【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方案涉及在执行化学、生物化学和生物测定与分析中采用电化学电池的系统、设备和方法，以及用于制造该电化学电池的方法。
技术介绍
1、测定是在化学、实验室医学、药理学、环境生物学、分子生物学等中用于定性地评估或定量地测量目标实体(例如，分析物)的存在、量或功能活性的调查(分析)规程。测定系统可使用电化学性质和规程来定性地和定量地评估目标实体。例如，测定系统可通过测量由电化学过程引起的含有目标实体的样品区域中的电位、电流和/或亮度以及通过对测量的数据执行各种分析规程(例如，电位法、库仑法、伏安法、光学分析等)来评估目标实体。
2、利用电化学性质和规程的测定系统可包括具有用于引发和控制电化学过程以及用于测量所得数据的一个或多个电极(例如，工作电极、对电极和参比电极)的样品区域(例如、孔、多孔板中的孔等)。取决于电极的设计和配置，测定系统可被分类为有参考系统和无参考系统。例如，工作电极是在其上发生感兴趣反应的测定系统中的电极。工作电极与对电极结合使用以在样品区域中建立电位差、电流和/或电场。电位差可在工作电极和对电极处的界面电位之间被拆分开。在无参考系统中，施加到工作电极的界面电位(在电极处促成反应的力)是不受控制的或未知的。在有参考系统中，样品区域包括参比电极，该参比电极与工作电极和对电极分开。参比电极具有已知电位(例如，还原电位)，在样品区域中发生反应期间可参考该已知电位。
3、这些测定系统的一个示例是电化学发光(ecl)免疫测定。ecl免疫测定涉及使用被设计成当进行电化学刺激时发出光的ecl标记
4、当前，有参考和无参考测定系统两者在目标实体的测量和分析方面都具有缺点。对于无参考测定系统，界面电位的未知性质导致电化学过程中缺乏控制，这可能进一步受到测定系统设计的影响。例如，对于ecl免疫测定，施加在工作电极处的界面电位可能受到电极面积(工作电极和/或对电极)、溶液的组成和电极的任何表面处理(例如，等离子体处理)的影响。这种缺乏控制先前已经通过选择使电位差从ecl产生开始之前到ecl产生结束之后渐变来解决。对于有参考系统，尽管电位可能是已知的和可控制的，但是添加参比电极增加了测定系统的成本、复杂性、大小等。另外，由于需要容纳额外电极，添加参比电极可能限制工作电极和/或对电极在样品区域中的设计和放置。附加地，由于操作系统所需的电压信号，有参考和无参考测定系统两者都可能具有缓慢的读时间。参考系统可能因制造对电极和参比电极两者而具有更高成本。
5、现有系统的其他困难包括缺乏与电极可寻址能力相关的灵活性。当前系统缺乏单独地且彼此独立地寻址电极和电极区的能力。这种缺乏限制了操作员在测定和实验设计中的能力。
6、常规测定系统、设备和仪器存在这些和其他缺点。因此，所需的是提供有参考系统的可控制电位而同时降低因具有参比电极而引入的成本、复杂性和大小的系统、设备和方法。另外，期望在电极可寻址能力方面提供更大的灵活性的系统、设备和方法。本文所述的实施方案解决了这些缺点。
技术实现思路
1、本公开的实施方案包括用于包括辅助电极设计的电化学电池的系统、设备和方法以及包括电化学电池的电化学分析装置和设备。
2、本公开的实施方案包括一种用于执行电化学分析的电化学电池，该电化学电池包括：多个工作电极区，该多个工作电极区设置在该电池的表面上并在该表面上限定图案；以及至少一个辅助电极，该至少一个辅助电极设置在该表面上，其中该多个工作电极区中的每个工作电极区彼此电隔离并与该辅助电极电隔离。
3、一个实施方案包括一种多孔测定板，包括：顶板，该顶板具有顶板开口，该顶板开口限定该多孔测定板的孔，该孔以孔图案布置，每个孔由孔区域限定；基板，该基板包括具有顶表面和底表面的衬底，该顶表面配合到该顶板；和多个孔电极结构，该多个孔电极结构中的每个孔电极结构包括：电极分组，该电极分组在该顶表面上图案化并且具有辅助电极和多个工作电极，该多个工作电极与该辅助电极以及该多个工作电极的剩余部分电隔离；和电极接触部分组，该电极接触部分组与该电极分组相对应地在该底表面上图案化并且包括多个电极接触部，该多个电极接触部包括电连接到对应工作电极的多个工作电极接触部和电连接到该辅助电极的辅助电极接触部。
