ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ТЕСТОВЫЙ ДАТЧИК С УМЕНЬШЕННЫМ ОБЪЕМОМ ПРОБЫ Российский патент 2013 года по МПК G01N27/26 G01N33/487 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к электрохимическим тестовым датчикам, а именно к таким, которые адаптированы для определения концентрации анализируемого вещества.

Уровень техники

Больным диабетом необходимо постоянно отслеживать концентрацию глюкозы в крови. Целью проверки уровня концентрации глюкозы в крови является определение уровня концентрации глюкозы в крови и проведение корректирующих мер для ее нормализации с учетом слишком высокого или слишком низкого уровня ее содержания. Непринятие корректирующих мер может привести к серьезным последствиям для здоровья.

Одним из способов проверки уровня глюкозы в крови человека является его измерение с помощью портативного прибора. Портативность таких приборов позволяет их пользователям без труда измерить свой уровень глюкозы в крови, находясь в разных местах. Один из видов приборов использует электрохимический датчик для сбора и анализа пробы крови. Такой датчик обычно включает капиллярный канал для сбора пробы крови и множество электродов. Некоторые электрохимические тестовые датчики имеют большие капиллярные каналы, чем это оптимально необходимо. Чем больше капиллярный канал, тем большее количество крови требуется взять у человека, чтобы наполнить канал. Так как сбор крови является неприятной процедурой для человека, то желательно уменьшить размер капиллярного канала для сбора меньшего количества крови. Однако же количество собранной крови должно быть достаточным для покрытия и активации множества электродов, применяемых в электрохимическом тестовом датчике. Поэтому существует потребность в создании электрохимического тестового датчика с меньшим размером капиллярных каналов, при этом не нарушая точности определения концентрации анализируемого вещества.

Краткое описание изобретения

В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения электрохимический тестовый датчик для определения концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости содержит основание, слой диэлектрика, слой реагента и крышку. Основание обеспечивает возможность потока пробы жидкости, имея на своей поверхности противоэлектрод и рабочий электрод, адаптированный для электрической связи с детектором электрического тока. Слой диэлектрика формирует диэлектрическое окно. Слой реагента содержит фермент, адаптированный для реакции с анализируемым веществом. Крышка приспособлена к соединению с основанием и способствует формированию капиллярного пространства для открытия доступа пробы жидкости. Слой диэлектрика и слой реагента расположены между основанием и крышкой. Рабочий электрод выполнен в одном направлении с диэлектрическим окном. Противоэлектрод выполнен в одном направлении с диэлектрическим окном и капиллярным пространством.

В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения электрохимический тестовый датчик для определения концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости содержит основание, слой диэлектрика, слой реагента и крышку. Основание обеспечивает возможность потока пробы жидкости, имея на своей поверхности противоэлектрод и рабочий электрод, адаптированный для электрической связи с детектором электрического тока. Слой диэлектрика формирует диэлектрическое окно. Слой реагента содержит фермент, адаптированный для реакции с анализируемым веществом. Крышка приспособлена к соединению с основанием и способствует формированию капиллярного пространства для открытия доступа пробы жидкости. Слой диэлектрика и слой реагента расположены между основанием и крышкой. По меньшей мере, часть ширины противоэлектрода больше ширины рабочего электрода.

Согласно одному способу концентрация анализируемого вещества в пробе жидкости определяется тестовым датчиком. Электрохимический тестовый датчик содержит основание, слой диэлектрика, слой реагента и крышку. Основание обеспечивает возможность потока пробы жидкости, имея на своей поверхности противоэлектрод и рабочий электрод, адаптированный для электрической связи с детектором электрического тока. Слой диэлектрика формирует диэлектрическое окно. Слой реагента содержит фермент, адаптированный для реакции с анализируемым веществом. Крышка приспособлена к соединению с основанием и способствует формированию капиллярного пространства для открытия доступа пробы жидкости. Слой диэлектрика и слой реагента расположены между основанием и крышкой. По меньшей мере, часть ширины противоэлектрода больше ширины рабочего электрода. Слой реагента контактирует с пробой жидкости через капиллярное пространство. Электрический сигнал генерируется в тестовом датчике в ответ на присутствие анализируемого вещества. Уровень анализируемого вещества определяется электрическим сигналом.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, электрохимический тестовый датчик для определения концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости содержит основание, слой прокладки, слой реагента и крышку. Основание обеспечивает возможность потока пробы жидкости, имея на своей поверхности противоэлектрод и рабочий электрод, адаптированный для электрической связи с детектором электрического тока. Слой прокладки формирует окно. Слой реагента содержит фермент, адаптированный для реакции с анализируемым веществом. Крышка приспособлена к соединению с основанием и способствует формированию капиллярного пространства для открытия доступа пробы жидкости. Слой диэлектрика и слой реагента расположены между основанием и крышкой. Рабочий электрод выполнен в одном направлении с диэлектрическим окном. Противоэлектрод выполнен в одном направлении с диэлектрическим окном и капиллярным пространством.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, электрохимический тестовый датчик для определения концентрации вещества в пробе жидкости содержит основание, слой диэлектрика, слой прокладки и крышку. Основание обеспечивает доступ пробы жидкости, имея на своей поверхности противоэлектрод и рабочий электрод, адаптированный для электрической связи с детектором электрического тока. Таким образом, слой прокладки формирует окно. Слой реагента содержит фермент, адаптированный для реакции с анализируемым веществом. Крышка приспособлена к соединению с основанием и способствует формированию капиллярного пространства для открытия доступа пробы жидкости. Слой диэлектрика и слой реагента расположены между основанием и крышкой. По меньшей мере, часть ширины противоэлектрода больше ширины рабочего электрода.

