[發(fā)明專利]生物傳感器及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410345231.6
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN104407123A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙天賢
• 申請（專利權(quán)）人: 趙天賢
• 主分類號: G01N33/50
• 分類號: G01N33/50
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才;王冬華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物傳感器領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種利用印刷電路板(PCB)工藝制作的高性能低成本的生物傳感器及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著各種技術(shù)的發(fā)展，生物傳感器及相應(yīng)的檢測儀器可以變得越來越小，從而使得臨床醫(yī)學(xué)中的即時檢測(POCT)已成為可能并得到迅速發(fā)展。

POCT的主要優(yōu)點(diǎn)是能在幾分鐘之內(nèi)得到檢驗(yàn)結(jié)果，因此醫(yī)務(wù)人員能對身邊的病人進(jìn)行直接檢測并根據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行疾病的診斷和治療，而不需要像傳統(tǒng)檢測方法那樣將試樣送到中心實(shí)驗(yàn)室，再等待結(jié)果以進(jìn)行后續(xù)工作；對于“時間就是生命”的醫(yī)療領(lǐng)域來說，這顯然是非常有用的。例如：在急診科接收了胸口不舒服的病人時，若能快速檢測到病人血液中的心肌肌鈣蛋白I(cTnI)濃度，醫(yī)生就可以快速診斷病人是否已患心肌梗死，從而對病人做出相應(yīng)的處理；而在大型的外科手術(shù)室中，大夫也希望能隨時知道病人的一些關(guān)鍵血液參數(shù)，以便決定是否需要給病人輸血。以上情況如果用傳統(tǒng)檢測方法，都需要將病人的血樣送到中心實(shí)驗(yàn)室，測試完后再將結(jié)果送回到相應(yīng)的科室，因?yàn)檎麄€流程牽涉到好幾步手續(xù)，所以從抽血到出結(jié)果，最快也得一個小時左右，這無疑耽誤了很多救治病人的寶貴時間，甚至有可能因此而危及病人的生命。

另一方面，深靜脈栓塞和心臟瓣膜置換等病人需要長期服用抗凝藥物，以防止血栓形成，但抗凝藥物又不能服用得太多，否則將有失去止血功能的危險。因此，病人需要定期檢測凝血指標(biāo)如凝血酶原時間(PT)。近年來，PT的自檢已在主要發(fā)達(dá)國家逐漸興起，但在發(fā)展中國家卻還未開展起來，主要的原因就是自檢儀器和試條的價格太高。

糖尿病人的自檢是POCT最典型最成功的一個例子。這是因?yàn)橄鄬ζ渌韰?shù)而言，血糖濃度是比較高的，在血糖傳感器中可以產(chǎn)生較強(qiáng)的反應(yīng)信號，比如在電化學(xué)血糖傳感器中可產(chǎn)生微安級的氧化還原電流。因此，血糖傳感器的生產(chǎn)工藝相對來說比較簡單，例如，其電極用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制作即可；由于這種工藝可以非常快速地大批量生產(chǎn)，所以成本可以很低，而且使用也非常簡單。這使得大部分糖尿病人都能夠進(jìn)行自檢，而且經(jīng)濟(jì)上也負(fù)擔(dān)得起。

但相比之下，有些生理參數(shù)如cTnI和PT，其被檢測物質(zhì)的濃度非常低，在相應(yīng)的傳感器上產(chǎn)生的信號很弱，因而對傳感器的電極要求非常高，以致低成本的絲網(wǎng)印刷技術(shù)無法滿足檢測要求。為了達(dá)到更高的精度，這些傳感器的電極必須采用別的生產(chǎn)工藝來制作，比如：雅培i-STAT系列的傳感器是以硅晶片作基質(zhì)，將金屬材料涂上，再用化學(xué)方法把不需要的部分腐蝕掉，剩下的就形成了電極(US?Patent5,837,454)。上述方法制備的傳感器精度很好，但由于硅晶片較貴，加上生產(chǎn)過程中浪費(fèi)的貴重金屬如金、鉑等較多，所以傳感器的總體成本較高，傳感器也就難以推廣使用。

有鑒于此，確有必要提供一種高性能低成本的生物傳感器及其制備方法，以推廣POCT的臨床應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種高性能低成本、適合于POCT的生物傳感器及其制備方法，以推廣POCT的臨床應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種生物傳感器，其包括利用PCB板工藝制作的底板，底板包括絕緣基質(zhì)和附著在絕緣基質(zhì)一面或兩面上的導(dǎo)電部件，其中，絕緣基質(zhì)的材質(zhì)與PCB原材料板的絕緣基質(zhì)相同，導(dǎo)電部件包括與PCB原材料板的導(dǎo)電層材質(zhì)相同的普通導(dǎo)電部件和在普通導(dǎo)電部件上覆蓋不同電極材料制成的特殊電極。

作為本發(fā)明生物傳感器的一種改進(jìn)，所述特殊電極包括在普通導(dǎo)電部件上用電鍍法或化學(xué)法覆蓋惰性金屬制成的電極、在普通導(dǎo)電部件上用電鍍法或化學(xué)法覆蓋銀/氯化銀制成的電極中的一種或兩種；所述惰性金屬優(yōu)選為金或鉑。

作為本發(fā)明生物傳感器的一種改進(jìn)，所述普通導(dǎo)電部件包括用于連接傳感器和分析儀的導(dǎo)電板、導(dǎo)線和用于監(jiān)測樣品加入的電極中的一種或多種。

作為本發(fā)明生物傳感器的一種改進(jìn)，所述生物傳感器的底板還包括附著在絕緣基質(zhì)正面或反面的各種形狀的加熱電阻，加熱電阻用于給傳感器加熱。

作為本發(fā)明生物傳感器的一種改進(jìn)，所述生物傳感器的底板上可以有各種形狀的收容或承載部件以用來放置傳感器所需的試劑、抗原、抗體、磁珠等各種材料，例如置放試劑的護(hù)圈；根據(jù)實(shí)際需要，這些收容或承載部件的形狀可以是圓塊、圓圈、多個同心圓、方塊、方格等不同形狀。

作為本發(fā)明生物傳感器的一種改進(jìn)，所述生物傳感器為電流型電化學(xué)傳感器、電壓型電化學(xué)傳感器或阻抗型生物傳感器。