4、另一个实施方案包括一种使用多孔测定板的方法，该多孔测定板包括：多个孔，该多个孔以孔图案布置；多个孔电极结构，每个孔电极结构对应于该多个孔中的孔，该多个孔电极结构中的每个孔电极结构包括：电极分组，该电极分组在该孔的底部处图案化并且具有辅助电极和多个工作电极，该多个工作电极与该辅助电极以及该多个工作电极的剩余部分电隔离；该方法包括：在选择的工作电极与同选择的孔电极结构相关联的选择的辅助电极之间产生电压电位；维持该选择的孔电极结构的未通电工作电极的实质电隔离；以及测量对该电压电位的响应。
5、另一个实施方案包括一种制作多孔测定板的方法，该方法包括：在衬底中形成多个孔洞；在该衬底的第一侧上施加第一导电材料层，该第一导电层填充该多个孔洞以形成多个过孔；在该衬底的该第一侧上施加第二导电材料层，该第二导电层覆盖在该第一导电层上面以形成多个电极接触部；在该衬底的第二侧上施加第三导电材料层，该第三导电层形成多个电迹线，该多个电迹线将该多个过孔连接到多个辅助电极和多个工作电极；在该衬底的该第二侧上施加第四导电材料层，该第四导电层形成该多个辅助电极；在该衬底的该第二侧上施加覆盖在该第三导电层上面的第五导电材料层；在该衬底的该第二侧上施加第六导电材料层，该第六导电层形成该多个工作电极；在该衬底的该第二侧上施加绝缘材料层，该绝缘层暴露该多个辅助电极和该多个工作电极并使该衬底的该第二侧的剩余部分绝缘；以及将该衬底粘附到顶板，该顶板具有顶板开口，该顶板开口限定该多孔测定板的孔，该孔以孔图案布置，每个孔由孔区域限定。
6、另一个实施方案包括一种用于执行电化学分析的电化学电池，该电化学电池包括：多个工作电极区，该多个工作电极区设置在该电池的表面上并在该表面上限定图案；和至少一个辅助电极，该至少一个辅助电极设置在该表面上，其中该多个工作电极区中的每个工作电极区彼此电隔离并与该辅助电极电隔离。
7、另一个实施方案包括一种被配置为在多孔测定板与测定仪器之间提供接口的电连接器，该电连接器包括：第一多个电极连接器，该第一多个电极连接器根据工作电极接触部在多孔测定板的底表面上的图案布置；第二多个电极连接器，该第二多个电极连接器根据辅助电极接触部在该多孔测定板的该底表面上的图案布置；和多个电路，该多个电路被配置为将该第一多个电极连接器和该第二多个电极连接器连接到该测定仪器。
8、另一个实施方案包括一种使用多孔测定板的方法，该多孔测定板包括：多个孔，该多个孔以孔图案布置；多个孔电极本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多孔测定板，包括：
2.根据权利要求1所述的板，其中选择的电极分组的每个工作电极被配置为与所述选择的电极分组的所述多个工作电极的剩余工作电极的电通电隔离地电通电。
3.根据权利要求1所述的板，其中选择的电极分组的多个工作电极被配置为分开地电通电。
4.根据权利要求1所述的板，其中每个孔电极结构与所述多个孔电极结构的剩余孔电极结构电隔离。
5.根据权利要求1所述的板，其中所述顶表面还包括对应于在所述顶表面上的所述孔图案的粘合剂层，其中所述孔区域不含粘合剂。
6.根据权利要求5所述的板，其中所述电极分组设置在所述孔区域内并且所述电极接触部分组设置在所述孔区域外部，并且其中所述多个孔电极结构中的每个孔电极结构还包括：
7.根据权利要求6所述的板，其中所述多个孔电极结构中的每个孔电极结构还包括电极迹线分组，所述电极迹线分组包括多个电迹线，所述多个电迹线在所述顶表面上图案化并且将所述多个过孔电连接到所述电极分组。
8.根据权利要求6所述的板，其中所述多个过孔各自设置在所述孔区域外大约0.019英寸处
9.根据权利要求6所述的板，其中所述多个过孔包括将所述多个电极接触部中的每个电极接触部与所述多个电极迹线中的每个电极迹线连接的两个过孔。
10.根据权利要求6所述的板，其中所述多个电极接触部中的每个电极接触部包括：
11.根据权利要求6所述的板，其中所述多个电迹线提供在布置在所述孔区域外部的所述电极接触部分组到布置在所述孔区域内部的所述电极分组之间的电连接。
12.根据权利要求6所述的板，其中所述多个电极迹线各自包括：
13.根据权利要求12所述的板，其中所述多个电极迹线各自包括：
14.根据权利要求12所述的板，所述辅助电极设置在所述孔区域的近似中心处，所述工作电极距所述辅助电极近似等距地布置成圆圈。
15.根据权利要求12所述的板，其中，所述工作电极在所述圆圈中以多个工作电极间距彼此分开，并且所述多个工作电极间距中的至少一个工作电极间距的大小被设定为准许所述多个电极迹线中将所述辅助电极连接到所述辅助电极接触部的辅助电极迹线设置在其中。