Согласно другому способу, концентрация анализируемого вещества в пробе жидкости определяется тестовым датчиком. Электрохимический тестовый датчик содержит основание, слой диэлектрика, слой реагента, слой прокладки и крышку. Основание обеспечивает возможность потока пробы жидкости, имея на своей поверхности противоэлектрод и рабочий электрод, адаптированный для электрической связи с детектором электрического тока. Слой прокладки формирует окно. Слой реагента содержит фермент, адаптированный для реакции с анализируемым веществом. Крышка приспособлена к соединению с основанием и способствует формированию капиллярного пространства для открытия доступа пробы жидкости. Слой диэлектрика и слой реагента расположены между основанием и крышкой. По меньшей мере, часть ширины противоэлектрода больше ширины рабочего электрода. Слой реагента контактирует с пробой жидкости через капиллярное пространство. Электрический сигнал генерируется в тестовом датчике в ответ на присутствие анализируемого вещества. Уровень анализируемого вещества определяется электрическим сигналом.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - детальный вид электрохимического тестового датчика согласно одному варианту осуществления.

Фиг.2 - вид в перспективе собранного электрохимического тестового датчика согласно Фиг.1.

Фиг.3 - вид сверху собранного электрохимического тестового датчика согласно Фиг.1.

Фиг.4а - увеличенный вид верхней части собранного электрохимического тестового датчика согласно Фиг.3.

Фиг.4b - увеличенный вид верхней части противоэлектрода собранного электрохимического тестового датчика согласно Фиг, 3.

Фиг.4с - увеличенный вид верхней части противоэлектрода согласно другому варианту осуществления.

Фиг.4d - увеличенный вид верхней части противоэлектрода согласно еще одному варианту осуществления.

Фиг.4е - увеличенный вид верхней части противоэлектрода согласно другому варианту осуществления.

Фиг.4f - увеличенный вид верхней части противоэлектрода согласно другому варианту осуществления.

Фиг.5 - детальный вид электрохимического тестового датчика, включающего прокладку, согласно одному из вариантов осуществления.

Фиг.6 - детальный вид электрохимического тестового датчика, включающего прокладку, согласно другому варианту осуществления.

Подробное описание изобретения

Данное изобретение направлено на электрохимический тестовый датчик, предназначенный для помещения в измерительный прибор или устройство и способствующий определению концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости организма. Электрохимический тестовый датчик данного изобретения способствует уменьшению объема пробы жидкости, необходимого для правильного определения концентрации анализируемого вещества. Проба жидкости организма может быть собрана с помощью прокалывающего устройства.

Некоторые примеры типов анализируемых веществ, которые могут быть собраны, включают глюкозу, липидные профили (например, холестерин, триглицериды, LDL и HDL), микроальбумин, гемоглобин A_1С, фруктозу, лактат или билирубин. Предполагается, что могут быть определены также и концентрации других анализируемых веществ. Анализируемые вещества могут содержаться, например, в пробе цельной крови, пробе сыворотки крови, пробе плазмы крови, в других жидкостях организма, таких как тканевая жидкость (интерстициальная жидкость) и моча, или пробах других жидкостей, не содержащихся в организме. Используемый здесь термин "концентрация" относится к концентрации анализируемого вещества, активности (например, ферменты и электролиты), титрам (например, антитела), либо любым другим мерилам концентраций для измерения желаемого анализируемого вещества.

Обратимся вначале к Фиг.1-3, на которых электрохимический тестовый датчик 34 включает изоляционное основание 36, область для контактов измерительного прибора 38, множество электродов 40, 42 и 44, слой диэлектрика 48, слой реагента 52 и крышку 54. Множество электродов на Фиг.3 включает рабочий электрод 40, противоэлектрод 42 и пусковой электрод 44. Электрохимический тестовый датчик 34 может быть произведен последовательно методом трафаретной печати. Предполагается, что электрохимический тестовый датчик может быть сформирован и с помощью других методов.

