TW200405933A - Sensor having electrode for determing the rate of flow of a fluid - Google Patents

Description

200405933 玖、發明說明： . 【曼明所屬之技術領媸1 本發明與可決足液體流動率之感測器有關。更特別言之 ’在體樣本之流動率改變下’感測器可於決定液體' 樣本中之分析物濃度期間，以連續方式決定之。 ， [先前技術1 在設計供液體樣本之化學分析與諸如藥物等化學物遞， 送用之系統中，決定液體流動率係屬要務。當液體流動率… 屬已知時，即可精確決定液體中之分析物濃度’即便其係_ 慢速移動液體或自儲存器遞送之配方中之化學物之濃度 亦然。

已知為連續監視生物感測器之特定感測器，可在活的有 機體内或在試管内之條件下，持續監視生物樣本中之分析 物濃度。例如：可持續監視在體液中之葡萄糖濃度，使得 患者對體内葡萄糖濃度變化更為了解，因而改變其飲食或 $物。概吕之，在諸如用餐、運動等正常活動下，預期體 内葡萄糖濃度會大幅變化。針對此功能已揭示之生物感測麵H 器述如美國專利第 4,953,552、4,960,467、5,243,982、 5,291，887、5,362,307、5,469,846、5,507,288、5,527,288、 ’ 5,636,632、6，134,461號，概以引用方式併入本文。自體内 ★ 萃取生物樣本之方法與裝置述如美國專利第5,582，〗84、 5,820,570、5,951，493、5,885,2 1 1、5,640,954號，概以引用 方式併入本文。 連續監視生物感測器亦可用於製藥或工業應用中，已監 85302 200405933 視流動射入分析（岡系統中之分析物。在這些應用中，諸 如自動皮下注射器栗等泵可精確控制流經生物感測器之於 本泥動率。已揭示具此功能之生物感測器述如美國專利第: 6,214,2Q6號，兹以引用方式併人本文。適於在包含連續， 視〈應用中使用之生物感測E，—般與諸如過氧化氯等至 少-反應產物之偵測或在中介物之輔助下之電流偵測有關 :此類生物感測器一般均具二至三個電極。一種具三電極 之生物感測器具有一工作電極、一參考電極與一相對電極 。一種具兩電極之生物感測器具有一工作電極與一具一參 考電極和一相對電極功能之雙重目的電極。 一當生物樣本持續自患者體内流出時，為連續測量諸如葡 萄糖等分析物濃度，樣本流動率可能因一或多種原因而變 ‘歹J如· §生物樣本係隔膜液體時，來自體内之隔膜液體 i分泌逯率，隨著為辅助樣本自患者體内或患者之水合作 用狀態流出而為之真空程度而變。真空程度係視真空中之 线漏而變。當患者過水合時，隔膜液體流動率會相當高； 當患者脫水時，隔膜液體流動率會相當低。此外，在生物 感/則益操作期間，在收集隔膜液體處之身體部位之治療或 發炎亦會造成流動率變動。由於分析物對生物感測器之工 作電極之擴散率，與自體内溢出之液體流動率相關，故生 物感測器之響應將與液體流動率有關。包含自體内連續移 出生物樣本以持續測量分析物之情況，會受限於生物感測 器置放於患者體内之位置，其中假設流動率並無變動，因 為生物感測器係浸於樣本池内。在製藥或工業應用中，一 85302 200405933 般藉由罐動泵或機動注射器泵自外部控制流動率。 * 為在自患者體内汲取生物液體時測量其流動率，可使用 一附加裝置測量樣本流動率。此附加裝置須置於樣本流動 路徑中，藉以使得流動路徑尺寸增加，並因而增加所需樣、 2體積。此外，尚需一附加測量系統，因而造成生物感測、 器系統成本增加。 其它測量液體流動率之構件包含將氣泡（亦即空氣栓）引’ 入成動路徑中。氣泡之引入使得吾人得以監視空氣_液體介. 面之移動。具有藉由熱或分光法偵測空氣-液體介面之方法麵藝 及裝置，藉由決定氣泡或空氣-液體介面之流動率而決定液 體流動率。 供連續監視諸如葡萄糖等分析物濃度用之生物感測器， 可藉由在生物感測斋之工作電極表面上固定諸如葡萄糖氧 化酵素等酵素為之。在生物樣本中之分析物於工作電極處 氧化，且諸如過氧化氫等電化學活性反應產物會擴散至2 作電極表面與流通生物樣本之生物感測器通道，亦即流動 ^ ^此私化本活性反應產物之一邵分會自流動通道逆向麵ί 擴散回工作電極，因而影響生物感測器之響應。在生物樣 本泥動率低處，逆向擴散之範圍遠高於高流動率。結果造 . 成生物感測器（響應，例如所測量之流動與樣本流動率有 關，響應在流動率時較高。對持續監視生物液體之生物感 測器而言’尤其當自皮膚之人工開孔處自體内沒取樣本= ’樣本流動率變得極為重要。 因此欲發展一種持續監視生物才篆本，⑸員附加裝置或附 85302 200405933 加測量樣本流動率步驟之生物感測器。 I董Lg月内容1 本發明提供可測量通過感測器電極之液f〗 一種稱之Λ、去舌、 隹k 一慼剃斋中之任一個，期 、机力率決足電極之電極併同例如工作電極、參 在對電極等習知電極使用，以決定液體流動率。 mr<:樣中’本發明提供-種感測器，在液體樣本連 ‘二則斋疋電極時’尤其當生物樣本流動率相當低時 明提供-種用以測量液f，太：二另―'樣中，本發 、、 履肖豆衩本中〈分析物濃度之方法，其 T 土置放感測器期間，樣、 量例如分析物濃度等生= : t =在此將用㈣ 、 取本义或夕種參數之感測器稱 心為生物感測器。 ，在-較佳具體實施中’感測器採用四電極，㈣十 極：參考電極、相對電極與流動率決定電極”戈者，以； :仃芩考電極與相對電極兩者功能之單一電極取代參考兩 ::相對電極。此外，可採用假電極或空白電極補償電： ::人性種之干擾。