DE10304775B3 - Messgerät für einen Biosensor in Chipkartenform und Messverfahren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messgerät und ein Messverfahren für chipkartenförmige Biosensoren (1) und Verfahren zur Herstellung desselben. Dazu weist der Biosensor (1) einen Halbleiterchip (2) mit einer bioaktiven Struktur (3) und Kontaktflächen (4) auf. Der Biosensor (1) ist von einem Umverdrahtungssubstrat bedeckt. Das Umverdrahtungssubstrat (6) überragt den Halbleiterchip (2), so dass Außenkontaktflächen des Umverdrahtungssubstrats (6) frei zugänglich sind. Sowohl der Biosensor (1) als auch das an diesen angepasste Messgerät sind als Wegwerfprodukte konzipiert.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Messgerät und ein Messverfahren für chipkartenförmige Biosensoren und Verfahren zur Herstellung desselben.
• Biosensoren auf der Basis von Halbleiterchips weisen bioaktive Strukturen auf, die auf unterschiedliche Umwelteinflüsse reagieren. Dazu weisen die Halbleiterchips für Gase und Flüssigkeiten oder Aerosole empfindliche Oberflächenstrukturen auf, die besonders für biologische Stoffe, wie Lymphflüssigkeit, Blut, Urin und andere körpereigene Flüssigkeiten empfindlich sind. Biosensoren herkömmlicher Art sind kostenintensiv.
• Aus der WO 00/23617 ist ein Gehäuse mit einem Biochip bekannt, das so ausgestattet ist, daß ein Probenreservoir zwischen den partiell verkapselten Biochip und dem Gehäuse entsteht. Die elektrischen Kontaktanschlussflächen des Biochips werden über Leiterbahnen herausgeführt. Aus der US 6,068,818 ist ferner ein Biochip sowie elektrische Schaltungen zum Analysieren von biologischen Proben mittels Elektrophorese bekannt. Darüber hinaus ist aus der DE 10201710 A1 ein Sensor für verschiedene physikalische Anwendungen mit diversen Verkapselungen bekannt. Aus der DE 19642488 A1 ist schließlich ein Verfahren zum Auslesen von Chipkarten bekannt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, für Reihenuntersuchungen von körpereigenen Flüssigkeiten ein kostengünstiges Messgerät als Wegwerfprodukt zu schaffen.
• Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
• Erfindungsgemäß weist der Biosensor die nachfolgenden Merkmale auf. Ein Halbleiterchip wird mit einer bioaktiven Struktur auf seiner Oberseite bereitgestellt, wobei Kontaktfläche Zugriff zu der bioaktiven Struktur haben. Auf der Oberseite des Halbleiterchips ist ein Umverdrahtungssubstrat mit Kontaktanschlussflächen angeordnet, die ihrerseits mit Außenkontaktflächen über Umverdrahtungsleitungen des Umverdrahtungs substrats verbunden sind. Das Umverdrahtungssubstrat deckt dabei die Oberseite des Halbleiterchips unter Freilassung der bioaktiven Struktur ab. Dabei werden die Kontaktflächen des Halbleiterchips von den Kontaktanschlussflächen derart abgedeckt, dass Kontaktanschlussflächen und Kontaktfläche aufeinander liegen und elektrisch miteinander in Verbindung stehen.
• Bei dem erfindungsgemäßen Messgerät können Komponenten nach Gebrauch weitgehend eingeschmolzen werden, um die eingesetzten Rohmaterialien wiederzuverwenden. Dadurch kann eine kostenintensive Reinigung und Sterilisation insbesondere bei kritischen Blut- und Lymphflüssigkeitsuntersuchungen vermieden werden.
• Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Biosensors ist es, dass als Umverdrahtungssubstrat eine einseitig kaschierte und strukturierte, preiswerte Folie aus Isolationsmaterial oder aus einer Kunststoffplatte eingesetzt werden kann, die in ihrer Größe einer Chipkarte entspricht und somit preiswert herstellbar ist.