Функция слоя реагента 52 на Фиг.1 преобразовать анализируемое вещество (например, глюкозу) в исследуемой пробе жидкости стехиометрически в химические вещества, измеряемые электрохимически в показателях вырабатываемого ими электрического тока, посредством компонентов работающего электрода 40 и противоэлектрода 42. Слой реагента 52 обычно включает фермент и акцептор электронов. Фермент реагирует с анализируемым веществом для производства мобильных электронов на рабочем и противоэлектродах 40, 42. К примеру, слой реагента может содержать глюкозооксидазу или глюкозодегидрогеназу, если анализируемым веществом является глюкоза. Фермент в слое реагента 52 может быть в сочетании с гидрофилическим полимером, таким как поли(этиленоксид) или другими полимерами, как полиэтиленоксид, гидроксиэтилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, поливинилацетат. Акцептор электронов (например, феррицианид) переносит мобильные электроны к поверхности рабочего электрода 40.

Слой диэлектрика 48 согласно Фиг.1 и 4а ограничивает электрическое поле, сформированное в итоге. В особенности, слой диэлектрика 48 согласно Фиг.1 и 4а образует диэлектрическое окно 50, определяющее рабочий электрод 40, и частично участвует в определении противоэлектрода 42, как будет пояснено ниже. Диэлектрическое окно 50 содержит первую секцию диэлектрического окна 50а, вторую секцию диэлектрического окна 50b и третью секцию диэлектрического окна 50с. Слой диэлектрика может быть сформирован множеством способов, таких как печать или штамповка на самоклеящемся материале. Предполагается, что слой диэлектрика может быть сформирован и другими способами.

Рабочий электрод 40 и противоэлектрод 42 участвуют в электрохимическом определении концентрации анализируемого вещества. Согласно одному варианту осуществления, рабочий электрод 40 и противоэлектрод 42 содержат смесь аморфных и графитных форм карбона, выбранного для электрохимической активности и обеспечения низкой электрической сопротивляемости электродов и измерительного прибора или устройства, с которым они находятся в оперативной связи через контактную область 38. Согласно другому варианту осуществления, рабочий электрод 40 и противоэлектрод 42 являются смесью карбона и серебра. Предполагается, что рабочий электрод и противоэлектрод могут быть изготовлены из иных материалов, обеспечивающих электрический путь к измерительному прибору или устройству, с которыми они находятся в оперативной связи. Предполагается, что можно добавлять дополнительные проводники. К примеру, на Фиг.1, первый и второй проводники 70, 71 содержат карбоно-серебряные чернила высокой проводимости, печать которыми используется для большего снижения электрической сопротивляемости с рабочего и противоэлектродов 40, 42 до контактной области 38.

В электрохимическом тестовом датчике 34 на Фиг.1, оптический пусковой электрод 44 помогает определить, достаточно ли пробы жидкости (например, крови) поступило в электрохимический тестовый датчик 34. Предполагается, что электрохимический датчик может содержать другие электроды, такие как недозагруженный электрод, электрод определения гематокрита или другие.

На Фиг.1 крышка 54 образует вогнутое пространство 56 над основанием 36, и расположенные на них компоненты образуют капиллярное пространство или канал 58 (см. Фиг.2 и 4а). Крышка 54 может быть сформирована тиснением плоского листа деформируемого материала и последующим присоединением к крышке 54 и основанию 36 при запечатывании. Материалом крышки 54 может быть лист деформируемого полимера (например, поликарбонат или полиэтилентерефталат высокой степени гибкости) или модифицированный гликолем полиэтилентерефталат. Предполагается, что крышка может изготовляться и из других материалов.

Материалы, формирующие крышку 54, могут быть проколоты для обеспечения наличия, по меньшей мере, одного вентиляционного отверстия 60а, b. Наличие вентиляционных отверстий 60a, b желательно, так как они помогают предотвратить или затруднить образование воздушных пробок. Благодаря предотвращению или затруднению образования воздушных пробок, проба жидкости лучше поступает в капиллярный канал 58 в нужное время.

Как показано на Фиг.4а, ширина W1 капиллярного канала 58 на рабочем электроде 40 больше, чем ширина W2 второй секции диэлектрического окна 50b. Ширина W1 должна быть достаточной для обеспечения того, чтобы вторая секция диэлектрического окна 50b оставалась полностью в капиллярном канале 58, в нормальных допустимых пределах, соответствующих промышленной сборке. К примеру, на Фиг.4а, ширина W1 капиллярного канала 58 в два раза превышает ширину W2 второй секции диэлектрического окна 50b. Ширина капиллярного канала обычно колеблется в диапазоне от 1,2 до 5 кратного размера ширины секции диэлектрического окна, формирующего рабочий электрод. Когда вторая секция диэлектрического окна 50b остается полностью в капиллярном канале 58, определяемая область рабочего электрода 40 остается неизменной. Для области рабочего электрода важно оставаться по большей части такой же для точного считывания анализируемого вещества.

