CN101006617A

CN101006617A - 检测条电连接器

Info

Publication number: CN101006617A
Application number: CNA2005800275484A
Authority: CN
Inventors: 阿布纳·戴维·约瑟夫; 杰克·霍华德·施兰塞
Original assignee: F Hoffmann La Roche AG
Current assignee: F Hoffmann La Roche AG
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2007-07-25
Also published as: US20060052682A1; WO2006027222A1; EP1794847A1; CA2578901A1; JP2008512823A; US7641777B2

Abstract

一种连接器，用于在检测装置和其上有生物流体的检测条(40)之间建立电连接，其包括检测条上的接触垫(42)，以及检测装置内的一个或多个接触线(50)。当检测条插入检测装置时，条的末端与接触线的盘索(56)接触，在与插入方向垂直的方向推动接触线。接触线的移动朝着室的一部分推进线的第二部分(58)，从而使线发生变形并使线的另一部分(62)移向接触垫。本发明的一些实施方式包括(4，6，8，15)或更多接触，可以设计成基本同时接收检测条的末端，或者交错排列成(2，3)或更多行来分散对移动施加的阻力。

Description

检测条电连接器

技术领域

本发明涉及对生物流体中的一种或多种物质的存在或浓度进行检测的检测设备，尤其涉及在检测条(携带生物流体的样品)和检测计之间包括一个或多个电连接器的装置。

背景技术

在许多领域，检测物质的浓度是非常重要的，尤其在其他物质存在时。在医学检测和诊断中尤其如此。例如，检测体液，如血液中的葡萄糖对于糖尿病的有效治疗是非常重要的。

已知有多种方法可以检测血液样品中的分析物，例如葡萄糖的浓度。这些方法通常可以分为两类：光学方法和电化学方法。光学方法通常涉及反射或吸收谱来观察试剂中的光谱转变。这样的转变由导致颜色变化的化学反应引起，所述颜色变化可以指示分析物的浓度。参见，例如U.S.专利Columbus的4,233,0294，Pace的225,410，Columbus的4,323,536，Muggli的4,008,448，Lilja等的4,654,197，Szuminsky等的5,108,564，Nankai等的5,120,420，Szuminsky等的5,128,015，White等的5,243,516，Diebold等的5,437,999，Pollmann等的5,288,636，Carter等的5,628,890，Hill等的5,682,884，Hill等的5,727,548，Crismore等的5,997,817，Fujiwara等的6,004,441，Priedel等的4,919,770，以及Shieh的6,054,039，此处完整引用作为参考。

检测装置的样品接收部分通常控制血液样品的几何学。以血液葡萄糖计为例，例如，血液样品通常置于一次性检测条上或内，所述检测条被插入检测计内。在电化学检测计的情况下，电信号在检测计和检测条之间转变，反之亦然。

检测系统的设计者们期望最小化精确检测所需样品的体积以改善使用者的体验。检测传感器和检测条的小型化导致薄膜检测条的使用，薄膜检测条由贵重金属沉积在塑料底物上形成，例如通过电镀和随后的激光烧蚀在检测条上形成电极和相关的连接器接触垫。这些技术使得检测条上金属化特征的边缘质量和三维分辨率的改进成为可能。这样的薄膜涂层很容易被现代商业上可获得的连接器划伤。因此，降低检测条接触垫和检测计连接器接触线之间的摩擦便显得尤为重要。反复的插入检测条(2-4次)会使得这些薄膜被覆的传感器不能用。甚至是第一次将检测条插入检测计也会产生薄膜涂层被检测计连接器去除的现象。结果是检测计中检测条上接触垫和连接器接触线之间的不可靠连接。

降低检测条接触垫和检测计连接器接触线之间的摩擦对于检测计的寿命也很重要。通常的检测计的寿命为超过10,000次检测条插入。在正常使用时，检测成功之前，单个检测条可能要从检测计插入和取出几次。连接器接触线和接触垫之间的摩擦接触会降低检测计连接器的寿命，从而进一步降低系统的可靠性。一些生物传感器系统是让消费者使用的，这些消费者有时会给检测系统施加进一步的压力，他们将检测系统置于设计说明书所述的边缘环境，例如高湿度环境或者将装置暴露于含有腐蚀性成分的气体。