需將針對所關注之分析物之特定試劑沉 和於工作電極上。 儿 泰:会-般在感測器中所含電極外，例如除工作電極、參 :相對^極外’感測器尚包括流動率決定電極，以測 •、畋土心動万;感測器之流動通道中之液體流動路徑中之 电：學活性種之量。可針對液體流動率與流動率決定電極 曰應之關係或液體流動率與流動率決定電極和工作電極 85302 200405933 之響應比建立一種計算關係。 在-具體實施例巾’可由王作電極之 電極之響應決定液體樣本流動率。2^ ^疋 ，可由工作電極之響應及流動率決；：：二：體實施例中 蛘太ϋ φ * 疋兒極 < 響應決定液體 才水本；^動率，其中已改良作兩 丁姑忍 、、良作私極使其對樣本流動率變化 、心，且已設計说動率決定電柄 士〜 %i1更其對樣本流動率敏感 。在一弟三具體實施例中，可由 ， 由作笔極之響應與流動率 決足電殛之響應，以及對檨太、、* 、 . 對V本机動万向之瞭解而決定液體 樣本流動率。 、*在感測器中納入流動率決定電極，肖可精確決定分析物 '展度a M &本流1動率供 '涉。流動率決定電極係與其它電極 同時製造’無需额外製造步·驟較佳。 [f施方式_】 此處冻用之表示方式流動率決定電極，，係指用以決定與 梭本机動率有關之響應之電極。流動率決定電極無需產生 任何電化學活性種。術語“感測器，，係指偵測與響應於信號或 刺激物 < 裝置。術語“生物感測器，，係指可用以決定生物樣本 之一或多種參數之感測器，更特別言之，其可用以決定生 物樣本中之少量生物活性物質之轨跡。表示方式“流動通道，， 係指所關注之樣本在生物感測器中流經之通道。術語“擴散” 係指微粒或分子散佈過程，其中微粒或分子自微粒或分子 ’辰度較咼區域向微粒或分子濃度較低區域移動。表示方式 “逆向擴散，，係指微粒或分子在與樣本流動方向相反之方向 擴散。術語‘‘響應”係指感測器測得之信號。在一典型情況下 85302 -10- 200405933 :讀號為例如氧化還原等化學反應產生之例如電流等電 :以。術語“敏感”係指響應隨諸如液體流動率等參數變化 ^果而變。術語“不敏感”係指響應不隨諸如液體流動率等參 變化結果而變。表示方式“反應層，，係才旨具有與所關注之分 斤物有例如乳化等反應之試劑之4。在葡萄糖之情況下， 2應層可具酵素葡萄糖氧化酵素。術語“空白，，係指缺乏諸如 酵素等活性、组成份。表示方式“濃度分佈，，係指在任意時刻之 化氫分佈。在圖4、5與6中，各線係指一給定之過氧化 氣濃度。各線間濃度各異。過氧化氫濃度隨著與產生過氧 化氫之電極之距離增加而遞減。 現參閱圖1、2與3，感測器10包括一基板12、一工作電極 14、-流動率決定電極16、一參考電極18、—絕緣層20、 ，， 曰 一 /儿動通返26、一樣本入口 28 及一樣本出口 3〇。附加特徵外型32、34與36係在絕緣層2〇 中=成，以分別暴露工作電極14、流動率決定電極16與參 f電極18之微井，俾便形成供附加層用之足量體積。感測 备10進一步包含一層38，其包括沉積於參考電極上之材I 料，一反應層40 ; —覆於反應層4〇之擴散層42 ; 一覆於流 動率決定電極16之擴散層42a;及一間隔層料。部分未直接 位於微井32、34與36下方之工作電極“、流動率決定電極 人 > 考包極1 8分別構成工作電極丨4、流動率決定電極w 與參考電極1 8之軌跡與接點。 適於本發明之典型感測器尺寸為： 各電極主要尺寸 400微米 85302 -11 - 200405933 流動通道寬度 1毫米 流動通道深度 50微米 流動通道長度 5毫米 - 支撐體 厚50-200微米\長10毫米χ寬6毫米· 絕緣層 厚40微米；與支撐體共存（但未覆 蓋微井與電氣接點） _ 微井 深30_40微米X長0.4-0.8毫米X寬 04-0.8毫米 間隔層 厚50至2GG微米（面積可如絕緣層 般大；露出電氣接點與流動通道） 上層 厚50至200微米（面積可如支撐體 般大；露出電氣接點） 樣本入口 直徑1毫米 樣本出口 直徑1毫米 此外，對製造感測器之處理係指電極間之間隔。在本發明 中’可於任兩電極間達成100毫米隔離。 適於製備基板12之材料包含但不限於任何非傳導材料， 諸如破璃與聚合材料等。較佳供作基板12用之聚合材料為 聚硫亞氨。聚硫亞氨具彈性並可承受製造生物感測器期間 所面臨之極高溫度。其它適於製備基板12用之聚合材料包 含聚唆酸酯與聚酯（例如“MYLAR，，）。 感測器採用四電極較佳，亦即一工作電極14、_流動率 決定電極16、-參考電極18與—相對電極22。或以可^千 參考電極功能與相對電極功能之單一電極取代參考電杯： 85302 -12- 200405933 相對電極 種之干擾 核1 4上。 此外，可以假電極或空白 需將針對所關注之分析物 電極補償電化學活性 之4劑沉積於工作電 供形成工作電油與㈣率衫電 A你丁服、A、!> <材料較佳包 二仁不限以如傳導金屬等傳導材料，又以貴金屬較佳。 較佳供製備工作電極14與流動率 λ,人， 千次疋电極16用之金屬包含 、’、至Μ鈀，而其中又以鉑 供測|gt m 相較於其它金屬，鉑提 t、測里過虱化氫用之較佳表面。 所兩而厭 ·鉑在剛I過氧化氫 而 性貝與工作電極表面之氧化效率上勝過金。 較佳以真空沉積沉積金屬形成工作電極丨4 電㈣與參考電極18。纟空沉積係可用以沉積一極薄但： 2金屬層於基板上之技術。該金屬汽化，且被汽化之金 :儿積於基板上。由於金屬具高沸點，故真空亦有助於降 低沸點。肖螢幕印刷之沉積相較，真空沉積可提供清潔均 勻表面。以純金屬供真空沉積之用，故在樹脂或其它塗佈