Подходящие материалы для изоляционного основания 36 на Фиг.1 включают полимерные материалы, такие как поликарбонат, полиэтилентерефталат, пространственно стабильный винил и акриловые полимеры, и их смеси. Изоляционное основание может состоять из металлической фольги, такой как нейлон/алюминий/поливинил хлорид ламинат. Предполагается, что изоляционное основание может изготавливаться и из других материалов.

Крышка 54 и основание 36 могут быть запаяны друг с другом множеством способов. К примеру, крышка 54 и основание 36 могут быть запаяны вместе акустической сваркой, при которой крышка 54 и основание 36 сначала совмещаются, а затем спрессовываются друг с другом между вибрирующим сварочным элементом или консолью и стационарным зажимом. В этом методе, консоль контактирует только с плоскими, не вогнутыми областями крышки 54. Ультразвуковая энергия из кристалла или другого преобразователя используется для стимулирования вибраций в металлической консоли. Эта механическая энергия распространяется как тепло в полимерном составе, позволяя термопластическим материалам скрепляться. В другом методе, крышка 54 и основание 36 соединены склеивающим материалом на дне крышки 54. Предполагается, что и другими методами можно соединять крышку и основание.

Рассмотрим Фиг. 4а, на которой рабочий электрод 40 и противоэлектрод 42 показаны более детально. Противоэлектрод 42 может варьироваться в размерах по отношению к рабочему электроду 40 для амортизации любых возникающих вариантов процесса. Другими словами, площадь противоэлектрода 42 не является фиксированной по отношению к рабочему электроду 40, но она может варьироваться в допустимом диапазоне. Однако противоэлектрод 42 должен быть минимального размера по отношению к рабочему электроду 40. В особенности, для нормальной работы, площадь противоэлектрода 42 должна превышать минимальную по отношению к площади рабочего электрода. К примеру, площадь противоэлектрода 42 обычно составляет по меньшей мере 5-10% от площади рабочего электрода. Площадь противоэлектрода обычно составляет от приблизительно 25% до приблизительно 350% от площади рабочего электрода. К примеру, если площадь рабочего электрода составляет 0,65 мм², то площадь противоэлектрода - от приблизительно 0,13 мм² до приблизительно 2,5 мм².

Часть противоэлектрода 42 на Фиг.4а занимает всю ширину капиллярного канала 58. Если, по меньшей мере, часть ширины противоэлектрода 42 занимает ширину капиллярного канала 58, то можно уменьшить капиллярный канал 58, все равно имея желаемую площадь противоэлектрода. При уменьшении размера капиллярного канала 58 необходимо меньшее количество испытуемой жидкости. В этом варианте осуществления капиллярный канал составляет меньше чем приблизительно 1 мкл. Предполагается, что капиллярный канал может быть даже меньше приблизительно 0,85 мкл или даже меньше приблизительно 0,75 мкл.

Рассмотрим Фиг.4b, на которой противоэлектрод 42 увеличен, чтобы показать компоненты, формирующие противоэлектрод 42. В особенности, наружные части 42а-42m образуют внешнюю периферию противоэлектрода 42. Секция 42а образована исходным расположением электрического чернила на основании 36. Секции 42b, 42с, 42d, 42e образованы третьей секцией диэлектрического окна 50с. Секции 42f, 42g образованы сторонами 58а, 58b (см. Фиг.4а) капиллярного канала 58. Секции 42h, 42i, 42j и 42k образованы вентиляционными отверстиями 60а, b. Секция 42 m сформирована концом 58с (см. Фиг.4а) капиллярного канала 58. Так, в этом варианте осуществления, противоэлектрод сформирован расположением чернила в одном направлении, а секции диэлектрического окна, капиллярного канала и вентиляционных отверстий определяют противоэлектрод в другом направлении. Форма противоэлектрода 42 на Фиг.4b имеет форму "Т".

Предполагается, что противоэлектрод может быть сформирован меньшим количеством компонентов. Рассмотрим Фиг.4с, на которой противоэлектрод 142 согласно иному варианту осуществления имеет прямоугольную форму. Противоэлектрод 142 сформирован расположением чернила в одном направлении, а второе направление сформировано секцией диэлектрического окна и капиллярным каналом. Рассмотрим Фиг.4d, на которой изображен противоэлектрод 242 согласно иному варианту осуществления. Противоэлектрод 242 сформирован расположением чернила в одном направлении, а второе направление сформировано секцией диэлектрического окна, капиллярным каналом и множеством вентиляционных отверстий. Рассмотрим Фиг.4е, на которой изображен противоэлектрод 342 согласно еще одному варианту осуществления. Противоэлектрод 342 сформирован расположением чернила в одном направлении, а второе измерение - секцией диэлектрического окна и капиллярным каналом. Другой вариант осуществления противоэлектрода изображен на Фиг.4f с противоэлектродом 442. Предполагается, что форма противоэлектрода может отличаться от изображенной, включая многоугольные и отличные от многоугольных формы. Желательно, однако, чтобы форма противоэлектрода была таковой, чтобы она большей частью заполняла капиллярный канал, в результате чего уменьшился бы размер капиллярного канала.