• Dazu kann das Umverdrahtungssubstrat aus einem Folien- oder Chipkartenmaterial den bioaktiven Bereich auf dem Halbleiterchip umgeben und über einen Rand des Halbleiterchips herausragen. Auf dem herausragenden Bereich des Umverdrahtungssubstrats sind Außenkontaktflächen beabstandet vom Halbleiterchip angeordnet. Trotz dieser Beabstandung der Außenkontaktflächen von dem Halbleiterchip und dem bioaktiven Bereich ist ein Zugriff auf die bioaktive Struktur des Halbleiterchips über die Außenkontaktflächen und die auf der gleichen Seite angeordneten Umverdrahtungsleitungen zu den Kontaktanschlussflächen und somit zu den Kontaktflächen des Halbleiterchips mit einfachsten und kostengünstigen Mitteln möglich.
• Darüber hinaus wird durch das Umverdrahtungssubstrat, das die gesamte Halbleiterchipoberseite bis auf den Bereich der bioaktiven Struktur abdeckt eine Chipkarte realisiert, die zuverlässig und stabil einen Verbund aus Isolationsmaterial und Halbleitermaterial darstellt.
• Derart kostengünstig strukturierte Umverdrahtungssubstrate und Halbleiterchips ergeben ein Wegwerfprodukt, das für Reihenuntersuchungen geeignet erscheint und Übertragung von Keimen bei Untersuchung von körpereigenen Flüssigkeiten völlig ausschließt.
• Um auch ein Messgerät für einen derartigen Biosensor zu schaffen, das im wesentlichen aus einschmelzbarem und wiederverwendbarem Material besteht, jedoch in seinem Aufbau derart vereinfacht ist, dass es kostengünstig in großen Mengen hergestellt werden kann, sind die Abmessungen des Messgerätes eng an das Design des Biosensors in Chipkartenform angepasst. Ein derartiges Messgerät weist einen Einlassbereich auf, der mit einer Eingangsöffnung für das zu messende Medium ausgestattet ist. Von der Eingangsöffnung aus erstreckt sich ein Eingangskanal bis zu einem Sensorbereich. In dem Sensorbereich des Messgerätes ist eine Messkavität vorgesehen, zu der im Eingangskanal eine Messöffnung führt, über die das zu messende Medium der Messkavität zugeführt werden kann.
• Ferner weist die Messkavität eine Abflussöffnung auf, um nach erfolgter Messung das zu messende Medium weitgehendst abfließen zu lassen. Von der Abflussöffnung der Messkavität erstreckt sich in einem Ausgangsbereich ein Ausgangskanal bis zu einer Ausgangsöffnung. Diese Ausgangsöffnung kann mit einfachen Mitteln während der eigentlichen Messung verschlossen sein. Neben diesen drei Bereichen, die von dem zu messenden Medium benetzt werden, ist ein weiterer Bereich außerhalb der Messkavität als Abtastbereich vorgesehen.
• Der Abtastbereich weist einen Einsteckkanal zum Einstecken einer Chipkarte mit einem Biosensor auf und umfasst eine Abtastkavität, die Abtastkontaktelemente besitzt. Der Einsteckkanal ist mit der Messkavität räumlich verbunden. Die Abtastkontaktelemente sind nach Einstecken einer Chipkarte in den Einsteckkanal mit den Außenkontaktflächen der Chipkarte kontaktierbar.
• Ein derartiges Messgerät hat den Vorteil, dass es äußerst flach aufgebaut sein kann. Es besteht bis auf die Abtastelemente in der Abtastkavität nur aus einer Kunststoffmasse mit Hohlräumen in Form von Kanälen und Kavitäten. Somit ist ein derartiges flaches Messgerät mit bekannten Spritzgussverfahren oder Spritzgussdruckverfahren in großen Mengen herstellbar. Dabei ist mit einem einzigen Spritzgussschritt das komplette Messgerät unter Einbau und Einbetten des Abtastbereichs herstellbar.
