[发明专利]诊断测试传感器内的整体温度控制

说明书

本发明涉及一种用于测试传感器和其它测定的测试传感器以及加热器和热电偶装置，例如诊断测试传感器或测试条，并且涉及一种制造测试传感器或装置的方法，以及一种使用测试该传感器或装置进行测定的方法。本发明涉及一种包括加热器和热电偶装置(100)的测试传感器，该加热器和热电偶装置(100)包括：基底(10)；基底(10)上的具有第一电导率的第一导电材料的第一层(12)包括：第一热电偶元件(14)；连接到第一热电偶元件(14)的第一连接器轨道(16)；电阻加热器元件(20)；且其中第一热电偶元件(14)的至少一部分包括电阻式加热元件(20)的一部分；具有第二电导率的第二导电材料的第二层(22)，包括：与第一热电偶元件(14)接触的第二热电偶元件(24)(例如与形成热电偶结(50)的第一热电偶元件(14)接触)；连接到第二热电偶元件(24)的第二连接器轨道(26)；两个加热器连接器轨道(36A、36B)，其间隔开并连接到电阻式加热器元件(20)的各自的部分，每个在热电偶元件(14、24)的相应侧面上。

技术领域

本发明涉及用于测试传感器和其他测定中的一种测试传感器，例如诊断测试传感器或测试条，和一种加热器和热电偶装置，并且涉及一种制造这种测试传感器或装置的方法，以及一种使用该测试传感器或装置进行测定的方法。

背景技术

大多数诊断测定在某种程度上取决于检测发生的温度。温度测量和校正是一种用来减轻温度对测定响应的影响的方法。

在许多使用一次性测试元件(例如，比如测试条的测试传感器)的便携式诊断装置中，可能难以测量和/或控制测定的温度。温度测量通常在测量仪器内完成，并且该测量的温度可能与测定所在的条的本身的温度完全不同。

在测定反应发生处，能够控制温度将是优选的，但是这需要在测定反应发生的位置的温度测量，以及改变在该位置进行测定的温度的方法。

一种加热测试区域的典型解决方案是提供与测试条接触的加热块。这个解决方案中有许多缺点，因为加热块的热质量限制了对任何期望温度变化的响应时间。进一步地，它通常需要将测试条插入到为加热器块供能的仪器的内部深处，以使其几乎完全靠近加热器块，这增加了测试条的尺寸和污染风险。另外，加热块的温度是已知的，但是需要作出关于到条的热传递以及测定区域的假设，并且对于所有条插入都成立。实际上，不能说这些假设对所有条插入都成立。因此，在假设温度和测定的实际温度之间可能存在差异，并且在从一个条到下一个条的温度测量之间可能存在差异。

需要加热和温度测量方法，该方法应尽可能靠近进行测量的位置；响应时间快；易于使用诊断装置制造中常用的材料和工艺来制造，并且价格足够便宜，以应用于价格合理的一次性使用的测试装置。

核酸测试(NATs)也特别需要精确的温度循环(用于基于聚合酶链反应(PCR)的扩增)或受控良好的升温(用于等温扩增方法)。一种将温度精确控制在其所需温度的非常局部、快速响应且准确的方法，将会消耗较少的能量，并使超出所需温度的升高的温度的影响降至最低。

在诊断测试装置(例如测试条)上的印刷加热器的情况下，施加到加热器元件上的电压通常为5-20V(5000-20,000mV)，而来自有关诊断装置的温度范围(例如，从环境温度到100℃)内的热电偶的电压输出通常小于6mV，并且可以小于1mV，即比横跨加热器元件的电压小4个数量级。因此，加热器元件和热电偶必须在物理上和电气上彼此隔离，从而导致为了将热电偶和加热元件放置在相同的位置(或几乎在相同的位置)，至少有五个不同的材料铺设步骤。五个不同的材料铺设步骤通常如下。

任何加热器元件优选具有相应的温度测量以实现更可靠的控制，因为由于加热而导致的材料中批次间的变化以及加热器元件内的变化意味着，对于特定施加的电压不能可靠地预测温度。

US4004948中，SMITH描述了在不导电基底上的两种不同热元件材料，该基底在将要测量温度的位置处相交。