Дизайн рабочего электрода данного изобретения не ограничен для использования только с объемной тесненой крышкой, формирующей вогнутое пространство, такой как крышка 54. Другие способы формирования вогнутого пространства в электрохимическом датчике также могут быть использованы в соответствии с данным изобретением. К примеру, Фиг.5 изображает электрохимический датчик 134 согласно другому варианту осуществления. Электрохимический датчик 134 включает основание 36, контактную область 38, рабочий электрод 40, противоэлектрод 42 и слой реагента 52. Электрохимический датчик 134 также включает крышку 154 и прокладку 160. Прокладка 160 имеет отверстие 162. Отверстие 162 формирует капиллярный канал, когда крышка 154 соединена с прокладкой 160 и основанием 36. Электрохимический датчик 134 работает, в основном, так же, как и электрохимический датчик 34, а его основное отличие - это метод формирования отверстия 162, по сравнению с вогнутым пространством 48.

На Фиг.6 изображен другой электрохимический тестовый датчик (электрохимический тестовый датчик 234). Электрохимический тестовый датчик 234 функционирует аналогично электрохимическим тестовым датчикам 34, 134, как описано выше. Электрохимический тестовый датчик 234 аналогичен электрохимическому тестовому датчику 134 за исключением того, что электрохимический тестовый датчик 234 не содержит слоя диэлектрика.

Вариант осуществления А

Электрохимический тестовый датчик для определения концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости, содержащий:

основание, обеспечивающее поток пробы жидкости, с противоэлектродом на своей поверхности и рабочим электродом, адаптированным к электрической связи с детектором электрического тока;

слой диэлектрика, образующий диэлектрическое окно;

слой реагента с ферментом, реагирующим с анализируемым веществом;

крышку, адаптированную для сопряжения с основанием и для способствования формированию капиллярного пространства, с отверстием для доступа пробы жидкости,

где слой диэлектрика и слой реагента расположены между основанием и крышкой,

где рабочий электрод определяется в одном направлении диэлектрическим окном,

где противоэлектрод определяется в одном направлении диэлектрическим окном и капиллярным пространством.

Вариант осуществления В

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления А, где крышка также формирует, по меньшей мере, одно вентиляционное отверстие, а противоэлектрод определяется, по меньшей мере, одним вентиляционным отверстием в одном направлении.

Вариант осуществления С

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления А, где противоэлектрод проходит через всю ширину капиллярного пространства.

Вариант осуществления D

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления А, где слой реагента содержит глюкозооксидазу.

Вариант осуществления Е

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления А, где слой реагента содержит глюкозодегидрогеназу.

Вариант F

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления А, где противоэлектрод имеет в целом Т-образную форму.

Вариант G

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления А, где противоэлектрод имеет многоугольную форму.

Вариант Н

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления А, где противоэлектрод имеет не многоугольноую форму.

Вариант I

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления А, где объем капиллярного пространства составляет меньше приблизительно 1 мкл.

Вариант J

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления А с прокладкой между крышкой и слоем реагента.

Вариант К

Электрохимический тестовый датчик для определения концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости, содержащий:

основание, обеспечивающее поток пробы жидкости, с противоэлектродом на своей поверхности и рабочим электродом, адаптированным к электрической связи с детектором электрического тока;

слой диэлектрика, образующий диэлектрическое окно;

слой реагента с ферментом, реагирующим с анализируемым веществом;

крышку, адаптированную для соединения с основанием и для способствования формированию капиллярного пространства с отверстием для доступа пробы жидкости,

где слой диэлектрика и слой реагента расположены между основанием и крышкой,

где, по меньшей мере, часть ширины противоэлектрода больше ширины рабочего электрода.

Вариант L

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления К, где противоэлектрод определяется в одном направлении диэлектрическим окном и капиллярным пространством.

Вариант М

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления L, где противоэлектрод определяется в одном направлении концом и сторонами капиллярного пространства.

Вариант N

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления К, где крышка также формирует, по меньшей мере, одно вентиляционное отверстие.

Вариант О

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления К, где противоэлектрод проходит через всю ширину капиллярного пространства.

Вариант Р

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления К, где слой реагента содержит глюкозооксидазу.

Вариант Q

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления К, где слой реагента содержит глюкозодегидрогеназу.

Вариант R

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления К, где противоэлектрод имеет Т-образную форму.

Вариант S

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления К, где противоэлектрод имеет многоугольную форму.

Вариант Т

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления К, где противоэлектрод имеет не многоугольную форму.

Вариант U

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления К, где объем капиллярного пространства составляет меньше приблизительно 1 мкл.