辅助下，表面不具污染物。基板12較佳具粗操表面(例如I 有小於H)微米之平均表面粗操度）’或者在沉積後以電化學 蝕刻沉積於基板12上之電極，使得電極表面區域面積增加 ’而敏感度升高。 參考電極1 8包含聚銀與氯化銀混合物之層。此層之製造 可藉由電化學沉積於諸如鉑等傳導材料製之電極而沉積銀 ，接著在存在有氣化鉀之下，以電化學（直流）處理沉積之銀 ’以獲得一層氯化銀。 相對電極22可由諸如碳、金、鈀或不鏽鋼等任何傳導材 85302 _ 13 _ 200405933 料形\。在—替代使料考電極與相對電極中，可採用雙 重目的電極，jt中一你爲 丁二乂 ^ ^ 9，不鮞具任何氯化銀與否，均可 用以施行參考電極與相對電極之功能。雙重目的電極並非 較佳、，但在所產生之電流低且監視期程短之下可採用之。

右監視期程過長，例如# W > njK 例如起過一小時，則參考電壓傾向隨時 間漂移。 流動率決定電極16包括可將過氧化氫氧化之金屬電極。 週於供作流動率決定電極16用之金屬包含但不限於鉑、鈀 與金。流動率決定電極16不具反應層。但流動率決定電極 16可具擴散層’以禁止蛋白質分予$“亏流動率決定電㈣ 表面。 絕緣層20可由任何光聚合作用材料形成，例如光阻材料 、。迺於工作本發明之絕緣層20用之光阻材料具註冊商標 VACREL”。其它適於形成絕緣層2〇用之光阻材料包含 “TENTMASTER”與“RYRALAUX”。做為採用光聚合作用材 料 < 一替代物，絕緣層2〇可包括一内具開孔之狹長帶，以 使工作電極14、流動率決定電極16、參考電極18與接點暴 露在外。 在圖1、2與3所示較佳具體實施例中，上層24可由適於製 備基板1 2之材料製成。如前述，這些材料包含但不限於任 何非傳導材料’諸如玻璃與聚合材料。較佳供作上層以用 之聚合材料為聚硫亞氨。聚硫亞氨具彈性且可承受生物感 測益製造期間所面臨之極高溫。亦可以包含聚氯乙烯與聚 酯在内之其它聚合物形成上層24。在一替代具體實施例中 85302 -14- 200405933 ，可延伸相對電極22並以之做為上 例中上層在此替代具體實施 -替代！;ίΐ 均料相對電極中形成。在另 沉積於上層24上。如前述，直空電極22之材料 搞^ L ” 和為一種可用以沉積一 I S ”之金屬層於基板上之技術。該金屬汽化，且被 二1屬沉積於基板上。由於金屬具高滞點，故直空才 有助於降低沸點。 莰八工研 28=::28係將樣本引入感測器丨。中之位置。樣本入口 車乂佳且於具工作電極14之暫存處。樣本 自感測器10中之位置移開。浐太& 係將铽本 18下以 且和開‘本出口 30較佳置於參考電柘 :碎處。樣本流經始於樣本入口 28，終 泥動通道26。 :上述’微井32、34與36係在絕緣層2〇中形成，以分別 1工作電極14、流動率決定電極16與參考電極18。此外 ’將形成反應層40與擴散層42之材料插入微井別。將來 成«層42a之材料插入微井34中。將形成層似材料插 入微井36中形成層38之材料與形成層42及仏 類似。 ，入双1 反應層40包括固定於聚合矩 會自充作生物感測器之用之反 介物中有酵素存在之情況下， 其衍生物等單體材料之聚合而 於聚合矩陣中，因而動彈不得 等電化學活性反應產物之酵素 器中使用。此類酵素之代表性 陣中之酵素，使得該酵素不 應層擴散。在適當之反應中 可藉由諸如甲基丙烯酸酯或 形成反應層40。酵素實際陷 。任何可產生諸如過氧化氫 ’均可於本發明之生物感剛 範例包含但不限於酒精酵素 85302 -15 - 200405933 、膽固醇酵素、葡萄糖酵素、榖氨酸鹽酵素及乳酸鹽酵素 。酵素固疋於工作電極14表面。反應層4〇深度範圍自約W 至約1 5微米較佳。 流動率決定電極16可包含一選用空白層（未圖示），該層深· 度大致與反應層40相等，使得自工作電極14至流動率決定 電極1 6之流動通道26深度不致大幅變化。 擴散層42控制自層之一主要表面至層之另一主要表面之 分子通I。擴散層42提供對材料之自由流動之障壁。擴散 層42將避免尺寸大於擴散層42之細孔之分子流過擴散層42®® ’但使尺寸小於擴散層42之細孔之分子流過擴散層42。擴 散層42包括一非反應性聚合矩陣，其提供分析物自流動通 道26擴散至反應層4〇之扭曲路徑。此扭曲路徑僅使樣本中 之邯分分析物得以擴散至反應層4〇。擴散層42攔阻所有在 擴散層42表面之巨分子，諸如蛋白質。擴散層42限制分析 物得以抵達反應層40之分子數，因而限制分析物之氧化率

。在工作電極1 4處之分析物之部分轉換有助於增加感測器 1 〇之活動範圍。在一非中介生物感測器中，亦即在未採用 中介物之生物感測器中，反應率與樣本中分解之氧多寡有 關。由於僅有部份分析物抵達反應層40，並因氧之擴散較 分析物快，故致使採用擴散層42之生物感測器與不具擴散 層42之生物感測器相較，可使用之濃度範圍較廣。可於適 當反應媒介中，藉由聚合化諸如甲基丙烯酸酯或其衍生物 等單體材料而形成擴散層42。 擴散層42a與擴散層42相同或大致相同。擴散層42a攔阻所 85302 -16- 200405933 有在擴散層42a表面上之巨分子，諸如蛋白質等，藉以避免 巨分子站汙流動率決定電極16表面。選用擴散層38與擴散 層42相同或大致相同。選用擴散層3 8攔阻所有在擴散；3 8 表面上之巨分子’諸如蛋白質等，藉以避免巨分子站汗參 考電極1 8表面。 間隔層44介於上層24與絕緣層20間，目的在產生产本广 以於試驗期間流通之流動通道26。適於形成間隔層料之材 料包含但不限於兩主要表面上均具黏著層之壓感黏著帶。 流動率決定電極16施行決定液體樣本流動率之功能。得 以施行此功能之方式眾多。在一具體實施例中，工作電極 包括-反應層與-擴散層。流動率決定電極包括—擴散層 ，並視需要包括一空白層。在此具體實施例中，工作電極 ^流動率決^電極之響應係於選擇之已知液體流動率;測 里並建互一計算曲線以$、结上述響應肖已知液體流動率 間關聯。在此具體實施例中’對流動率屬未知I，測量工 作電極之響應與流動率決定電極之響應，i自上述計算資 料決定流動率。 、 ^另—具14實施财，工作電極包括-反應層、-擴散 =I轉換電化學活性材料（例如過氧化幻為非反應性 於:^例如乳與水）之材料，例如過氧化氫、過氧化酵素。由 酵化酵素需要諸如酚或苯胺等還原劑，以還原氧化之 酵去Y故以過氧化氫做為無法使用附加還原劑處之過氧化 層二，將弘化學活性材料轉換為非反應性材料之材料 …厚度約為5微米。流動率決定電極包括-反應層與一 85302 -17- 200405933 、、㈢、㈢將過氧化氫轉換為氧與水之材料層將擴散至流動 通j t過乳化氣分子氧化，藉以消除過氧化氫之擴散回工 =卜&此具fi實施例中’ X作電極與流動率決定電極 、、a心系之已知液體流動率下剛量，並建立一計算曲線以 連。上XI應與已知液體流動率間關聯。在此具體實施例 I對成動率屬未知者，測量工作電極之響應與流動率決 疋電極之響應，並自上述計算資料決定流動率。 心在另一具體實施例中，採用兩流動率決定電極與一工作 “亟。工作電極包括一反應層與一擴散層。流動率決定電 極各包括一擴散層，並視需要包括一空白層。工作電極位 於兩流動率決定電極間。在此具體實施例中，工作電極與 ，力b動率夬足包極之響應係於已知液體流動率下測量，並 對各流動率決定電極與該工作電極建立一計算曲線以連結 …I 3應人已知液體泥動率間關聯。在此具體實施例中， 對泥動率屬未知者，測量工作電極之響應與流動率決定電 極之響應，並自上述計算資料決定流動率。在此具體實施 例中’除決足液體流動率之能力夕卜，亦可決定液體流動方 向。視液體流動方向而定，僅有一流動率決定電極將產生 一可測量響應。藉由知曉何流動率決定電極產生可測量響 應，即可決定液體流動方向。第三具體實施例之生物感測 器可用以併同微機械化微射流裝置使用，其中流動方向係屬 要點。在此裝置中，利用諸如閥或電滲透部件等各種構件控 制液體流動方向。若液體未以適當方向流動，則將不會發生 所欲效應。例如··若嘗試於—晶片中之—微機械實驗中施行