因此，有必要对包括连接器的生物传感器系统进行进一步的改进，提供改进的性能以及对检测条接触垫和检测计连接器接触线之间摩擦的抵抗性能。

发明内容

本发明的目的是为生物传感系统提供一种改进的连接器。本发明的进一步的目的是提供一种连接器，其中所述连接器比现有技术中许多系统较少受接触垫和接触线之间会导致可靠性降低的摩擦的影响。

本发明的一些形式通过提高检测计连接器与插入的检测条之间的可靠接触的概率，改进使用者的体验。一种形式包括检测生物流体中目的分析物的系统，其中连接器为携带生物流体的检测条和检测计之间提供界面。将目的分析物施加到检测条，所述检测条具有至少一个接触垫，当检测条通过检测计室(housing)的开放的狭缝插入时，所述接触垫与连接器相匹配。连接器包含置于室内的至少一个接触线，其中每个接触线都具有远端和近端。接触线的近端位于连接器室，并使远端锚定于连接器室。接触线只有在检测条完全插入检测计时才与其接触。

在本发明的另一形式中，公开一种使用在检测计中的连接器，该检测计适于检测施加到检测条的生物流体中的目的分析物，所述检测条具有至少一个与连接器匹配的接触垫，所述连接器包括：具有开口或狭缝的室，当检测条沿着插入方向移动时，所述开口或狭缝用于接收检测条；以及至少一个与狭缝相邻的接触线，接触具有近端和位于近端和狭缝之间的接触部分，接触线与狭缝相关联设置，以便检测条沿插入方向的插入允许检测条通过接触部分但不接触接触部分，并且检测条与接触线的起始接触发生在近端，其中检测条沿着插入方向朝狭缝的插入导致检测条推动近端远离检测条，并且其中检测条的进一步插入导致接触线占用室且由此偏斜，从而向检测条推动接触部分并且与至少一个接触垫接触。

在本发明的另一形式中，公开一种使用在检测计中的连接器，该检测计适于检测施加到检测条的生物流体中的目的分析物，所述检测条具有至少一个与连接器匹配的接触垫，所述连接器包括：具有大体上严格固定的空间关系的顶部和底部的室，且其间具有狭缝；以及至少一个接触线，当检测条插入狭缝时，所述接触线与检测条的至少一个接触垫之一建立电连接，每个至少一个接触线包含第一部分、第二部分和第三部分，其中对于每个至少一个接触线，当检测条插入狭缝时，检测条通过第一部分和室底部之间而并不接触第一部分；在通过第一部分之后，检测条通过接触线的第三部分和室的底部之间并与两者接触，其中接触线的第三部分移离室的底部且使得检测条向室的底部偏斜；接触线移离室的底部使得接触线的第二部分向室顶部施加力，导致接触线变形以便接触线的第一部分接触检测条上的相应的至少一个接触垫。

在本发明的另一形式中，公开一种使用在检测计中的连接器，该检测计适于检测施加到检测条的生物流体中的目的分析物，所述检测条具有至少一个与连接器匹配的接触垫，所述连接器包括：室，所述室具有室远端和室近端；狭缝，形成在所述室远端，其用于接收沿着插入方向插入室的检测条；线腔，位于室内与狭缝相通；至少一个位于线腔内的接触线，当检测条插入狭缝时，所述接触线用于与检测条上的相应的至少一个接触垫之一建立电连接，每个至少一个接触线位于线腔内并且具有接触线远端、接触线近端、以及接触线远端和近端之间的接触线盘索；其中当检测条位于线腔内，在与检测条基本垂直的方向检测到的线腔的最大高度为H；其中在静止状态的每个至少一个接触线在接触线盘索和接触线远端之间具有的最大总接触线高度为C；其中检测条在线腔内的检测条最大高度为T；其中H＜C+T。