Вариант V

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления А с прокладкой между крышкой и слоем реагента.

Процесс W

Способ определения концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости, включающий этапы:

обеспечения наличия электрохимического тестового датчика, включающего основание, слой диэлектрика, слой реагента и крышку; причем основание обеспечивает поток пробы исследуемой жидкости с противоэлектродом на своей поверхности и рабочим электродом, адаптированным для взаимодействия с детектором электрического тока; слой диэлектрика формирует диэлектрическое окно; слой реагента включает фермент, реагирующий с анализируемым веществом; крышка адаптирована для соединения с основанием и для формирования капиллярного пространства с отверстием для доступа пробы жидкости; слой диэлектрика и слой реагента расположены между основанием и крышкой, и, по меньшей мере, часть ширины противоэлектрода больше ширины рабочего электрода;

взаимодействия слоя реагента с пробой жидкости через капиллярное пространство;

генерации электросигнала в тестовом датчике в ответ на присутствие анализируемого вещества;

определения уровня анализируемого вещества по электросигналу.

Процесс Х

Способ согласно процессу W, где электрохимический тестовый датчик сформирован технологией трафаретной печати.

Процесс Y

Способ согласно процессу W, где анализируемым веществом является глюкоза.

Процесс Z

Способ согласно процессу W, где рабочий электрод определен в одном направлении диэлектрическим окном, а противоэлектрод определен в одном направлении диэлектрическим окном и капиллярным пространством.

Процесс АА

Способ согласно процессу W, где крышка также формирует, по меньшей мере, одно вентиляционное отверстие.

Процесс ВВ

Способ согласно процессу W, где противоэлектрод проходит через всю ширину капиллярного пространства.

Процесс СС

Способ согласно процессу W, где противоэлектрод имеет в целом Т-образную форму.

Процесс DD

Способ согласно процессу W, где форма противоэлектрода многоугольная.

Процесс ЕЕ

Способ согласно процессу W, где форма противоэлектрода не многоугольная.

Процесс FF

Способ согласно процессу W, где объем капиллярного пространства составляет меньше чем приблизительно 1 мкл.

Процесс GG

Способ согласно процессу W, где электрохимический тестовый датчик также содержит прокладку между крышкой и слоем реагента.

Вариант осуществления НН

Электрохимический тестовый датчик для определения концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости, включающий:

основание, обеспечивающее поток пробы жидкости, с противоэлектродом на своей поверхности и рабочим электродом, адаптированным к электрической связи с детектором электрического тока;

слой прокладки, имеющий окно,

слой реагента с ферментом, реагирующим с анализируемым веществом,

крышку, приспособленную для соединения с основанием и для способствования формированию капиллярного пространства с отверстием для доступа исследуемой пробы жидкости,

где слой диэлектрика и слой реагента расположены между основанием и крышкой,

где рабочий электрод определяется в одном направлении диэлектрическим окном,

где противоэлектрод определяется в одном направлении диэлектрическим окном и капиллярным пространством.

Вариант осуществления II

Электрохимический датчик согласно варианту осуществления НН, где крышка формирует, по меньшей мере, одно вентиляционное отверстие, а противоэлектрод определен, по меньшей мере, одним вентиляционным отверстием в одном направлении.

Вариант осуществления JJ

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления НН, где противоэлектрод проходит через всю ширину капиллярного пространства.

Вариант осуществления КК

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления НН, где слой реагента включает глюкозооксидазу.

Вариант осуществления LL

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления НН, где слой реагента включает глюкозодегидрогеназу.

Вариант осуществления ММ

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления НН, где противоэлектрод имеет в целом Т-образную форму.

Вариант осуществления NN

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления НН, где форма противоэлектрода многоугольная.

Вариант осуществления OO

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления НН, где форма противоэлектрода не многоугольная.

Вариант осуществления РР

Электрохимический датчик согласно варианту осуществления НН, где объем капиллярного пространства составляет меньше чем приблизительно 1 мкл.

Вариант осуществления QQ

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления НН, содержащий прокладку между крышкой и слоем реагента.

Вариант осуществления RR

Электрохимический тестовый датчик для определения концентрации вещества в пробе жидкости, содержащий:

основание, обеспечивающее поток пробы жидкости, с противоэлектродом на своей поверхности и рабочим электродом, адаптированным к электрической связи с детектором электрического тока;

слой прокладки, имеющий окно;

слой реагента, включающий фермент, реагирующий с анализируемым веществом; и

крышку, адаптированную для соединения с основанием и формирования капиллярного пространства с отверстием для доступа пробы жидкости,

где слой диэлектрика и слой реагента расположены между основанием и крышкой,

где, по меньшей мере, часть ширины противоэлектрода больше ширины рабочего электрода.

Вариант осуществления SS

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления RR, где противоэлектрод определен в одном направлении диэлектрическим окном и капиллярным пространством.