• Ein derartiges Messgerät muss nicht größer aufgebaut sein als eine herkömmliche Chipkartenaufbewahrungstasche, die nur wenige Millimeter dicker als die Chipkarte selbst und wenige Millimeter im Umfang größer ausgebildet ist als der Biosensor in Form der Chipkarte. Dazu sind der Einlassbereich, der Sensorbereich, der Abtastbereich und der Ausgangsbereich in einem Messgerätegehäuse mit den oben angegebenen Abmessungen angeordnet. Dabei bildet der Sensorbereich ein räumliches Zentrum des Messgerätes, da sowohl Einsteckkanal als auch der Eingangskanal auf dieses Zentrum zugeführt sind und der Ausgangskanal von diesem Zentrum wegführt.
• Darüber hinaus können die Bereiche, die von dem zu messenden Medium benetzt werden, wie der Einassbereich, der Sensorbereich und der Ausgangsbereich derart angeordnet sein, dass die Schwerkraft das zu messende Medium durch das Messgerät transportiert. Dieses ist besonders für die Untersuchung von Körperflüssigkeiten von Vorteil, da keine zusätzlichen Antriebsaggregate für den Durchfluss der zu messenden Flüssigkeiten vorzusehen sind, so dass das Messgerät aus völlig passiven Komponenten aufgebaut sein kann, die äußerst kostengünstig herstellbar sind.
• Um das Eindringen des zu messenden Mediums in den Abtastbereich zu verhindern, kann zwischen der Messkavität und der Abtastkavität eine Dichtung angeordnet sein. Diese Dichtung kann als Formlippen bereits beim Spritzgussprozess mitgeformt werden oder sie kann separat in entsprechende Aussparungen im Grenzbereich von Messkavität und Abtastkavität vorgesehen werden. Eine derartige Dichtung ist insbesondere von Vorteil, wenn Aerosole und Gase zu untersuchen sind, da dann die Messkavität von der Abtastkavität und dem Einsteckkanal durch die Dichtung getrennt wird. Als Kunststoff des Messgerätegehäuses wird vorzugsweise ein Thermoplast eingesetzt, der nach erfolgter Messung unmittelbar eingeschmolzen und dann wiederverwertet werden kann.
• Bei dem Einschmelzen der Thermoplaste wird eine derart hohe Temperatur angewandt, so daß sämtliche Keime vernichtet werden. Vor dem Einschmelzen werden lediglich die Abtastkontaktelemente aus der Abtastkavität entfernt, was durch einfaches Ätzen oder durch lokales Erwärmen und Abziehen der Abtastkontaktelemente erfolgen kann. Derartige Abtastelemente können durch einfache Schleifkontakte oder Federkontakte aus Federbronze realisiert sein, die beim Einstecken eines Biosensors in Chipkartenform einen Schleifkontakt oder einen Federkontakt zu den Außenkontaktflächen der Umverdrahtungsplatte herstellen. Eine etwas komplexere Lösung bietet eine mechanische Rückkopplung zwischen Abtastkontaktelementen und Einsteckvorgang der Chipkarte. Durch einfache Chipelemente in dem Einsteckkanal werden die Abtastelemente erst mit den Außenkontaktflächen in Berührung gebracht, wenn die Chipkarte ihre Endposition in der Messkavität erreicht hat. Durch eine optoelektronische Rückkopplung kann das für eine Kontaktgabe erforderliche Signal auch berührungslos erfolgen.
• In dieser Ausführungsform der Erfindung ist eine wiederverwendbare Abtasteinheit in der Abtastkavität des Abtastbereichs positioniert. Damit ist der Vorteil verbunden, dass eine relativ kleine Abtast- und Messeinheit nach dem Messvorgang zu reinigen und zu sterilisieren ist, während das Kunststoffgehäuse selbst durch Einschmelzen der Kunststoffmasse einer Weiterverwertung zugeführt wird.