在本发明的另一形式中，公开一种检测系统，其包括：室；位于室内的连接器；适于插入连接器的检测条，所述检测条上具有至少一个接触垫；适于产生输出信号的电回路，所述信号对应于体液样品中的分析物的存在或浓度，所述体液与插入连接器的检测条相接触；连接器包括至少一个接触线，配置每个至少一个接触线使得当检测条插入连接器时，检测条可以对接触线施加力，所述力使得接触线对室发生变形，从而使接触线与检测条上的接触垫建立电连接。

在本发明的另一形式中，公开一种包括检测计的检测系统，所述检测计适于检测施加到检测条的生物流体中的目的分析物，所述检测条具有至少一个与位于检测计内的连接器匹配的接触垫，所述连接器包括：室，所述室具有室远端和室近端；狭缝，形成在所述室远端，其用于接收沿着插入方向插入室的检测条；线腔，位于室内与狭缝相通；至少一个位于线腔内的接触线，当检测条插入狭缝时，所述接触线用于与检测条上的相应的至少一个接触垫之一建立电连接，每个至少一个接触线位于线腔内并且具有接触线远端、接触线近端、以及接触线远端和近端之间的接触线盘索；其中当检测条位于线腔内，在与检测条基本垂直的方向检测到的线腔的最大高度为H；其中在静止状态的每个至少一个接触线在接触线盘索和接触线远端之间具有的最大总接触线高度为C；其中检测条在线腔内的检测条最大高度为T；其中H＜C+T。

附图说明

图1是利用本发明的一个实施方式的生物检测系统的透视图。

图2是图l所示的系统在检测条插入那一时间点的横截面图。

图3是图1所示的系统在检测条完全插入后的横截面图。

具体实施方式

为了促进对本发明的原理的理解，以下将结合附图所示的实施方式以及特定的语言来对其进行描述。然而，可以理解的是所述内容并不是对本发明范围的限制；对所述实施方式的任何变化和进一步改进，以及任何对本发明原理的进一步应用都被认为是本发明所属技术领域人员容易想到的。

本申请将以下申请完整引入作为参考：SYSTEM ANDMETHOD FOR ANALYTE MEASUREMENT USING ACEXCITATION(U.S.临时申请No.60/480,298，递交于June20，2003)、METHOD OF MAKING A BIOSENSOR(案号BMID 9958CIP US，递交于June20，2003)、DEVICES AND METHODSRELATING TO ANALYTE SENSORS(U.S.临时申请No.60/480,397，递交于June 20，2003)以及ELECTRODES，METHODS，APPARATUSES COMPRISING MICRO-ELECTRODE ARRAYS(U.S.专利申请No.10/264,891，递交于October4，2002)，以及U.S.专利申请No.6,379,513 Bl。

将激光剥蚀技术的最新进展应用于医用检测条的制造极大地提高了检测条上金属化接触垫和连接器追踪几何的分辨率和精细度。这一革新降低了精确检测生物流体中的分析物所需的样品体积。然而，这些精细的结构易于受到摩擦损伤。因此就需要摩擦较少的连接系统以及技术从而最小化在插入和抽出时的检测条磨损。本发明的实施方式对现有技术的这一点进行了重大改进。

本发明使检测条插入检测计时由薄层金属形成的检测条接触垫的磨损最小化或去除了磨损。当使用本发明时，由于其无接触插入设计，连接器对检测条薄膜表面的损伤或者检测条对连接器接触线的损伤很小或没有。只有在检测条基本完全插入检测计时，连接器接触线才与检测条接触垫接触。

