[发明专利]叉指阵列和制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请在35 U.S.C.（美国法典）119（e）下要求2011年11月22日提交的美国序列号61/562,645和2011年12月20日提交的美国序列号61/577,933的权益。以上参考的申请的全部内容通过引用被明确地并入到本文中。

关于联邦赞助的研究和开发的声明

不可适用。

背景技术

传感器（也称为检测器）是测量物理量并将其转换成能够由观察者或由仪器读取的信号的设备。例如，玻璃水银温度计将测量的温度转换成能够在经校准的玻璃管上读取的液体的膨胀和收缩。热电偶将温度转换成能够由伏特计读取的输出电压。为了准确，大多数传感器对着已知标准进行校准。

在生物医学和生物工程中，将检测具有诸如细胞、蛋白质或核酸之类的生物组分的分析物的传感器称为生物传感器。生物传感器能够被用于体外和体内应用两者。

通常，生物传感器被暴露于生物试样，诸如血液或尿液，并用来检测生物试样内的预定分析物。生物传感器然后可以被暴露于换能器或检测器元件，所述换能器或检测器元件可以通过使用诸如光、电、压电、电化学等传感介质以生理化学方式工作。在任何情况下，换能器或检测器元件将来自生物传感器的信号变换成能够更容易测量和量化的另一信号。由换能器或检测器元件所产生的信号可以被提供给读取器设备，所述读取器设备具有相关联的电子器件、信号处理器和/或显示器以用于以用户可读格式来提供结果。例如，能够在图形显示器上提供所述结果。

在任何情况下，在过去已被使用的一种类型的生物传感器是基于包括实现传感器信号放大的叉指（interigitated）传感器阵列的技术。叉指传感器阵列提供有至少两个微电极，其两者都具有被间隔开并以叉指方式交错的指状物。微电极中的每一个提供有被连接到多个相对细的轨迹（trace）的相对大的轨迹。在各种论文中已描述了示例性叉指传感器阵列，诸如Adam E. Cohen以及Roderick R. Kunz（2000）的23-29页的Large-area interdigitated array microelectrodes for electrochemical sensing，Sensors and Actuators；Allen J. Bard等人在Anal. Chem. 1986, 58, 2321-2331中的Digital Simulation of the Measured Electrochemical Response of Reversible Redox Couples at Microelectrode Arrays：Consequences Arising from Closely Spaced Ultramicroelectrodes；以及于2008年2月27日提交的美国专利申请号2009/0084686；以及于2005年12月25日提交的美国专利申请号2007/0145356。

使用标准丝网印刷、电沉积和激光烧蚀途径来制造叉指传感器阵列遭遇在轨迹尺寸（叉指指状物的宽度）和空间尺寸（叉指指状物的边到边距离）中的限制。由于这些原因，在过去，已使用半导体类型制造技术来制造叉指传感器阵列，所述半导体类型制造技术包括使用适合于在半导体制造中使用的衬底的光刻法（photolithography）。示例性现有技术衬底包括二氧化硅、玻璃、陶瓷、半导体材料或柔性材料。参见例如美国专利申请号2007/0145356的段落[0023]。

然而，就申请人所知，尚不存在一种用于制造具有叉指传感器阵列的生物传感器的成本有效方法，其使得此类生物传感器可用于批量生产并广泛地用作用于测试诸如血液和尿液之类的生物试样的一次性（disposable）传感器。本公开的目的是在于用于成本有效地生产生物传感器的此类方法和装置。

附图说明

被并入在本说明书中并构成其一部分的附图图示了本文所述的一个或多个实施方式，并连同描述一起解释这些实施方式。在附图中：

图1是根据本公开的具有限定传感区域的多个卡区的幅材产品的部分俯视图，其中传感器单元形成在所述传感区域内。

图2是根据本公开所构造的示例性传感器卡的俯视图。

图3是根据本公开所构造的示例性传感器单元的俯视图。

图4a、4b和4c协作以图示根据本公开的用于制造传感器单元的示例性方法。

图5a、5b和5c协作以图示根据本公开的用于制造传感器单元的另一示例性方法。