• Ein Verfahren zur Herstellung eines Biosensors in Chipkartenform weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird ein Halbleiterchip mit bioaktiver Struktur hergestellt und mit Kontaktflächen auf seiner Oberseite versehen, die Zugriff zu der bioaktiven Struktur haben. Eine derartige bioaktive Struktur kann Widerstandsmesselektroden, kapazitive Messelemente oder induktive Messelemente oder andere mit biologischen Medien reagierende Strukturen aufweisen. Nach dem Herstellen eines geeigneten Halbleiterchips wird ein Umverdrahtungssubstrat mit Kontaktanschlussflächen hergestellt. Diese Kontaktanschlussflächen entsprechen in ihrer Anordnung und Größe den Kontaktflächen auf der Oberseite des Halbleiterchips. Dazu können die Kontaktflächen in einer Zeile in einem Randbereich des Halbleiterchips angeordnet sein, so dass auch die Kontaktanschlussflächen in lediglich einer Zeile vorzusehen sind.
• Die Kontaktanschlussflächen werden über Umverdrahtungsleitungen mit Außenkontaktflächen verbunden. Für eine derartige Strukturierung des Umverdrahtungssubstrats kann ein Photolithographieschritt oder ein Siebdruckschritt eingesetzt werden. Dabei wird mittels einer Maske eine einseitig kaschierte Isolationsfolie durch Ätzen strukturiert. Insbesondere das Siebdruckverfahren ist ein Massenproduktionsverfahren, das preiswert durchführbar ist.
• Nach dem Herstellen des Umverdrahtungssubstrats erfolgt ein Verbinden des Umverdrahtungssubstrats mit dem Halbleiterchip unter Freilassen der bioaktiven Struktur. Dieses Verbinden kann mittels Thermokompressionsverfahren durchgeführt werden, insbesondere wenn das Umverdrahtungssubstrat ebenfalls aus einem Thermoplast besteht. Andererseits ist ein Laminieren mit einer zwischen dem Umverdrahtungssubstrat und der Halbleiterchipoberfläche angeordneten Klebstoffschicht möglich.
• Um einen Zugriff zu den Außenkontaktflächen auf einfachste Weise zu ermöglichen, sind diese in einem Bereich des Umverdrahtungssubstrats vorgesehen, der über den Halbleiterchip hinausragt. Die Länge dieses hinausragenden Umverdrahtungsbereichs ist an die Länge des Einsteckkanals und die Erstreckung des Sensorbereichs des oben beschriebenen Messgerätes angepasst. Diese Länge ist so bemessen, dass die Außenkontaktflächen bei eingestecktem Biosensor in das oben beschriebene Messgerät nicht von dem zu messenden Medium benetzt werden.
• Ein Messverfahren zur Messung von biologischen Medienproben mittels eines oben beschriebenen Messgerätes weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird eine Chipkarte mit einem Biosensor in den Einsteckkanal des Messgerätes unter Kontaktieren der Außenkontaktflächen der Chipkarte mit den Abtastkontaktelementen des Messgerätes eingesteckt. Anschließend wird die Medienprobe in die Eingangsöffnung eingeführt und verteilt sich in dem Messgerät über den Eingangskanal und die Messöffnung in der Messkavität. In der Messkavität umspült oder benetzt das zu messende Medium die bioaktive Struktur des Halbleiterchipsensors und kann nach der Messung über die Abflussöffnung und den Ausgangskanal aus der Ausgangsöffnung abgelassen werden.
• Während der Messung kann entweder der Halbleiterchip selbst die Messdaten speichern, so dass sie nach Herausnehmen der Chipkarte in einem Auswertegerät analysiert werden können oder die Messwerte können unmittelbar über die Tastkontaktelemente an eine entsprechende Auswerteeinheit übertragen werden. Nach der Messung ist eine einfache Spülung und/oder Desinfektion der Hohlräume und Kanäle, die mit der Medienprobe in Berührung gekommen sind, möglich, jedoch wird bevorzugt bei kritischen körpereigenen Flüssigkeiten das gesamte Messgerät nach Abtrennen der Abtastkontaktelemente einzuschmelzen, um jegliche Übertragung von Keimen zu vermeiden.