通常，图1所示的示例性的生物检测系统20包括可再利用的检测计30，其具有远端34。一次性检测条40沿方向I通过狭缝32插入远端34。检测条40在末端44附近包括至少一个接触垫42(图1仅以示例的方式显示了4个这样的接触垫)。这些接触垫通过导体46与电极(未显示)在检测条40的末端44的对端(即在抽出方向箭头E所示方向末端的附近)附近连接。作为非限制性实施例，一个实施方式具有4个接触垫与4个电极连接。本发明的其他实施方式在给定的检测条40上可以包含更多或更少的接触垫、不同数量和形式的导体46、和/或不同数量的电极。检测条40沿插入方向I插入检测装置30。

图2显示的是生物检测系统20的横截面。检测计30包括与检测条40匹配的连接器，所述连接器包括连接器室的上部36和连接器室的下部38，装配成大体严格的空间关系。至少有一个连接器接触线50位于连接器室的上部36和连接器室的下部38之间。在一个优选的实施方式中，连接器室的上部36和连接器室的下部38通过喷射成形塑料形成，并且被咬合在一起以形成装配室，从而限定出容纳接触线50的线腔39。在各种实施方式中，接触线50可以由未镀或预镀的拉制的圆或方线形成，弯曲成理想的形状。作为非限制性实施例，接触线50可以由冷拉制铜基合金制得，所述冷拉制铜基合金镀有Ni，随后进行硬Au，Pd或带有Au薄镀板的Pd基合金的覆盖电镀(overplating)。备选地，接触线50可以由冲压并形成理想形状的平条金属合金制得，然后如上所述随后进行电镀。

连接器室的上部36和连接器室的下部38共同形成接触线近端捕获部分52以及检测条插入限制壁54。当装配连接器室的上部36和连接器室的下部38时，接触线50通过区域52的弯曲并超过圆形凸出54。在图2的实施方式中，配置接触线50的近端使其可以表面安装印制线路板(PWB)。在备选的实施方式中，定向接触线50以允许安装到PWB的镀通孔进行波动焊接。

尽管图2显示了连接器室的上部36和连接器室的下部38形成的狭缝32，但是本发明的其他实施方式考虑由检测计30的室形成的狭缝32并与连接器室的单独的开口相通。为使用生物检测系统20，将检测条40沿插入方向I插入狭缝32。这使得检测条40的远端进入线腔39。随着检测条40的插入，检测条40的领头端44在接触部分62之下通过而不接触接触部分62。这就防止了当检测条40通过接触部分62时，接触线50对接触垫42的磨损。

检测条40沿插入方向I的进一步插入导致检测条40的远端44与连接器接触线50在形成在接触线50中的盘索56接触。随着检测条40的进一步插入，检测条40和线50的盘索56的相互作用开始沿方向N₁将接触线50推离室的下部38，方向N₁与插入方向I基本垂直。

如此处所用，H指的是线腔39在与检测条40基本垂直方向测量的最大高度，C是盘索56和连接器30的远端34之间的与检测条40基本垂直方向上接触线50所占据的最大总垂直距离，T是线腔39内检测条40的最大垂直高度。在优选的实施方式中，H＜C+T。这种高度差异的结果是在不挤压接触线50的情况下，检测条40不能被完全插入线腔39。

如图3所示，检测条40的插入沿着插入方向I进行，直到检测条的端44达到检测条插入限制壁54，在此处沿插入方向的进一步插入被阻止。达到这一步时，接触线50在垂直方向N₁的运动使得接触线的部分58也上移并与室的上部36的下表面在点60接触，从而给室的上部36施加垂直力。反过来，这也给接触线50在垂直方向N₂施加反作用力。接触线50在此变形，导致接触部分62与检测条40的接触垫42发生电连接。在优选的实施方式中，接触线50被定形，以便检测条40的完全插入导致接触线50被挤压在检测条40和室的上部36之间。更佳地，在本发明的优选实施方式中，接触线区域56和58的移动方向与检测条40移动的插入方向垂直，并且接触线50的变形使得接触线的接触部分62通过与检测条40移动的插入方向I基本垂直的方向42的移动与接触垫42相接触。