Вариант осуществления ТТ

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления RR, где противоэлектрод определен в одном направлении концом и сторонами капиллярного пространства.

Вариант осуществления UU

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления RR, где крышка формирует, по меньшей мере, одно вентиляционное отверстие, а противоэлектрод определен, по меньшей мере, одним вентиляционным отверстием в одном направлении.

Вариант осуществления VV

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления RR, где противоэлектрод проходит через всю ширину капиллярного пространства.

Вариант осуществления WW

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления RR, где слой реагента включает глюкозооксидазу.

Вариант осуществления XX

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления RR, где слой реагента включает глюкозодегидрогеназу.

Вариант осуществления YY

Электрохимический датчик согласно варианту осуществления RR, где противоэлектрод имеет в целом Т-образную форму

Вариант осуществления ZZ

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления RR, где противоэлектрод имеет многоугольную форму.

Вариант осуществления ААА

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления RR, где противоэлектрод имеет не многоугольную форму.

Вариант осуществления ВВВ

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления RR, где объем капиллярного пространства составляет меньше чем приблизительно 1 мкл.

Вариант осуществления ССС

Электрохимический тестовый датчик согласно варианту осуществления RR, также содержащий прокладку между крышкой и слоем реагента.

Процесс DDD

Способ определения концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости, включающий этапы:

обеспечения наличия электрохимического тестового датчика, включающего основание, слой реагента, слой прокладки и крышку; при этом основание обеспечивает поток пробы жидкости с противоэлектродом на своей поверхности и рабочим электродом, адаптированным к электрической связи с детектором электрического тока; слой прокладки имеет окно; слой реагента содержит фермент, реагирующий с анализируемым веществом; крышка адаптирована для соединения с основанием и слоем прокладки и для способствования формированию капиллярного пространства, содержащая отверстие для доступа пробы жидкости; слой диэлектрика и слой реагента расположены между основанием и крышкой, и, по меньшей мере, часть ширины противоэлектрода больше ширины рабочего электрода;

взаимодействия слоя реагента с пробой жидкости через капиллярное пространство;

генерации электросигнала в тестовом датчике как реакции на присутствие анализируемого вещества;

определение уровня анализируемого вещества по электросигналу.

Процесс ЕЕЕ

Способ согласно процессу DDD, где электрохимический тестовый датчик выполнен технологией трафаретной печати.

Процесс FFF

Способ согласно процессу DDD, где анализируемым веществом является глюкоза.

Процесс GGG

Способ согласно процессу DDD, где рабочий электрод определен в одном направлении диэлектрическим окном и противоэлектрод - в одном направлении диэлектрическим окном и капиллярным пространством.

Процесс ННН

Способ согласно процессу DDD, где крышка формирует, по меньшей мере, одно вентиляционное отверстие.

Процесс III

Способ согласно процессу DDD, где противоэлектрод проходит через всю ширину капиллярного пространства.

Процесс JJJ

Способ согласно процессу DDD, где противоэлектрод имеет в целом Т-образную форму.

Процесс ККК

Способ согласно процессу DDD, где противоэлектрод имеет многоугольную форму.

Процесс LLL

Способ согласно процессу DDD, где противоэлектрод имеет не многоугольную форму.

Процесс МММ

Способ согласно процессу DDD, где объем капиллярного пространства составляет меньше чем приблизительно 1 мкл.

Процесс NNN

Способ согласно процессу DDD, где электрохимический датчик содержит прокладку между крышкой и слоем реагента.

В то время как в изобретение могут быть внесены различные модификации или использованы альтернативные формы в соответствии с ним, на чертежах в качестве примера изображены конкретные варианты осуществления изобретения и способы, которые подробно здесь описаны. Однако следует понимать, что они не ограничивают данное изобретение конкретными формами и способами, а наоборот, изобретение охватывает все модификации, эквиваленты и альтернативы, соответствующие его сущности и объему, определенным в прилагаемой формуле изобретения.