• Zusammenfassend ist festzustellen, dass mit der vorliegenden Erfindung ein Biosensor realisiert wird, der einen Biochip aufweist. Dazu sind auf die Bondpads beziehungsweise Kontaktflächen des Biochips eine strukturierte Folie mit einer entsprechenden Umverdrahtungsstruktur aufgebracht. Dieses Aufbringen kann durch ein Thermokompressionsverfahren oder durch Laminieren erfolgen. Dabei bleibt der Biosensorbereich in Form einer bioaktiven Struktur frei von der Umverdrahtungsfolie. Ferner umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Messgerät, mit dem die Außenkontaktflächen beziehungsweise Anschlusspads der Umverdrahtungsfolie elektrisch kontaktiert werden. Dieses Kontaktieren der Anschlusspads kann neben Schleifkontakten auch über Nadelkarten und Pogopins oder Ähnlichem erfolgen.
• Mit dem erfindungsgemäßen Abstimmen der Größeordnung einer Chipkarte mit Biosensor und eines entsprechenden Messgerätes wird ein Wegwerfartikel möglich, der kostengünstiger herstellbar ist als es bei Biosensoren mit entsprechenden Messgeräten im Stand der Technik möglich ist.
• Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Figuren näher erörtert.
• 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Chipkarte eines Biosensors entlang der Schnittlinie A-A der 2,
• 2 zeigt eine schematische Untersicht der Chipkarte gemäß 1,
• 3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Messgerätes mit eingesteckter Chipkarte gemäß 1.
• 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Chipkarte 25 eines Biosensors 1. Diese Chipkarte 25 weist einen Halbleiterchip 2 mit einer bioaktiven Struktur 3 auf seiner Oberseite 5 auf. Eine derartige bioaktive Struktur 3 weist eine Fläche zwischen 1 × 1 mm² und 5 × 5 mm² auf. Zwar sind auch kleinere Biosensorstrukturen möglich, jedoch wächst die Genauigkeit der messbaren Signale mit größer werdender Sensorfläche.
• In der Nähe eines Randes 10 des Halbleiterchips 2 sind auf der Oberseite 5 in einer Zeile Kontaktflächen angeordnet, die einen Zugriff zu der bioaktiven Struktur 3 ermöglichen. Auf der Oberseite 5 des Halbleiterchips 2 ist ein Umverdrahtungssubstrat 6 angeordnet, das einseitig eine Umverdrahtungsstruktur aus Kontaktanschlussflächen 7, Umverdrahtungsleitungen 8 und Außenkontaktflächen 9 aufweist. Dieses Umverdrahtungssubstrat ist mit seinen Außenkontaktflächen 7 auf die Kontaktflächen 4 des Halbleiterchips 2 ausgerichtet.
• Die Kontaktflächen 4 und die Kontaktanschlussflächen 7 sind elektrisch miteinander verbunden. Das Umverdrahtungssubstrat 6 erstreckt sich mit einem herausragenden Bereich 11 über den Rand 10 des Halbleiterchips 2. Dieser herausragende Bereich 11 weist in einem Randbereich 30 des Umverdrahtungssubstrats Außenkontakte 9 auf, so dass eine Zugriffsmöglichkeit auf diese Außenkontakte 9 besteht.
• 2 zeigt eine schematische Untersicht der Chipkarte 25 gemäß 1. Diese Untersicht zeigt die Rückseite des Halbleiterchips 2, die sowohl die Kontaktanschlussflächen 7 als auch die Kontaktflächen 4 und auch den bioaktiven Bereich 3 abdeckt. Deshalb wird die Lage der Kontaktanschlussflächen 7 bzw. der Kontaktflächen 4 lediglich mit gestrichelten Linien dargestellt und der bioaktive Bereich 3 ist mit einer strichpunktierten Linie gekennzeichnet. Der übrige Bereich des Halbleiterchips 2 wird vollständig von dem Umverdrahtungssubstrat 6 abgedeckt, das in dieser Ausführungsform der Erfindung aus einer Umverdrahtungsfolie mit einer einseitigen Umverdrahtungsstruktur gebildet wird. Lediglich die Unterseite der Umverdrahtungssubstrats 6 im herausragenden Bereich 11 ist in 2 vollständig zu sehen, so dass die Außenkontakte 9 und die Umverdrahtungsleitungen 8 zu sehen sind. In dieser Ausführungsform der Erfindung verlaufen die Umverdrahtungsleitungen 8 parallel zueinander und verbinden den Halbleiterchip mit den Außenkontakten 9 des Umverdrahtungssubstrats 6.
