[发明专利]安培计检测优化的小型化生物传感器

权利要求书

1.一种确定微流体传感器中分析物存在、含量和/或浓度的安培计测量 方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a)提供包含至少一个微型结构的微流体传感器，此微型结构含有至少 一个以精确尺寸和位置集成于所述微型结构的一个壁部中的工作电极，所 述微型结构在所述集成工作电极上方的高度是所述集成工作电极的特征长 度—就圆形电极而言为其半径—r的至少二倍；

b)用要分析的样品液充满所述微流体传感器；

c)施加由安培计测量法直接或间接检测所述分析物所需的电势达短 于比值r²/D的时间，其中r以米计，D是所述分析物以m²/s计的扩散系数； 并且测定此时间期间所述集成工作电极处结果产生的氧化或还原电流，如 此使得安培计测量期间只有被呈送至所述至少一个集成工作电极上方的半 球形或半圆柱形扩散领域的分析物分子被探测到；并且任选地

d)通过在长于比值r²/D的一半的弛豫时间后重复步骤c)来进行连续安 培计测量。

2.一种确定微流体传感器中分析物的存在、含量和/或浓度的安培计测 量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a)提供包含至少一个微型结构的微流体传感器，此微型结构含有至少 一个以精确尺寸和位置集成于所述微型结构的一个壁部中的集成工作电 极，所述微型结构在所述集成工作电极上方的高度是所述集成工作电极的 特征长度—就圆形电极而言为半径—r(米)的至少二倍；并且所述微型结构 在所述至少一个集成工作电极上方显现高度为L(米)的凹陷；

b)用要分析的样品液充满所述微流体传感器；

c)施加由安培计测量法直接或间接检测所述分析物所需的电势达短 于比值(r+L)²/D的时间，其中D是所述分析物以m²/s计的扩散系数；并且 测定此时间期间所述集成工作电极处结果产生的氧化或还原电流，如此使 得安培计测量期间只有被呈送至所述微型结构内的半球形或半圆柱形扩散 领域的分析物分子被探测到；并且任选地

d)在长于比值(r+L)²/D的一半的弛豫时间后重复步骤c)以进行连续安 培计测量。

3.如权利要求1或2所述的安培计测量方法，其特征在于，在所述至 少一个集成工作电极处所述电势被施加——并且相关的电流被测量——的 时间不超过约10秒钟。

4.如权利要求3所述的安培计测量方法，其特征在于，在所述至少一 个集成工作电极处所述电势被施加——并且相关的电流被测量——的时间 不超过约2秒钟。

5.如权利要求1—4任何一项所述的安培计测量方法，其特征在于， 分隔连续安培计测量的弛豫时间长于约1秒钟而短于约1分钟。

6.如权利要求1—5任何一项所述的安培计测量方法，其特征在于， 确定所述微流体传感器中分析物的存在、浓度和/或含量所考虑的有效检测 信号被只限于在步骤c)和任选地在步骤d)期间所测得的电流的部分，所述 测得电流的所述部分是选择在电容性电流相对于感应电流而言能被视为恒 定并且只有被呈递至半球形或半圆柱形扩散领域的分析物分子被检测到的 时间段上。

7.如权利要求6所述的安培计测量方法，其特征在于，在步骤c)和可 任选地在步骤d)中电势施加的第一部分期间测得的电流被排除并且不被视 为所述有效检测信号；所述电势施加的第一部分具有至少为1秒的持续时 间，或当所述至少一个集成工作电极具有长度为L的凹陷时，则其具有至 少等于比值L²/2D的持续时间。

8.如权利要求1—7任何一项所述的安培计测量方法，其特征在于， 所述有效检测信号的获得，是通过将步骤c)和可任选地在步骤d)期间所测 得的电流在所述电势施加期的部分上积分，如此获得与检测到只被呈送至 半球形或半圆柱形扩散领域的分析物分子得到的Q库仑电荷值相对应的检 测信号，并且所述分析物的存在、含量和/或浓度是从此电荷量值Q来确定 的。