85302 -18- 200405933 劑將不會料#程序傳送至適當 動万向之瞭解，將可確保處理步驟之適當程序。f — 感：：10可選用一假電極，以補償來自電化學活性種之干 I電極，則將其置於工作電極14上游較佳。 感’則态1 0亦可於工作兩叙 |如雙_ ^ 面舁反應材料層40間選用 Γ二：層等半穿透層’較佳為聚合層(未圖示)。以電 於工作電極14表面上形成此層較佳。在電化學沉 積中，在電極表面處以U二胺苯之兩化^ ⑨化子/儿 極上沉積聚-胺茨^ 本“化子-合作用，於電 …Γ丰。因而形成之聚合膜本就絕緣。此層之 力:在=限制干涉劑之移動與擴散至工作電極Μ表面。千 : ’,·!：靶例包含抗壞血病酸、尿酸、乙醯水揚酸與乙醯氨 二:施力:電壓位準高時，對此層較佳。不同干涉劑之氧 化笔^相井。在輕你兩/二Τ 在丁乂低私位下，例如约3〇〇毫伏特下，僅有乙 酿水揚酸有助於獲得信號。隨著電壓之增加，其它干涉劑 將開始協助獲得信號。半穿透層厚度較佳約100埃。 感測器_可於流動率決^電極16表面與擴散層42間選 用諸如聚二胺苯層等半穿透層，較佳為聚合層（未圖示）。此 m半穿透層可與施加於工作電極14之選用半穿透層相 同或大致相同。 電極可以任何順序配置，但部份順序優於其它。在較隹 具體實施例中，工作電極14應位於流動率決定電_上游 、。參考電㈣應位於流動率決定電極“下游，並位於流動 通道26中，俾使分泌出樣本之時間與樣本接觸工作電極μ 間所耗時間最短。 85302 -19- 200405933 感測^§· l 〇之四f 幸父佳以一基板支撐 電極1 8。較佳以另 極位於兩基板上較佳。如圖2與3所示， 工作電極14、流動率決定電極16與參考 一基板支撐相對電極22。 在本發明中’任何可自感測器連續收集資料之電化學裝 置均具至少兩工作電極(亦即-工作電極與至少一流動率 並具—參考電極與-相對電極。已知此裝置: 例如雙重電位計或三重電位計。在單一電化 學m雙重電位計可相料參考電極同時施加相同或 相兴電壓至兩工作電極。在採用雙重電位計之系統中，僅 採用-相對電極測量在兩工作電極產生之電流。雙重電位 計係—般市售。Ech〇ch_e(荷蘭）與 P —m Instrument