• 3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Messgerätes 12 mit eingesteckter Chipkarte 25 gemäß 1. Das Messgerät 12 weist einen Einlassbereich 13, einen Sensorbereich 16, einen Auslassbereich 20 und einen Abtastbereich 23 auf. Der Einlassbereich 13 hat eine Eingangsöffnung 14 und einen Eingangskanal 15, der zu dem Sensorbereich 16 führt. Der Sensorbereich selbst besteht aus einer Messkavität 17, in die eine Messöffnung 18 am Ende des Eingangskanals 15 führt. Ferner weist die Messkavität 17 eine Abflussöffnung 19 auf, die in den Ausgangsbereich 20 mit einem Ausgangskanal 22 und einer Ausgangsöffnung 21 übergeht.
• Während der Eingangsbereich 13, der Sensorbereich 16 und der Ausgangsbereich 20 von dem zu messenden Medium benetzt werden, bleibt der Abtastbereich 23 frei von dem zu messenden Medium. Dieser Abtastbereich 23 geht in einen Einsteckkanal 24 für eine Chipkarte 25 über und weist eine Abtastkavität 26 auf, in der Abtastkontaktelemente 27 angeordnet sind. Diese Abtastkontaktelemente 27 sind Nadelkarten oder Pogopins oder bestehen aus Federkontakten oder Schleifkontakten. Beim Einstecken einer Chipkarte 25 in den Einsteckkanal 24 treten die Kontaktelemente 27 des Messgerätes 12 mit den Außenkontaktflächen 9 der Chipkarte 25 in Kontakt.
• Die Kavitäten und Kanäle werden in einem Messgehäuse 28 aus einer Kunststoffmasse realisiert. Dieses Messgehäuse 28 wird mit einem Spritzgussdruckverfahren aus einem Thermoplast hergestellt. Das Messgehäuse 28 wird nach dem Messvorgang und dem Herausziehen der Chipkarte 25 sowie nach dem Entfernen der Abtastkontaktelemente 27 aus dem Abtastbereich 23 eingeschmolzen. Ein derartiges Kunststoffgehäuse 28 ist preiswert in Massenproduktion herstellbar, so dass sich ein Reinigen der Kanäle und Kavitäten als unwirtschaftlich erweist. Beim Einschmelzen der thermoplastische Kunststoffmasse des Messgehäuses 28 werden sämtliche Keime, die mit dem zu messenden Medium nach Ablassen des Mediums aus der Ausgangsöffnung 21 noch an dem Kunststoffmaterial haften, vernichtet.
• Ein derartiges Messgerät ist wenige Millimeter breit und in seiner Flächenerstreckung um wenige Millimeter größer als die Chipkarte 25. Um jedoch ein sicheres Handhaben des Messgerätes 12 zu ermöglichen, ist ein Stecksockel 31 vorgesehen, der ein oder mehrere der Messgeräte 12 in einer dafür vorgesehenen Nut aufnimmt. Durch den Stecksockel 31 wird dafür Sorge getragen, dass der Transport des zu messenden Mediums, insbesondere wenn es sich um Flüssigkeiten handelt, von der Schwerkraft durch das Messgerätegehäuse 28 transportiert wird.
• Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform wird die Messkavität 17 von dem Abtastbereich 23 durch eine Dichtung 29 im Bereich des Einsteckkanals 24 getrennt. Eine derartige Dichtung 29 ist insbesondere beim Messen von Flüssigkeiten mit hohem Dampfdruck vorgesehen. Für Flüssigkeiten mit geringem Dampfdruck kann auf die Dichtung 29 verzichtet werden, was zusätzlich die Kosten für ein derartiges Messgerät mindert.

