能器或檢測器元件，所述換能器或檢測器元件可以通過使用諸如光、電、壓電、電化學等傳感介質以生理化學方式工作。在任何情況下，換能器或檢測器元件將來自生物傳感器的信號變換成能夠更容易測量和量化的另一信號。由換能器或檢測器元件所產生的信號可以被提供給讀取器設備，所述讀取器設備具有相關聯的電子器件、信號處理器和/或顯示器以用于以用戶可讀格式來提供結果。例如，能夠在圖形顯示器上提供所述結果。

在任何情況下，在過去已被使用的一種類型的生物傳感器是基于包括實現傳感器信號放大的叉指（interigitated）傳感器陣列的技術。叉指傳感器陣列提供有至少兩個微電極，其兩者都具有被間隔開并以叉指方式交錯的指狀物。微電極中的每一個提供有被連接到多個相對細的軌跡（trace）的相對大的軌跡。在各種論文中已描述了示例性叉指傳感器陣列，諸如Adam?E.?Cohen以及Roderick?R.?Kunz（2000）的23-29頁的Large-area?interdigitated?array?microelectrodes?for?electrochemical?sensing，Sensors?and?Actuators；Allen?J.?Bard等人在Anal.?Chem.?1986,?58,?2321-2331中的Digital?Simulation?of?the?Measured?Electrochemical?Response?of?Reversible?Redox?Couples?at?Microelectrode?Arrays：Consequences?Arising?from?Closely?Spaced?Ultramicroelectrodes；以及于2008年2月27日提交的美國專利申請號2009/0084686；以及于2005年12月25日提交的美國專利申請號2007/0145356。

使用標準絲網印刷、電沉積和激光燒蝕途徑來制造叉指傳感器陣列遭遇在軌跡尺寸（叉指指狀物的寬度）和空間尺寸（叉指指狀物的邊到邊距離）中的限制。由于這些原因，在過去，已使用半導體類型制造技術來制造叉指傳感器陣列，所述半導體類型制造技術包括使用適合于在半導體制造中使用的襯底的光刻法（photolithography）。示例性現有技術襯底包括二氧化硅、玻璃、陶瓷、半導體材料或柔性材料。參見例如美國專利申請號2007/0145356的段落[0023]。

然而，就申請人所知，尚不存在一種用于制造具有叉指傳感器陣列的生物傳感器的成本有效方法，其使得此類生物傳感器可用于批量生產并廣泛地用作用于測試諸如血液和尿液之類的生物試樣的一次性（disposable）傳感器。本公開的目的是在于用于成本有效地生產生物傳感器的此類方法和裝置。

附圖說明

被并入在本說明書中并構成其一部分的附圖圖示了本文所述的一個或多個實施方式，并連同描述一起解釋這些實施方式。在附圖中：

圖1是根據本公開的具有限定傳感區域的多個卡區的幅材產品的部分俯視圖，其中傳感器單元形成在所述傳感區域內。

圖2是根據本公開所構造的示例性傳感器卡的俯視圖。

圖3是根據本公開所構造的示例性傳感器單元的俯視圖。

圖4a、4b和4c協作以圖示根據本公開的用于制造傳感器單元的示例性方法。

圖5a、5b和5c協作以圖示根據本公開的用于制造傳感器單元的另一示例性方法。