鉴于以上描述，优选地，接触线50在方向N₂的向下偏斜还使得接触线50的盘索56与检测条40的远端44挤压接触，这将有助于保持检测条40于完全插入状态。另外，尽管当检测条40擦过接触线盘索56时，在连接器接触线50和检测条40之间有一些摩擦，但是可以设计检测条40使得在此过程中，很少或没有接触金属从接触垫42或接触线接触部分62被刮掉，因为电连接发生在盘索56的偏离滑动作用的点。另外，由于接触线50的实际接触区域62被从接触线接触部分56移开，这会导致摩擦力，因此在一些实施方式中，要特别处理接触部分62来改善接触，例如通过在此区域电镀材料，包括但不限于，Pd，Ni，NiPd，NiCo，Sn，SnPb，Ag，Cu，Au或German Silver，同时线部分50的盘索56可以被特别处理来抵抗所受到的摩擦，甚至使用不能很好导电的涂层。

对此实施方式的变化包括比此处所示的4个或多或少的接触垫和接触线。例如，2，4，6，8，15，24或其他数目的接触可以通过在连接器室的两部分之间相邻放置基本相同的连接器接触线而组装在连接器内。在一些实施方式中，线交错排列成优选的两或三行以便每一接触线50的盘索58在与其直接相邻的接触线不同的时刻与检测条40起始接触。这一变化降低了检测条40通过接触线50之下所需的插入力，但使得保持检测条40于其位(一旦完全插入)的总的力与单行设计相同。

尽管附图和前面的描述已经对发明进行了详细阐释和说明，但是其仅仅被认为是对发明特征的阐述性的和非限制性的描述，可以理解的是以上仅描述了优选的实施方式，本发明实质内的所有的变化和改进都期望得到保护。

所有的出版物、在先申请和其他文件均在此处完整引入作为参考，就如同每个被单独和完全引用作为参考一样。

Claims

1.一种用于检测计中的连接器，所述检测计适于检测施加到检测条的生物流体中的目的分析物，所述检测条具有至少一个与所述连接器匹配的接触垫，所述连接器包括：

在其中具有狭缝的室，当所述检测条沿着插入方向移动时，所述狭缝用于接收所述检测条；以及

至少一个与所述狭缝相邻的接触线，所述接触具有近端和位于所述近端和所述狭缝之间的接触部分，所述接触线与所述狭缝之间的位置关系使得所述检测条沿插入方向的插入允许所述检测条通过相邻的所述接触部分但不接触所述接触部分，并且所述检测条与所述接触线的起始接触发生在所述近端；

其中所述检测条沿着所述插入方向朝所述狭缝的插入导致所述检测条推动所述近端远离所述检测条；以及

其中所述检测条的进一步插入导致所述接触线接触所述室且由此偏斜，从而向所述检测条推动所述接触部分并使其与至少一个接触垫接触。

2.根据权利要求1所述的连接器，其中所述室具有顶部和底部；并且

其中每个至少一个接触线包含第一部分、第二部分、和第三部分；

其中对每个至少一个接触线，当所述检测条插入所述狭缝时：

所述检测条通过所述第一部分和所述室底部之间而并不接触所述第一部分；

在通过所述第一部分之后，所述检测条通过所述接触线的第三部分和所述室的底部之间并与两者接触，所述接触线的第三部分移离所述室的底部且使得所述检测条向所述室的底部偏斜；

所述接触线移离所述室的底部使得所述接触线的第二部分向所述室顶部施加力；并且

所述接触线向所述室的顶部施加力导致所述接触线变形以便所述接触线的第一部分接触所述检测条上的相应的至少一个接触垫。

3.根据权利要求1所述的连接器，其中所述接触线的接触部分在与所述检测条的插入方向基本垂直的方向向所述室施加力。

4.根据权利要求1或2所述的连接器，其中至少一个接触线包括2个以上接触线。

5.根据权利要求1或2所述的连接器，其中至少一个接触线包括6个以上接触线。

6.根据权利要求1或2所述的连接器，其中每个接触线的所述接触部分由铜和铁合金之一形成。

7.根据权利要求1或2所述的连接器，其中每个接触线的所述接触部分镀有由Ni、NiPd、NiCo、Pd、PdCo、Sn、SnPb、Ag、Cu、Au和German Silver组成的一组金属之一。