1

Biosensor

2

Halbleiterchip

3

bioaktive Struktur

4

Kontaktflächen

5

Oberseite des Halbleiterchips

6

Umverdrahtungssubstrat

7

Kontaktanschlussflächen

8

Umverdrahtungsleitungen

9

Außenkontaktflächen

10

Rand des Halbleiterchips

11

herausragender Bereich

12

Messgerät

13

Einlassbereich

14

Eingangsöffnung

15

Eingangskanal

16

Sensorbereich

17

Messkavität

18

Messöffnung

19

Abflussöffnung

20

Ausgangsbereich

21

Ausgangsöffnung

22

Ausgangskanal

23

Abtastbereich

24

Einsteckkanal

25

Chipkarte

26

Abtastkavität

27

Abtastkontaktelement

28

Messgerätegehäuse

29

Dichtung

30

Randbereich des Umverdrahtungssubstrats

31

Stecksockel für Messgerätegehäuse

Claims (7)

1. Messgerät für einen Biosensor in Chipkartenform, der folgende Merkmalen aufweist: – einen Halbleiterchip (2) mit einer bioaktiven Struktur (3) und Kontaktflächen (4) auf einer Oberseite (5), – ein Umverdrahtungssubstrat (6) mit Kontaktanschlussflächen (7), Umverdrahtungsleitungen (8) und Außenkontaktflächen (9), welches unter Freilassung der bioaktiven Struktur (3) die Oberseite (5) des Halbleiterchips (2) bedeckt und die Kontaktflächen (4) derart überlappt, daß die Kontaktanschlussflächen (7) und die Kontaktflächen (4) aufeinander liegen und elektrisch miteinander in Verbindung stehen, wobei des Messgerät folgende Merkmale aufweist: – einen Einlassbereich (13) mit – einer Eingangsöffnung (14) für das zu messende Medium und – einem Eingangskanal (15), – einen Sensorbereich (16) mit – einer Messkavität (17), – einer Messöffnung (18), die über den Eingangskanal (15) mit der Eingangsöffnung (14) verbunden ist, und – einer Abflussöffnung (19), – einen Ausgangsbereich (20) mit. – einer Ausgangsöffnung (21) und – einem Ausgangskanal (22), der sich bis zu der Abflussöffnung (19) erstreckt, – einen Abtastbereich (23), mit – einem Einsteckkanal (14) zum Einstecken des Biosensors (1) in Chipkartenform und – einer Abtastkavität (26), die Abtastkontaktelemente (27) aufweist, wobei der Einsteckkanal (24) mit der Messkavität (17) räumlich verbunden ist, und wobei die Abtastkontaktelemente (27) mit Außenkontaktflächen (9) des in den Einsteckkanal (24) eingesteckten Biosensors in Chipkartenform in Kontakt bringbar sind.
2. Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassbereich (13), der Sensorbereich (16), der Abtastbereich (23) und der Ausgangsbereich (20) in einem Messgerätgehäuse (28) angeordnet sind.
3. Messgerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorbereich (16) im räumlichen Zentrum des Messgerätes (12) angeordnet ist.
4. Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Einlassbereich (13), Sensorbereich (16) und Ausgangsbereich (20) derart angeordnet sind, dass die Schwerkraft das zu messende Medium durch das Messgerät (12) transportiert.
5. Messgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Messkavität (17) und der Abtastkavität (26) eine Dichtung angeordnet ist.
6. Messverfahren zur Messung von biologischen Medienproben mittels eines Messgerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das folgende Verfahrensschritte aufweist: – Einstecken eines Biosensors (1) in Chipkartenform in den Einsteckkanal (24) des Messgerätes (12) unter Kontaktieren der Außenkontaktflächen (9) des Biosensors in Chipkartenform mit den Abtastkontaktelementen (27) des Messgerätes (12), – Einführen der Medienprobe in die Eingangsöffnung (14), – Durchführen der Messung mit dem Biosensor in Chipkartenform und Speichern der Messwerte auf dem Biosensor in Chipkartenform oder Auslesen der Messwerte über die Abtastkontaktelemente (27).
7. Messverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erfassung und Speicherung der Messwerte die Medienprobe über den Ausgangskanal (22) und die Ausgangsöffnung (21) abgelassen wird und die Kanäle (15, 22) und Kavitäten (17), die mit der Medienprobe in Berührung gekommen sind, gespült und/oder desinfiziert werden.