Группа изобретений относится к аналитической химии и может быть использована в медицине для определения концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости. Электрохимический тестовый датчик для определения концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости содержит основание с противоэлектродом и рабочим электродом, электрически связанным с детектором электрического тока; слой реагента, содержащий фермент, реагирующий с анализируемым веществом; крышку, соединенную с основанием и формирующую капиллярное пространство с отверстием для подачи пробы жидкости. При этом датчик содержит слой диэлектрика, формирующего диэлектрическое окно, причем размер рабочего электрода ограничен в одном направлении диэлектрическим окном, размер противоэлектрода (42) ограничен в одном направлении, по меньшей мере, диэлектрическим окном (50b) и капиллярным пространством (58), а размер диэлектрического окна отличается от размера капиллярного пространства. Группа изобретений относится также к варианту электрохимического тестового датчика, в котором размер противоэлектрода (42) ограничен, по меньшей мере, частично концом капиллярного пространства (58с) и тянется вдоль всей ширины капиллярного пространства (58), причем, по меньшей мере, часть ширины противоэлектрода больше ширины рабочего электрода. Группа изобретений обеспечивает возможность увеличения размера противоэлектрода без увеличения размера капиллярного пространства. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Электрохимический тестовый датчик для определения концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости, содержащий:
основание с противоэлектродом на своей поверхности и рабочим электродом, выполненным с возможностью электрической связи с детектором электрического тока;
слой диэлектрика, формирующего в нем диэлектрическое окно;
слой реагента, содержащий фермент, реагирующий с анализируемым веществом; а также
крышку, выполненную с возможностью соединения с основанием, формирующую капиллярное пространство с отверстием для подачи через него пробы жидкости;
в котором слой диэлектрика и слой реагента расположены между основанием и крышкой;
размер рабочего электрода ограничен в одном направлении диэлектрическим окном;
отличающийся тем, что размер противоэлектрода (42) ограничен в одном направлении, по меньшей мере, диэлектрическим окном (50b) и капиллярным пространством (58), при этом размер диэлектрического окна отличается от размера капиллярного пространства.

2. Электрохимический датчик по п.1, отличающийся тем, что крышка дополнительно образует, по меньшей мере, одно вентиляционное отверстие (60а, b), а размер противоэлектрода дополнительно ограничен, по меньшей мере, одним вентиляционным отверстием (60а, b).

3. Электрохимический датчик по п.1, отличающийся тем, что противоэлектрод проходит через всю ширину капиллярного пространства.

4. Электрохимический датчик по п.1, отличающийся тем, что противоэлектрод имеет в целом Т-образную форму.

5. Электрохимический датчик по п.1, отличающийся тем, что объем капиллярного пространства меньше, чем приблизительно 1 мкл.

6. Электрохимический датчик по п.1, дополнительно включающий прокладку между крышкой и слоем реагента.

7. Электрохимический датчик по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть ширины противоэлектрода превышает ширину рабочего электрода.

8. Электрохимический датчик по п.1, отличающийся тем, что крышка образует вогнутое пространство над основанием, способствующее образованию капиллярного пространства.

9. Электрохимический датчик по п.1, отличающийся тем, что слой реагента включает в себя глюкозодегидрогеназу.

10. Электрохимический датчик по п.1, отличающийся тем, что диэлектрическое окно включает в себя, по меньшей мере, первую секцию, имеющую первую ширину, и вторую секцию (50b), имеющую вторую ширину (W2).

11. Электрохимический датчик по п.1, отличающийся тем, что рабочий электрод ограничен в одном направлении второй шириной (W2) второй секции (50b) диэлектрического окна.

12. Электрохимический датчик по п.1, отличающийся тем, что размер противоэлектрода ограничен, по меньшей мере, частично концом капиллярного пространства (58с).

13. Электрохимический тестовый датчик для определения концентрации анализируемого вещества в пробе жидкости, содержащий:
основание, обеспечивающее поток исследуемой пробы жидкости, с противоэлектродом, расположенным на его поверхности, и рабочим электродом, адаптированным к электрической связи с детектором электрического тока;
слой реагента, содержащий фермент, вступающий в реакцию с анализируемым веществом; а также
крышку, выполненную с возможностью соединения с основанием и способствующую формированию капиллярного пространства, с отверстием для подачи через него пробы жидкости; в котором слой реагента расположен между основанием и крышкой;
отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть ширины противоэлектрода больше ширины рабочего электрода, при этом размер противоэлектрода (42) ограничен, по меньшей мере, частично концом капиллярного пространства (58с), и тянется вдоль всей ширины капиллярного пространства (58).

14. Электрохимический датчик по п.13, дополнительно содержащий прокладку между крышкой и слоем реагента.

15. Электрохимический датчик по п.14, отличающийся тем, что конец капиллярного пространства (58с), ограничен, по меньшей мере, частично прокладкой.

16. Электрохимический датчик по п.13, отличающийся тем, что крышка образует вогнутое пространство над основанием, способствующее образованию капиллярного пространства.

17. Электрохимический датчик по п.16, отличающийся тем, что конец капиллярного пространства (58с), ограничен, по меньшей мере, частично вогнутым пространством.

18. Электрохимический датчик по п.13, дополнительно содержащий слой диэлектрика, расположенный между основанием и крышкой, слой диэлектрика образует диэлектрическое окно.

19. Электрохимический датчик по п.18, отличающийся тем, что противоэлектрод (42) ограничен в одном направлении диэлектрическим окном (50b) и капиллярным пространством (58).

20. Электрохимический датчик по п.19, отличающийся тем, что противоэлектрод имеет в целом Т-образную форму.

21. Электрохимический датчик по п.13, отличающийся тем, что противоэлектрод имеет форму, отличную от многоугольной.