8.根据权利要求2所述的连接器，其中所述接触线的第二部分在与所述检测条的插入方向基本垂直的方向向所述室顶部施加力。

9.根据权利要求2所述的连接器，其中每个接触线的所述第一部分在Ni上镀有Au。

10.一种用于检测计的连接器，所述检测计适于检测施加到检测条的生物流体中的目的分析物，所述检测条具有至少一个与所述连接器匹配的接触垫，所述连接器包括：

室，所述室具有室远端和室近端；

狭缝，形成在所述室远端，当所述检测条沿着插入方向插入所述室时用于接收所述检测条；

线腔，位于所述室内并与所述狭缝相通；

至少一个位于所述线腔内的接触线，当所述检测条插入所述狭缝时，所述接触线用于与所述检测条上的相应的至少一个接触垫之一建立电连接，每个至少一个接触线位于所述线腔内并且具有接触线远端、接触线近端、以及位于所述接触线远端和所述接触线近端之间的接触线盘索；

其中当所述检测条位于所述线腔内时，在与所述检测条基本垂直的方向检测到的所述线腔的最大高度为H；

其中在静止状态的每个至少一个接触线在所述接触线盘索和所述接触线远端之间具有的最大总接触线高度为C；

其中所述检测条在线腔内的检测条最大高度为T；

其中H＜C+T。

11.一种检测系统，其包括：

室；

位于所述室内的连接器；

适于插入所述连接器的检测条，所述检测条上具有至少一个接触垫；以及

电回路，适于通过插入所述连接器的所述检测条的至少一个接触垫，基于电反应产生输出信号；

所述连接器包括至少一个接触线，配置每个接触线使得当检测条插入所述连接器时，所述检测条可以对所述接触线施加力，所述力使得所述接触线对所述室发生变形，从而使所述接触线与所述检测条上的接触垫建立电连接。

12.根据权利要求11所述的检测系统，其中所述输出信号对应于与所述检测条接触的体液样品中的分析物的存在或浓度。

13.根据权利要求11所述的检测系统，其中所述接触线的接触部分在与所述检测条的插入方向基本垂直的方向向所述室施加力。

14.根据权利要求11所述的检测系统，其中至少一个接触线包括2个以上接触线。

15.根据权利要求11所述的检测系统，其中至少一个接触线包括6个以上接触线。

16.根据权利要求11所述的检测系统，其中每个接触线的所述接触部分由铜合金和铁合金之一构成。

17.根据权利要求11所述的检测系统，其中每个接触线的所述接触部分镀有金属Ni、NiPd、NiCo、Pd、PdCo、Sn、SnPb、Ag、Cu、Au和German Silver组成的一组金属之一。

18.一种包括检测计的检测系统，所述检测计适于检测施加到检测条的生物流体中的目的分析物，所述检测条具有至少一个与位于所述检测计内的连接器匹配的接触垫，所述连接器包括：

室，所述室具有室远端和室近端；

线腔，位于所述室内并与所述狭缝相通；以及

至少一个位于所述线腔内的接触线，当所述检测条插入所述狭缝时，所述接触线用于与所述检测条上的相应的至少一个接触垫之一建立电连接，每个接触线位于所述线腔内并且具有接触线远端、接触线近端、以及所述接触线远端和所述接触线近端之间的接触线盘索；

其中：

当所述检测条位于所述线腔内时，在与所述检测条基本垂直的方向检测到的所述线腔的最大高度为H；

每个接触线在静止状态时，在所述接触线盘索和所述接触线远端之间具有的最大总接触线高度为C；

所述检测条在所述线腔内的检测条最大高度为T；并且H＜C+T。