Company(吴國）製造適於本發明使用之電位計。裝置應且 力： 〃 •子太單參考電極施加定電壓於工作電極與流動 率決定電極； (2)精由反應產物之氧化，以單一相對電極測量在工作電 極與流動率決定電極產生之電流。 主將足以使電化學活性反應產物（例如在葡萄糖氧化酵素之 ^b下為過氧化氫）氧化之電壓施加於工作電極1 4與流動率 '、黾板1 6。測量工作電極14與流動率決定電極1 6之響應 (私/儿）假设泥動率決定電極〗6測量未為工作電極1 4測量之 電流。自已建立之液體流動率與工作電極〗4和流動率決定 私極1 6之響應間計算關係，可由測量決定之值計算液體流 動率並修正感測器1 0之響應。 85302 -20- 可視需要採用可押 重電位 ::式裝備取代雙重電位計。除施行與雙 (直μ答^ 力月b ’可將可攜式裝備設計控㈣如壓力 (真二)寺參數與諸如測量時溫度等監視參數。 佳製製備半導體中㈣之程序而製造感測器。較 佳裏&万法包含下列方法： -光阻層於_第_非傳導基板12(玻璃、聚硫亞氣 =:光罩而顯影光阻層，以取得金屬層之設計。此 故叶構成電極與軌跡和電氣接點。 4 \由诸如α相、/儿積或錢鍍等沉積技術沉積金屬層（例如 4王爿或某些其它貴金屬）於承擔顯影罩之基板^上。 ”接著剥除光阻層，留下所沉積之金屬，形成位於微井 者34與36下万《工作電極14、流動率決定電極16與參 考电極18之接點、軌跡與區域。 5.以前述方式沉積第二光阻於已具先前沉積之金屬之基 反12上’亦即藉由光罩為之，以露出將構成工作電極14 丛流動率衫電極16與參考電極18之之沉積金屬區。剩 ，、义顯影光阻構成絕緣層20。形成微井32、34與36，使 :與工作電極14、流動率決定電極16和參考電極1 8中沉 知附加材料層之區域相同。第二光阻層界定微井”，進而 界疋具反應層40與擴散層42之工作電極14區；第二光阻層 界疋微井34,進而界定具擴散層42a與空白層（視需要）之流 動率決定電極16 ;及第二光阻層界定微井％，進而界: 具銀/氯化銀層與擴散層（視需要）之參考電極Μ。 1疋 85302 -21 - 200405933 ^銀係直流沉積於覆於參考電極18上之微井36中，接著 藉由在氯化鉀存在下對所沉積銀之直流處理而將之部分 轉換為氯化銀。 7. 酵素（例如葡萄糖氧化酵素）與諸如甲基丙烯酸酯或其 何生物等光聚合作用單體在親水性溶劑中混合，並配送 " 作黾極14上之微井3 2中。該化學配方暴露於紫 外、泉…、射下’以固定酵素於聚合（例如聚甲基丙烯酸酯） 反應層4 0中。 8. 聚合（例如聚甲基丙稀酸酯）擴散層42配送至覆於工作 私極14上之微井32中。亦以類似於形成反應層40之方式 形成此層42。此層與含酵素反應層4〇類似，但不含酵素 。此擴散層42使得動態範圍較寬，並且隔離可能存在於 樣本中之蛋白質。 9. 聚合擴散層42a配送至覆於流動率決定電極16上之微 井34中。亦以類似於形成反應層4〇之方式形成此層42&。 此層與含酵素反應層40類似，但不含酵素。此擴散層42 使得動態範圍較寬，並且隔離可能存在於樣本中之蛋白 質。在配送擴散層42 a前，可視需要配送一空白層（未圖 7F)至微井34。 I 〇 ·接著將間隔層44置於圖1所示組成上。適於供本發明之 生物感測器用之間隔層44為一層雙測壓感黏著帶（50微米 厚）。 II ·將一片傳導金屬（例如金、不鐵鋼、舶、飽）置於間p 層44上，藉以形成相對電極22。相對電極22與間隔層44 -22- 85302 200405933 構成流動通道26。在一替代具體實施例中，如圖i所示，* 可將絕緣支撐體置於相對電極22上。此絕緣支撐體為上 層24。在另一替代具體實施-例中，可將相對電極u沉積 於諸如聚醋（“MYLAR”）等絕緣支撐體上，並可將承擔:_ 沉積4相對電極22之絕緣支撐體置於間隔層料上。若未· 抹用絕緣支撐體，則須於形成相對電極22之傳導金屬片 中形成樣本入口與樣本出口。若採用絕緣支撐體，如圖1 · 所示，則須於絕緣支撐體中形成樣本入口與樣本出口。- 若如此步驟之第三具體實施例中所述沉積相對電極22於# 絕緣支撐體上，若相對電極22可避免樣本進入流動通道 ，則須於絕緣支撐體與沉積之相對電極22中形成樣本入 口與樣本出口。 产若本具體實施例對微井32需要一層可轉換過氧化氫為 氧及水之材料，例如生化過氧化氫（catalase)，則可如同形 ^擴政層42方式，藉由配送形成此層之材料而施加此層至 微井32。可於配送形成擴散層42用之材料後，隨即配送該 材料。 儀· 為利用本發明〈感測器分析生物樣本，亦即做為生物感 、’J -將於人體部位（例如手臂或腹部）之皮膚中製作人工開 孔以萃取體液，構成生物樣本。於皮膚中形成開孔之工具 · 係热悉此技蟄者所周知。這些工具之範例包含但不限於雷 射鑽孔機，而以微針孔穿刺。 可將感測器10置於具兩開孔之絕緣附接物中（未圖示）。樣 本入口 2 8與樣本出口 3 〇將與附接物中之開孔對齊，並可在 85302 -23 - 200405933 輔助下將感測器10固定至裝置上。在附接物中之 开將充作人口。在附接物中之另—開孔將充作出口 :此出口亦連結至―儲存樣本之儲存器。㈣口亦連結至 真空產生器，其將產生樣本自身體部位之皮膚中之人工 ::流出所需壓力s。可藉由諸如雙面黏著帶等壓感黏著 夺附接物牢固於身體部位。 、自身體部位萃取之樣本將經由附接物之入口與感測器 <入口 28進入流動通道26，流經電極配置並 出口㈣附接物之出口流出。所耗樣本將被儲存讀^ 中’直到棄置為止。 本鉍月之感測為與方法適用於分析物亦具電化學活性之 、L例如·若在上述情況下採用氧電極（亦即測量氧之還 原之電極），則可以氧之濃度分佈做為對流動率之監視。氧 電極便於供樣本中之氧之電化學決定之用。氧係在以葡萄 糖氧化酵素氧化還原之葡萄糖氧化處反應。因葡萄糖氧化導 致<氧張力下降（亦即氧濃度與液體表面處之氧多寡有關）， 與葡萄糖濃度成正比。在氧測量中採用之原理與在過氧化 虱測量中採用之原理類似。過氧化氫之測量與反應產物（過 氧化氫）之產生有關，而氧測量則與試劑（氧）之消耗有關。 過氧化氫濃度將隨葡萄糖濃度之增而增，且氧濃度將隨葡 萄糖濃度之減而減。在採用氧電極之情況下，典型條件包 含始陰極（氧依反應式〇2 + 4H + + 4e- — 2H2〇還原），並於銷陰極 施加電位為-0.6伏特之Ag/AgCl雙重目的電極，將產生與氧 濃度成比例之電流。 85302 -24- 200405933 本發明 < 感測器與方法尤為適用於連續監視生物感測哭 ，其具備以反應產物或試劑之測量做為決定生物樣本中、D 分析物濃度之策略。例如：本發明之感測器與方2提供2 定液體樣本中之分析物濃度之方法，纟中該樣本係以未知 流動率流動。ΐ亥方法包括步驟：提供之感測器具鉑製工作 電極、始製流動率決定電極、參考電極與相對電極。或者 ，可以Ag/AgCl製之雙重目的電極（亦即相對/參考電極）扶代 參考電極與相對電極。接著將液體樣本引至感測器之‘動 通道。而後樣本之未知流動率決定工作電極之響應與流動 率決定電極之響應。藉由計算關係決定樣本之未知流動率 之值。此-計算關係已於先前述之。#由計算關係決定樣 本中未修正之分析物濃度值。用以發展供修正分析物濃产 與電氣響應間關聯用之計算關係為熟悉此技藝者所週知二 例如：藉由執行一系列計算處理可得到工作電極之響應與 分析物濃度間關聯，其中將且χ n、、也呑八^ u 丫肝具不同/辰度分析物之液體樣本 以預期為樣本之平均流動率之樣本流動率引至感測器。藉 由修正分析物之未修正濃度值而決定在樣本中之分析物濃 度修正值’其中修正係藉由先前調整分析物濃度值而決定 之液體流動率與另一组計算處理決定之因素間關聯之計算 關係為之。例如：若潑f#、、云^^、本二u 设把/瓜動率鬲於平均流動率，則計算 關係將可能造成分析物濃度值向上調整；若液體流動率低 於平均流動率，則計算關係將可能造成分析物濃度值向下 吾周整。 生物感測器係設計供人類病患使用。可藉由在皮膚上形 85302 -25 - 200405933 、 _並施加真2以輔助自患者體内汲取隔膜液體而 :患：體内沒取生物樣本，_得隔膜液體與生物感測 态（私極接觸。因而得以決定在隔膜液體中之例如葡萄糖 等分析物濃度。 下列非限制性範例將進一步闡釋本發明。 範例 本發明闡釋適於監視生物樣本中之葡萄糖濃度之感測器 ’其具測量生物樣本流動率之附加能力。在此範例中，工 作電極係置於流動率決定電極上游。樣本與流動率決定電 極接觸前即已經過工作電極。 感測器包㈣製工作電極、始製流動率決定電極、參考 電極與相對電極。或者，可以Ag/AgCl製之雙重目的電極 (办即相對/參考電極）替代參考電極與相對電極。工作電極 與流動率決定電極上沉積有半穿透薄膜，財卩制生物2本 中之電化學活性干擾材料之干擾。覆於工作電極者係可包 含至高達三相異層之水凝膠薄膜。與工作電極表面最接近 之水凝膠薄膜層為反應層，該層具葡萄糖氧化酵素。覆於 具葡萄糖氧化酵素之層者係擴散層。覆於流動率決定電=

