[发明专利]物理气相沉积生物传感器组件

说明书

提供生物传感器组件，其对用于生物传感器例如血糖传感器提供改善的性能。所述生物传感器组件包括基材和涂布在该基材上的导电层。该导电层包含镍和铬，使得镍和铬在导电层中的总重量百分比为50至99 wt.%。

背景。

发明领域

本发明主要涉及电极，例如用于电极的物理气相沉积组件，例如在生物传感器中存在的那些。更具体地，本发明涉及采用非贵金属合金形成的电极，例如在生物传感器组件中存在的那些。

相关技术的描述

用于分析生物样品的生物传感器变得越来越普遍。例如，随着世界上人口罹患糖尿病的情况增多，对于用于测量血糖的生物传感器的需要已经显著升高。这样的生物传感器一般称为血糖仪并通过用户放置血滴在与血糖仪相关联的测试条上进行操作。所述测试条构造成对于所述血滴中的葡萄糖的量是反应性的，从而血糖仪能够检测并显示出用户血液的葡萄糖水平。

用于血糖仪类型的生物传感器的测试条一般采用两个或更多个在基材上形成的电极（例如工作电极和对电极）形成。另外，生物反应性材料，例如酶（例如葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶等）和介体（例如铁氰化物、钌复合物、锇复合物、醌类、吩噻嗪类、吩噁嗪类等）将在工作电极上形成。在操作中，将血滴施加于测试条。随后，与血液中的葡萄糖的量成比例的电化学反应会在工作电极上发生。更详细地，葡萄糖首先与酶（葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶等），和有时与酶辅因子（PQQ、FAD等）反应，并被氧化成葡萄糖酸。所述酶、辅因子或酶-辅因子复合物通过从葡萄糖转移至酶、辅因子或酶-辅因子复合物的两个电子而暂时被还原。接下来，在介体在单电子过程中被还原的情况下，还原的酶、辅因子或酶-辅因子复合物与所述介体反应，将单个电子转移至两个介体物类（分子或复合物）的每一个。当还原所述介体物类时，所述酶、辅因子或酶-辅因子复合物由此回到其初始氧化状态。然后，还原的介体扩散至电极表面，在此将预定的和充足的氧化电势施加于生物传感器从而使还原的介体氧化回到它们的初始氧化状态。测量通过生物传感器由介体物类的氧化产生的电流并且该电流与血液中的葡萄糖的量成比例相关。

工作电极的品质在血液的葡萄糖水平的精确测量中起重要作用。具体地，电极的电活性表面积的再现性、在具体的葡萄糖测量布置中电极的电子转移动力学的批到批（lot-to-lot）重复性、和电极材料在储存时的长期稳定性，从而当进行测定时源自电极的电化学信号为导致血糖测试条的改善的精确度的全部因素。具体地，将获自电极的电活性的电信号最小化从而防止生物样品的测量和分析中的偏差或噪音是重要的。典型地，这伴随着使用固有热力学惰性（noble）的电极材料，例如金、钯、铂、铱等。由此 ，最流行的血糖仪使用由采用钯、金或其他贵金属，一般为商业上可行的最纯的形式，涂布的基材形成的电极，以充当工作电极，并为了简化制造，通常用于对电极或组合的对电极和参比电极。这样的贵金属对干扰物质的反应性最小化，结果对于一致和精确测量提供改善的耐化学性。然而，在电极中使用这样的贵金属的成本是过高的。

已经存在一些使用采用非贵金属形成的电极，从而降低生物传感器的制造成本的尝试。然而，这样的非贵金属电极一般具有与采用贵金属形成的电极的电化学响应严重偏离的电化学响应（例如剂量-响应）。由此，采用非贵金属形成的电极一般不适合用作用于很多类型的生物传感器的测试条中的贵金属的直接替换。

因此，需要可以提供一致和精确测量，同时对例如在生物传感器中使用贵金属提供有成本效益的替代的电极。具体地，需要由可以用于生物传感器组件以一致并精确测量生物样品的非贵金属合金形成的电极。

概述