16.根据权利要求15所述的板，其中所述辅助电极包括第三导电层，所述第三导电层延伸超过对应于所述辅助电极的所述电极接触斑点至少大约0.008英寸。
17.根据权利要求15所述的板，其中所述多个工作电极各自包括第四导电层，所述第四导电层设置在与对应工作电极相关联的所述电极接触斑点上方。
18.根据权利要求17所述的板，其中所述多个工作电极中的每个工作电极设置成相距所述多个工作电极的所述剩余部分至少大约0.0014英寸。
19.根据权利要求15所述的板，其中所述衬底的所述顶表面还包括第一绝缘层，所述第一绝缘层以暴露所述多个孔电极结构中的每个孔电极结构的所述电极分组并覆盖所述衬底的所述顶表面的剩余部分的图案设置。
20.根据权利要求1所述的板，其中所述辅助电极电连接到相邻孔电极结构的辅助电极。
21.根据权利要求1所述的板，其中所述辅助电极接触部布置在所述工作电极接触部的中心处。
22.根据权利要求1所述的板，其中所述电极接触部分组以取向中性图案布置。
23.根据权利要求1所述的板，还包括汇流条，所述汇流条在所述衬底的所述底表面上图案化并且被配置为提供在所述辅助电极接触部与相邻孔电极结构的相邻辅助电极接触部之间的电连接。
24.根据权利要求1所述的板，还包括汇流条，所述汇流条在所述衬底的所述底表面上图案化并且被配置为提供在所述辅助电极接触部与同设置在所述衬底的所述顶表面上的所述辅助电极相反地设置在所述衬底的所述底表面上的附加居中辅助电极接触部之间的电连接。
25.根据权利要求1所述的板，其中所述至少一个辅助电极包含Ag/AgCl。
26.一种使用多孔测定板的方法，所述多孔测定板包括：
27.根据权利要求26所述的方法，还包括：
28.根据权利要求27所述的方法，其中生成所述多个电压电位以及测量所述多个响应基本上同时地执行。
29.根据权利要求27所述的方法，还包括：
30.根据权利要求26所述的方法，还包括：
31.根据权利要求26所述的方法，其中所述多孔测定板还包括电极接触部分组，所述电极接触部分组在所述多孔测定板的底表面上图案化并且包括多个电极接触部，所述多个电极接触部包括电连接到对应工作电极的多个工作电极接触部和电连接到所述辅助电极的辅...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种多孔测定板，包括：
2.根据权利要求1所述的板，其中选择的电极分组的每个工作电极被配置为与所述选择的电极分组的所述多个工作电极的剩余工作电极的电通电隔离地电通电。
3.根据权利要求1所述的板，其中选择的电极分组的多个工作电极被配置为分开地电通电。
4.根据权利要求1所述的板，其中每个孔电极结构与所述多个孔电极结构的剩余孔电极结构电隔离。
5.根据权利要求1所述的板，其中所述顶表面还包括对应于在所述顶表面上的所述孔图案的粘合剂层，其中所述孔区域不含粘合剂。
6.根据权利要求5所述的板，其中所述电极分组设置在所述孔区域内并且所述电极接触部分组设置在所述孔区域外部，并且其中所述多个孔电极结构中的每个孔电极结构还包括：
7.根据权利要求6所述的板，其中所述多个孔电极结构中的每个孔电极结构还包括电极迹线分组，所述电极迹线分组包括多个电迹线，所述多个电迹线在所述顶表面上图案化并且将所述多个过孔电连接到所述电极分组。
8.根据权利要求6所述的板，其中所述多个过孔各自设置在所述孔区域外大约0.019英寸处。
9.根据权利要求6所述的板，其中所述多个过孔包括将所述多个电极接触部中的每个电极接触部与所述多个电极迹线中的每个电极迹线连接的两个过孔。
10.根据权利要求6所述的板，其中所述多个电极接触部中的每个电极接触部包括：
11.根据权利要求6所述的板，其中所述多个电迹线提供在布置在所述孔区域外部的所述电极接触部分组到布置在所述孔区域内部的所述电极分组之间的电连接。
12.根据权利要求6所述的板，其中所述多个电极迹线各自包括：
13.根据权利要求12所述的板，其中所述多个电极迹线各自包括：
14.根据权利要求12所述的板，所述辅助电极设置在所述孔区域的近似中心处，所述工作电极距所述辅助电极近似等距地布置成圆圈。
15.根据权利要求12所述的板，其中，所述工作电极在所述圆圈中以多个工作电极间距彼此分开，并且所述多个工作电极间距中的至少一个工作电极间距的大小被设定为准许所述多个电极迹线中将所述辅助电极连接到所述辅助电极接触部的辅助电极迹线设置在其中。