者係水凝膠薄膜，其可包含高達三相異層。與流動率、A

電極最接近之水凝膠薄膜之層為空白㉟，其=於工S 極之反應層相同或大致相同，差別處在於 — 、不具匍匈糖氧化 酵素。覆於空白層者係擴散層。 在此範例所述具體實施例中，並未沉積 、〜年L儿氧層於工 85302 -26- 200405933 作電極或流動率決定電極。 在流動通道中之過氧化氬濃度分佈示如圖4。在圖4中 工作電極係以代碼1〇〇標示之，流動率決定電極係以代碼 1 02標不之，而流動通道則係以代碼丨〇4標示之。濃度分佈 係以虛線標示之。所得結果如圖7所示，顯示流動率決定電 極之響應(sF)對工作電極之響應(Sw)與流動率決定電極之 響應（SF)差 < 比與流動率成反比。流動率之最高變化敏感度 範圍自約2至約1〇微升/時。 又 工作電極之反應層之配方製備如次。葡萄糖氧化酵素在 去離子水（重量百分率濃度25%)中分解，並與含N-甲基硫亞 氨二乙醇（N-methyl lminodlethan〇1)(重量百分率濃度1%)與 苯一酮（重里百分率濃度〇 2〇/0)之等量聚乙烯乙二醇4⑽混合 。製備具光啟始劑（2,2,二甲氧基苯乙酮，重量百分率濃度 i/o)、父鏈觸媒（四乙烯乙二醇二甲基丙烯酸酯，重量百分 率濃度3%)、反應單體（2-氫氧化乙基甲基丙烯酸酯，重量百 分率濃度12%)、填充劑（聚（2-氫氧化甲基丙烯酸酯），重量 百分率濃度24〇/〇)、塑化劑（聚乙烯乙二醇4〇〇,重量百分率 /辰度36%)與去離水（重量百分率濃度24%)。酵素溶液之一 邵分接著與前兆溶液之三（3)部分混合。 薊述洛液配送至與工作電極共存之微井，且藉由暴露於 糸外線％射下將該混合物光聚合作用，形成工作電極之反 應層。以類似方式形成擴散層，但酵素溶液略之。擴散層 覆於反應層。 範例2 85302 -27- 本發明闡釋適於監視生物槎* 士、_ ，並且、目I曰 樣本中4匍萄糖濃度之感測器 作泰柘尨$ 午又附加此力。在此範例中，工 私極係置於流動率決定 > 極接觴此p 一上辟。饭本與流動率決定電 接觸則即已經過工作電極。 感測器包括鉑製工作電極、 兩朽伤 銘製，儿動率決定電極、參考 兒極與相對電極。或 ^ r ^ g , ^ k Ag/AgCl製之雙重目的電極 (亦即相對/參考電極）替代參 命、云知方 夕5興相對電極。工作電極 Μ ^動率決定電極上沉積有 一 中之，、百+牙透㈣，以抑制生物樣本 各 丁役復於工作電極者係可包 口 土回達二相異層之水凝膠薄 + I、打㈣兮 "、丄吓私極表面最接近 <欠领:膠溥膜層為反声声 應層4層具匍甸糖氧化酵素。覆於 具葡匈糖氧化酵素之声去 呼果足層者係擴散層。覆於 者係水凝膠薄膜，其可包Μ達勤羊决疋私極 ^ 口问運一相兴層。與流動率決定 昆極取接近之水凝料㈣與覆於工作電 或大致相同。覆於空白層者係擴散層。 應層相同 與工作電極表面最近之水凝膠薄膜層具過氧化氫， 過氧化氫轉變為氧，以避免氧 ，、將 ^ I兄心虱化虱洩漏至流動通道。過 氧化風層僅沉積工作電極上。 在流動通道中之過氧化氫濃度分佈示如圖5。在圖5中， 工作電極係以代碼2〇〇標示纟，流 诉-、 7干式疋兒極係以代碼 松不& ’而流動通道則係以代碼204標示之。濃产八 係以虛線標示之。所得結果如圖8所示，顯示不具過：刀 層之流動率決定電極之響應㈤與具過氧化氫層之2 極之響應（Sw)差對工作電極之迹声 私 作屯往4 a應（sw)疋比與流動率成反 85302 -28- ZUU4U^933 w動率义取咼變化敏感度範圍自約2至約10微升/時。 範例3 、本*明闡釋採用兩流動率決定電極之生物感測器。可置 t作電極使得樣本在接觸工作電極前即已經過流動率決 疋兒極。在與工作電極接觸後，樣本經過第二流動率決定 電極。 •工作電極包括與範食"之工作電極相同之材料，並具大致 力員似〈m流動率決定電極包括與範例丨之流動率決定 電極相同之材料，並具大致類似之覆蓋層。相對電及盘參 考電極包括與範例1之相對電及與參考電極相同之材料，並 具大致類似之覆蓋層。 、在此範例之具體實施例中，得以決定樣本之流動率與流動 万向。為自電極施行響應之測量，採用三重電位計。若未自 机動率’夬疋電極〈一獲得可測量之信號，則可假設該電極位 灰作私極上游，且液體流向另一流動率決定電極。 在流動通道中之過氧化氫濃度分佈示如圖6。在圖6中， 工作電極:以代碼3Q0標示纟，流動率決定電極係以代碼 3 02鉍303枯不之，而流動通道則係以代碼3⑽標示之。濃度 分佈係以虛線標示之。 範例4 、此範例闡釋-種可利用本發明之原理決线體流動率之 万法’其中液體包含已知濃度分析物。此範例可經改造至 週於將例如樂物、營養劑(例如葡萄糖)等生物樣本注入患者 體内之情況。由於已知分析物濃度，故無需測量濃度，但 85302 -29- 200405933 Z能需要測量液體流動率，以衫所注人之分析物品質。 電：需Τ:Γ由於仍須產生過氧化氣，故流動率決定 弘让而要一反應層。 在此靶例中’感測器包括鉑製流動率決定電極 電極。或者，可以Ag/Agci製之雙重目的電極替代 二，：：與相對電極。流動率決定電極上沉積有半穿透薄 吴、以P制生物樣本中之電化學活性干擾材料之干擾。舜 於流動率決定電極者係水凝膠薄膜，其可包含高達:相^ :。與工作電極最接近之水凝膠薄膜層係具葡萄糖氧化酵 素（反應層。祕具葡萄糖氧化酵素之層者係擴散層。 /不含感測器之方法測量分析物濃度。將液體/至感測 态’並測量來自流動率決定電極之響應。先前已建立、咸 測态〈響應、分析物濃度及液體流動率關聯間關係，可 以決足液體之樣本之未知流動率。 熟悉此技藝者在不悖離本發明之範疇與精神 ,. 勿於對 本發明做各種改良與替代，且應瞭解未有以此處之闇釋性 具體實施例限制本發明之意。 ¥ ' 【圖式簡單說明】 圖1係此處所述感測器之分解透視圖。 圖2係圖1中所示感測器透視圖，以組合型式而非分解型 式顯示該感測器。所示數層之部件被切除，俾更清楚顯= 其它層之部件。 μ 圖3係圖1所示感測器立面側視圖。 圖4所示係本發明之感測器之流動通道中之工作電極與 85302 -30- 200405933 ⑽ 竿決定電極之位置簡圖，其中樣本在與流動率決定電 —接觸㈤先與工作電極相接。在此簡圖中所示具體實施例 中 工作電極對液體流動率之變化敏感，且流動率決定電 極亦對液體流動率變化敏感。 |^| 5 戶斤一 回斤示係本發明之感測器之流動通道中之工作電極與 心動率決定電極之位置簡圖，其中樣本在與流動率決定電 極接觸前先與工作電極相接。在此簡圖中所示具體實施例 中工作電極對液體流動率之變化不敏感，而流動率決定 電極對液體流動率變化敏感。 圖6所示係本發明之感測器之流動通道中之工作電極與 流動率決定電極之位置簡圖，其中樣本在與流動率決定電 極接觸前先與工作電極相接。在此簡圖中所示具體實施例 中，可決定液體流動率及液體流動方向。在此簡圖中所示 具體貪施例中’工作電極對液體流動率之變化敏感，且、、令 動率決定電極亦對液體流動率變化敏感。 圖7所示係圖4中所示類型之感測器之計算關係圖。 圖8所示係圖5中所示類型之感測器之計算關係圖。 【圖式代表符號說明】 10 感測器 12 基板 14 工作電極 16 流動率決定電極 18 參考電極 20 絕緣層 85302 -31 - 200405933 22 相對電極 24 上層 26 流動通道 28 入口 30 出π 32, 34, 36 微井 38 選用 擴散層 40 反應 層 42, 42a 擴散 層 44 間隔 層 100, 200, 300 工作 電極 102, 202, 302, 303 流動 率決定電極 104, 204, 304 流動 通道 32- 85302

