[发明专利]具有激光密封的毛细管空间的生物传感器及其制备方法

说明书

本发明总的涉及对体液的分析物浓度的测试，更特别地涉及用于 该测试的测试条(test strip)或生物传感器。

测试条通常用于测定测试样品中选定分析物的存在和/或浓度。例 如，使用多个测试条来测试血液中的葡萄糖浓度，以检测具有糖尿病 的人们的血糖水平。这些测试条包括已经将试剂组合物沉积在其中的 反应腔(reaction chamber)。测试条的目前趋势要求更小的测试样品 和更快的分析时间。这为患者提供了显著的益处，使得可以使用能够 来自身体的更少敏感区域的更少的血样。此外，更快的测试时间和更 精确的结果能使患者更好地控制其血糖水平。

在更小的样品体积方面，已知提供具有充分小的反应腔以使得通 过毛细作用将其中的流体抽出的测试条，这是由于样品流体的表面张 力和液体使其表面积最小化的热动力学趋势导致的现象。例如，美国 专利号5141868公开了具有其尺寸充分小足以通过毛细作用将其中的 样品流体抽出的空腔的测试条。该空腔被两个平行板限定，其被两个 沿该板的侧面纵向延伸的环氧条间隔开约1mm。该空腔两端敞开，一 端接收样品，另一端允许空气逸出。该空腔包括电极结构，并负载有 适于用该测试条进行该测试的材料的涂层。

多种其他测试条设计包括将其中的样品流体抽出的毛细管空腔 并包括允许空气逸出的排气口。正如人们应当认识到的那样，目前的 测试条设计中的毛细管通道典型地非常小，并不断的设计得更小以减 少测试所需的样品量。然而，毛细管入口宽度越小，将小体积样品精 确应用(或“靶向(target)”)到该测试条的毛细管中就越难。在具有 损伤的视力和/或降低的灵敏度的人口部分中导向甚至是更重要的，因 为这部分人将其手指精确对准测试条的定量配送边缘是困难的。而 且，样品流体有时会在抽入该毛细管中之前不适当地中断，这是称作 “定量配送中断”的现象。将会需要克服与测试条中小毛细管相关的该 困难。

测量血液中化学物质浓度的电化学方法的局限性是在将分析物 和试剂的多种活性组分的扩散方面的变量相混淆的影响。对血糖测量 精确度的局限性的实例包括血液组成或状态的变化(非测量方面)。 例如，血细胞比容(红细胞的浓度)的变化能够影响血样的信号产生。 在其中该结果并不补偿其他样品变量或干扰(例如血细胞比容和温 度)的应用中，使用在短测试时间之后报道的血糖响应值是有问题的。

关于血样中的血细胞比容，现有技术的方法依赖于使用玻璃纤维 过滤器或用包含例如仅能使血浆进入该膜的成孔剂的试剂膜从样品 的血浆中将红细胞分离出来。用玻璃纤维过滤器分离红细胞提高了该 测量所需的血样量，这与用户期望的测试用量是相反的。多孔膜(film) 或薄膜(membrane)在降低血细胞比容影响方面仅是部分有效的，而 且必须和增高的延迟时间和/或特定的测量技术相结合使用，以实现所 需的精确度。因此，需要制造能够以容易、简单和成本有效的方式降 低血细胞比容的干扰。

通常使用粘合剂将测试条的多个层结合或密封在一起。对于测试 条的高容积制备，作为原料以及特别与制造成本相关，粘合剂能够是 重要的成本。例如，粘合剂能够不利地影响几种制造方法。作为实例， 由于粘合剂碎末(sawdust)的累积，用于切成网并形成条的切割机能 够随时间粘搭。因此该切割机必须周期性停机用于清洁。这种周期性 的制造中断导致较低的制造速度。因此，需要以廉价方式制造测试条。

本发明的第一方面涉及包括基底(base substrate)和至少一个覆 盖在该基底之上的覆盖层的生物传感器。该基底和该覆盖层共同限定 了在两者之间的样品接受腔。试剂位于该样品接受腔内。该基底和该 覆盖层进一步共同提供了沿该生物传感器边缘的用于该样品接受腔 的开口。该基底和该覆盖层是激光焊接的，以限定该样品接受腔。

另一方面涉及包括基底和覆盖层的生物传感器。一个或多个激光 焊接处与该基底和该覆盖层共同限定了其尺寸以降低血样中的血细 胞比容干扰的微毛细管腔。试剂位于该微毛细管腔内，用以分析该血 样。

另一方面涉及包括位于基底和覆盖层之间的用于进一步限定样 品接受腔的间隔件(spacer)的生物传感器。该间隔件和基底是激光 焊接的，且该覆盖层和该间隔件也是同时或顺序激光焊接的。试剂位 于该样品接受腔内。