16.根据权利要求15所述的板，其中所述辅助电极包括第三导电层，所述第三导电层延伸超过对应于所述辅助电极的所述电极接触斑点至少大约0.008英寸。
17.根据权利要求15所述的板，其中所述多个工作电极各自包括第四导电层，所述第四导电层设置在与对应工作电极相关联的所述电极接触斑点上方。
18.根据权利要求17所述的板，其中所述多个工作电极中的每个工作电极设置成相距所述多个工作电极的所述剩余部分至少大约0.0014英寸。
19.根据权利要求15所述的板，其中所述衬底的所述顶表面还包括第一绝缘层，所述第一绝缘层以暴露所述多个孔电极结构中的每个孔电极结构的所述电极分组并覆盖所述衬底的所述顶表面的剩余部分的图案设置。
20.根据权利要求1所述的板，其中所述辅助电极电连接到相邻孔电极结构的辅助电极。
21.根据权利要求1所述的板，其中所述辅助电极接触部布置在所述工作电极接触部的中心处。
22.根据权利要求1所述的板，其中所述电极接触部分组以取向中性图案布置。
23.根据权利要求1所述的板，还包括汇流条，所述汇流条在所述衬底的所述底表面上图案化并且被配置为提供在所述辅助电极接触部与相邻孔电极结构的相邻辅助电极接触部之间的电连接。
24.根据权利要求1所述的板，还包括汇流条，所述汇流条在所述衬底的所述底表面上图案化并且被配置为提供在所述辅助电极接触部与同设置在所述衬底的所述顶表面上的所述辅助电极相反地设置在所述衬底的所述底表面上的附加居中辅助电极接触部之间的电连接。
25.根据权利要求1所述的板，其中所述至少一个辅助电极包含ag/agcl。
26.一种使用多孔测定板的方法，所述多孔测定板包括：
27.根据权利要求26所述的方法，还包括：
28.根据权利要求27所述的方法，其中生成所述多个电压电位以及测量所述多个响应基本上同时地执行。
29.根据权利要求27所述的方法，还包括：
30.根据权利要求26所述的方法，还包括：
31.根据权利要求26所述的方法，其中所述多孔测定板还包括电极接触部分组，所述电极接触部分组在所述多孔测定板的底表面上图案化并且包括多个电极接触部，所述多个电极接触部包括电连接到对应工作电极的多个工作电极接触部和电连接到所述辅助电极的辅助电极接触部，并且其中生成所述电压电位包括：
32.根据权利要求26所述的方法，还包括在一个且仅一个选择的工作电极与同所述选择的孔电极结构相关联的一个且仅一个选择的辅助电极之间生成所述电压电位。
33.根据权利要求26所述的方法，还包括在少于所述电极分组的所述多个工作电极的全部的多个选择的工作电极与所述选择的辅助电极之间生成所述电压电位。
34.根据权利要求26所述的方法，还包括将生物样品沉积在所述多个孔中的至少一个孔中。
35.根据权利要求26所述的方法，还包括将所述多孔测定板装载到被配置为生成所述电压电位的仪器中，其中所述多孔测定板被配置用于在第一取向或与所述第一取向相差180度的第二取向上的取向中性装载，
36.根据权利要求26所述的方法，其中所述多孔测定板是第一多孔测定板，所述方法还包括：
37.根据权利要求27所述的方法，其中所述选择的工作电极包括选择的孔电极结构的所有工作电极。
38.根据权利要求27所述的方法，其中所述选择的工作电极选自一组孔电极结构，所述一组工作电极包括来自一组孔电极结构的每个孔电极结构的相同数目的指定工作电极，其中所述一组工作电极的所述指定工作电极定位在所述一组孔电极结构的每个孔电极结构中的相同相应位置处。
39.根据权利要求38所述的方法，其中所述一组孔电极结构包括2×2、4×4或8×8扇区的孔电极结构。
40.根据权利要求38所述的方法，其中所述一组孔电极结构包括8×1列或12×1行的孔电极结构。
41.根据权利要求38所述的方法，其中在每个孔电极结构中，所述指定工作电极包括一个选择的工作电极...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·杜德尔，N·卡伯尼，C·克林顿，M·比拉德奥，M·库查尔，N·福克斯莱昂，A·塔克施瓦兹，G·西加尔，G·斯皮伊勒斯，J·万德萨尔，J·沃斯塔特，A·雷姆库赫勒，J·皮蒂恩吉尔，L·塔巴基恩，B·杰弗里库克尔，
申请(专利权)人：中尺度技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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