Claims (1)

1. 200405933 拾、申請專利範圍： 1 ·種用W&體之流動率之感測器，包括—該液體 流經（通道，建構該通道使得該液體可接觸： (a) —工作電極； (b) 至少一流動率決定電極； (c) 一參考電極；及 (d) —相對電極。 2·如申凊專利範圍第丨項之感測器，其中一反應層覆於該 工作電極且一擴散層覆於該反應層。 3 .如申請專利範圍第2項之感測器，其中該反應層包含一 酵素。 4 ·如申請專利範圍第3項之感測器，其中該酵素係一氧化 酵素。 5 .如申請專利範圍第4項之感測器，其中該酵素係選自由 酒精酵素、膽固醇酵素、葡萄糖酵素、榖氨酸鹽酵素及 ^礼酸鹽酵素組成之群中。 ^申請專利範圍第2項之感測器，其中一層半不穿透層 ? 位於该工作電極與該反應層間。 如申請專利範圍第1項之感測器，其中^擴散層覆於該 8 之少一流動率決定電極。 如申請專利範圍第4項之感測器，其中/層半不穿透層 9 ^於讀等至少一流動率決定電極與該反應層間。 如申請專利範圍第1項之感測器，其中/反應層覆於該 工作電極，一擴散層覆於該反應層，及/層轉換電化學

   85302 200405933 活性材料為非反應性材料之材料覆於該擴散層。 ίο.如申請專利範圍第9項之感測器，其中一層半不穿透層 ^於該工作電極與該反應層間。 11.如申請專利範圍第9項之感測器，其中一反應層覆於該 土 V 成動率決定电性且一擴散層復於誃反應層。 12 ·如申睛專利範圍第11項之感測器，其中一層半不穿透為 4方；。亥等土 y 一泥動率決定電極與該反應層間。 13.如中請專利範圍^項之感測器，其中採用兩流動率決定 電極’該等流動率決定電極之一為該工作電極之上游，而 該等流動率決定電極之另一個為該工作電極之下游。 1 4 · 一種用以決定名_ 1 、^；、签、a 疋在具-遇叙感測器中之—液體樣本 之k動率之方法，並中弩、为 、 …宁巧硬岐樣本於薇通道中流 方法包括步·驟： ^ ⑷提供如中請專利範圍第1項之感測器； ㈨在已知液體流動率下，決定該工作 該流動率決定電極之響應； 2又#應與 (C)建乂在步驟(b)中測量之響應與 液體流動率間關係； 乂知（b)中之該 ⑷於-該液體樣本之未知流動率一、 極之響應與孩流動率決定電極之響廡· /疋疼工作電 (e)藉由測量在步.驟（c)中建立之1、及 體樣本之該未知流動率之值。 ^關係而決定該液 1 5.如申清專利範圍第1 4项之方、去 學活性材料之形成所致。 ^中巧等響應係因電化 85302 200405933 1 6.如申明專利範圍第1 5項之方法，其中該電化學活性材料 係過氧化氫。 17. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該電化學化性材料 為氧。 18. —種用以決定一液體之流動率之感測器，包括一該液體 、《二之通道’建構該通道使得該液體可接觸： (a) —工作電極； (b) 至少一流動率決定電極；及 (c) 一雙重目的電極，其可施行一參考電極與一相對 電極之功能。 1 9.如申請專利範圍第丨8項之咸測器，並φ ^ <心叫时舟肀一反應層覆於該 工作電極且一擴散層覆於該反應層。 2〇.如申請專利範圍第19項之感測器，其中該反應層包含一 酵素。 21. 如申請專利範圍第2〇項之感測器，其中該酵素係一氧化 酵素。 22. 如申請專利範圍第21項之感測器，其中該酵素係選自由 酒精酵素、膽固醇酵素、葡萄糖酵素、穀氨酸鹽酵素及 乳酸鹽酵素組成之群中。 23 ·如申請專利範圍第1 9項之感測器，其中一層半不穿透層 位於該工作電極與該反應層間。 2 4.如申凊專利範圍第1 8項之感測器，其中一擴散層覆於該 等至少一流動率決定電極。 25·如申請專利範圍第21項之感測器，其中一層半不穿透層 85302 200405933 位於該等至少一流動率決定電極與該反應層間。 26. 如申請專利範圍第丨8之感測器，其中一反應層覆於該工 作電極，一擴散層覆於該反應層，及一層轉換電化學活 性材料為非反應性材料之材料覆於該擴散層。 27. 如申請專利範圍第26項之感測器，其中一層半不穿透層 ^於该工作電極與該反應層間。 28. 如申請專利範圍第26項之感測器，其中一反應層覆於該 等至少一流動率決定電極且一擴散層覆於該反應層。 29. 如申請專利範圍第28項之感測器，其中一層半不穿透層 位於該等至少一流動率決定電極與該反應層間。 3〇.如申請專利範圍第18項之感測器，其中採用兩流動率決定 電極’該等流動率決定電極之一為該工作電極之上游，而 孩等泥動率決定電極之另一個為該工作電極之下游。 31· —種用以決定在一具一通道之感測器中之一液體樣本 <流動率之方法，其中該液體樣本於該通道中流動，二、 方法包括步騾： 遠 捉伢如甲請專利範圍第丨8項之感測器，· (b)在已知液體流動率下，決定該工作電極之變 该流動率決定電極之響鹿； •心 (0建立在步騾（b)中測量之響應與在步驟 液體流動率間關係； ^ )中之 (d) 於一該液體樣本之未知流動率下，決定二、 極之響應與該流動率決定電極之響應；及/弋孩工作 (e) 藉由測量在步驟（c)中建立之該 85302 200405933 體樣本之該未知流動率之值。 32·如申請專利範圍第3 1項之方法，其中該等響應係因電化 學活性材料之形成所致。 33. 如申請專利範圍第32項之方法，其中該電化學活性材料 係過氧化氫。 34. 如申請專利範圍第32項之方法，其中該電化學化性材料 為氧。 3 5. —種用以決足在一具一通道之感測器中之一液體樣本 之流動率及在該感測器中之該液體樣本之流動方向之 方法，其中該液體樣本於該通道中流動，該方法包括步 騾： (a)提供一種用以決定一液體流動率之感測器，包括 該液體流經之通道，建構該通道使得該液體可接觸： (1) 一工作電極； (2) 兩流動率決定電極，該等流動钱定電極之— 為該工作電極之上游，而該等流動率決定電極之另— 為該工作電極之下游； 11 (3) —參考電極；及 (4) 一相對電極； 在已知液體流動率下，於一液體流動之第—給& 向上，決足薇工作電極之響應與該等流動 疋 響應； ’疋電極 (c)建立在步驟;（b)中剛 液體流動率及在步驟（b)中 量之響應與在步驟（1))中 之液體流動方向間關係· 之該 穴-> 85302 200405933 (d) 於已知液體流動康 卜，於一液體流動之第二給定 万向上，決定該工作電炻、祕 響應； ％極〈響應與該流動率決定電極之 (e) 建立在步驟（d)中、1，丨母、& & “ I心響應與在步驟（d)中之液 月迁/儿動率及在步驟（d)中 、 〈夜骼流動方向間關係； (ί)於一該液體樣本 、、 女、t 禾知泥動率下，在一該液體樣 本心未知流動方向上，決余今 疋邊工作電極之響應與該等流 動率決定電極之一之響應；及 (g)藉由在步驟（c)血来跡、i & , 1 步驟（e)中建立之該等關係，決定 該液體樣本之流動方向逝哕 ， ，、邊履體樣本 < 孩未知流動率 之該值。 36· -種用以決定在-具-通道之感測器中之—液體樣本 之流動率及在該感測ϋ中之該液體樣本之流動方向之 方法，其中該液體樣本於該通道中流動，該方法包括步 ⑷提供一種用以決定一液體流動率之感丨則器，包括 該液體流經之通道，建構該通道使得該液體可接觸： (1) 一工作電極； (2)兩流動率決定電極，該等流動率決定電極之一 為該工作電極之上游，而該等流動率決定電極之另一個 為該工作電極之下游；及 一相對 一給定 (3) —雙重目的電極，可施行一參考電極與 電極之功能； (b)在已知液體流動率下，於一液體流動之第 85302 200405933 方向上，決定讀τ ^ 作電極之響應與該流動率、、表& 響應； 夫又電極之 (c)建互在步‘驟（b)中測量之響應與在步驟 液體流動率及在步碑， ’中之讀 在少·‘（b)中之液體流動方向間關係· ()万；已知液體说動率下，於一液體流動之第一达 万向上，決定該工作電極之響應與該流動率決定：給疋 響應； 穴疋電極之 (e) 建ϋ在步驟（d)中測量之響應與在步驟（句中、、 體流動率及在步驟⑷中之液體流動方向間關係；〈硬 (f) 於一該液體樣本之未知流動率下，在一該液體樣 、未知机動方向上，決定該工作電極之響應與該等、、云 動率決定電極之一之響應；及 机 (g) 藉由在步驟（C)與步驟（e)中建立之該等關係，決定 該液體樣本之流動方向與該液體樣本之該未知流動率之 該值。 37· —種用以決定一液體之流動率之感測器，該感測器包括 一该液體流經之通道，建構該通道使得該液體可接觸： (a) —流動率決定電極； (b) —參考電極；及 (c) 一相對電極。 3 8.如申請專利範圍第37項之感測器，其中一擴散層覆於該 流動率決定電極。 3 9.如申請專利範圍第3 7項之感測器，其中一反應層覆於該 流動率決定電極且一擴散層覆於該反應層。 孤， 85302 200405933 4〇·如申請專利範圍第39項之感測器，其中一層半不穿透層 位於該等至少一流動率決定電極與該反應層間。 41. 一種用以決定在一具一分析物之液體樣本之流動率之 方法，該方法包括步驟： (a) i疋供如申請專利範圍第3 7項之感測器； (b) 在已知液體樣本之流動率下，決定該工作電極之 審應’該液體樣本具已知濃度之該分析物； (c) 建立該流動率決定電極與具已知濃度之該分析 物之該液體樣本之該等已知流動率間關係； (d) 於液體之流動率未知，且在該液體中之分析物濃 度已知下，決定該流動率決定電極之響應；及 (e) 自步驟（c)之該關係決定液體之流動率。 42· —種用以決定一液體之流動率之感測器，該感測器包括 一該液體流經之通道，建構該通道使得該液體可接觸： (a) —流動率決定電極；及 (b) —雙重目的電極，其可施行一參考電極與一相對 電極之功能。 43. 如申請專利範圍第42項之感測器，其中一擴散層覆於該 流動率決定電極。 44. 如申請專利範圍第42項之感測器，其中一反應層覆於該 流動率決定電極且一^廣散層覆於該反應層。 45. 如申請專利範圍第44項之感測器，其中一層半不穿透層 位於該等至少一流動率決定電極與該反應層間。 46. —種用以決定在一具一分析物之液體樣本之流動率之 yye g53〇2 200405933 方法，該方法包括步驟： (a) 提供如申請專利範圍第42項之感測器； (b) 在已知液體樣本之流動率下，決定該流動率決定 私極之響應’該等液體樣本具已知濃度之該分析物； (c) 建立該流動率決定電極與具已知濃度之該分析 物之讀液體樣本之該等已知流動率間關係； (d) 於液體之流動率未知，且在該液體中之分析物濃 度已知下，決定該流動率決定電極之響應；及 (e) 自步騾（c)之該關係決定液體之流動率。 47· —種用以決定在一液體樣本中之一分析物之濃度之方 法’其中該液體樣本以一未知流動率流動，該方法包括 步驟： (a) 提供如申請專利範圍第1項之感測器； (b) 將該液體樣本入該感測器之該流動通道，該液 體樣本之該流動率未知； (c) 於該液體樣本之該未知流動率下，決定該工作電 極之響應與該流動率決定電極之響應； (d) 藉由一計算關係決定該流體樣本之該未知流動 率之值； (e) 藉由一计鼻關係決定在該液體樣本中之該分析 物之濃度之未修正值；及 (f) 藉由步驟（d)中決定之該流動率，利用修正該分析 物之未修正濃度之該值，決定在該流體樣本中之該分析 物之、濃度之修正值。 387 85302 200405933 種用以決定在一液體樣本中之一分析物之濃度之方 ，，其中該液體樣本以一未知流動率流動，該方法包括 资驟： (a)提供如申請專利範圍第1 8項之感測器； (M將該液體樣本引入該感測器之該流動通道，該液 沒太之該流動率未

   (c) 於該液體樣本之該未知流動率下，決定該工作電 極之響應與該流動率決定電極之響應； (d) 藉由一計算關係決定該流體樣本之該未知流動 率之值； (e)藉由一計算關係決定在該液體樣本中之該分析 物之未修正濃度值；及 一 V (d)中決定之該成動率’利用修正該分析 物之該未修正、1 & ，、、C 夕t" /辰度值，決定在該流^樣本中之該分析物 辰度之修正值。

   85302

   -10 -