拉伸形变电极及生物感测系统的制作方法

1.本揭露是有关于一种拉伸形变电极以及包括所述拉伸形变电极的生物感测系统。


背景技术：

2.随着科技的发展，市面上许多生理感测装置逐渐朝向轻薄短小且可穿戴的形式演进。然而，穿戴式生理感测装置中的感测电极往往因无法承受使用者的肢体动作所造成的大幅度拉伸形变，而容易在使用过程中产生局部裂痕或整条断裂，进而产生杂讯或是断讯，导致生理感测装置无法准确地搜集感测电极所量测到的生理信号。因此，如何提供一种可良好且稳定地应用于穿戴式生理感测装置中的感测电极是本领域值得研究的方向。


技术实现要素：

3.根据本揭露一些实施方式，一种拉伸形变电极包括拉伸部。拉伸部具有第一拉伸范围及第二拉伸范围，其中拉伸部在第一拉伸范围具有第一长度变化量以及第一电阻变化量，拉伸部在第二拉伸范围具有第二长度变化量以及第二电阻变化量。第一电阻变化量实质上不变，第二电阻变化量随着第二长度变化量的变化而改变，其中第二电阻变化量以r2表示，第二长度变化量以l2表示，且r2＝a
×
l2，其中a为介于0.05至2之间的一正数。
4.在本揭露一些实施方式中，拉伸部的拉伸电阻回复率介于95％至100％之间。
5.在本揭露一些实施方式中，拉伸部的拉伸回复次数介于1次至3000次之间。
6.在本揭露一些实施方式中，以r2＝a
×
l2表示的方程式的判定系数(r2)介于0.95至1.00之间。
7.在本揭露一些实施方式中，第一长度变化量介于0％至250％之间，且第二长度变化量介于250％至450％之间。
8.在本揭露一些实施方式中，第一长度变化量的范围对第二长度变化量的范围的比值大于等于1.25。
9.在本揭露一些实施方式中，拉伸部包括多个导电颗粒结构，且导电颗粒结构的平均粒径介于0.5nm至100μm之间。
10.在本揭露一些实施方式中，拉伸部包括多个导电线状结构，导电线状结构的平均线径介于0.5nm至1μm之间，且导电线状结构的平均线长介于50nm至1000μm之间。
11.根据本揭露另一些实施方式，一种生物感测系统包括传输器、接收器、控制器以及校正器。传输器包括工作电极层，且工作电极层前述拉伸形变电极。接收器电性连接传输器，且配置以接收待测物质，并将待测物质所产生的第一信号值传递至传输器，使传输器输出第一信号值及第二信号值。控制器电性连接传输器，且配置以接收第一信号值及第二信号值，并判断第二信号值是否落入拉伸部的第二拉伸范围中。校正器电性连接控制器，其中当第二信号值落入拉伸部的第二拉伸范围中时，校正器配置以对第一信号值进行校正，以计算待测物质的待测参数。
12.在本揭露一些实施方式中，当第二信号值未落入拉伸部的第二拉伸范围中时，校
正器未执行校正功能。
13.在本揭露一些实施方式中，第一信号值包括一电流值，且第二信号值包括一电阻值。
14.在本揭露一些实施方式中，拉伸部由第一端点延伸至第二端点，其中当电流值介于0.0001μa至1000μa之间，拉伸部的拉伸长度变化量小于450％，且第一端点与第二端点之间的电位差介于-1v至1v之间时，拉伸部在循环伏安图中的面积介于0.00015μa
×
v至1500μa
×
v之间。
15.在本揭露一些实施方式中，拉伸部由第一端点延伸至第二端点，其中当电流值介于0.0001μa至835μa之间，拉伸部的拉伸长度变化量小于450％，且第一端点与第二端点之间的电位差介于-1v至1v之间时，拉伸部在方波伏安图中的面积介于0.00015μa
×
v至1245μa
×
v之间。
16.在本揭露一些实施方式中，拉伸部由第一端点延伸至第二端点，其中当电流值介于0.0001μa至795μa之间，拉伸部的拉伸长度变化量小于450％，且第一端点与第二端点之间的电位差介于-1v至1v之间时，拉伸部在微分脉冲伏安图中的面积介于0.00015μa
×
v至1195μa
×
v之间。
17.在本揭露一些实施方式中，接收器可包括信号传递层、信号产生层以及信号增强层。信号传递层连接工作电极层，并配置以将第一信号值传递至工作电极层。信号产生层配置以接收待测物质。信号增强层夹置于信号传递层与信号产生层之间。
18.在本揭露一些实施方式中，信号传递层的氧化电位高于信号增强层的氧化电位。
19.在本揭露一些实施方式中，工作电极层具有相对的第一表面及第二表面，且生物感测系统还包括基板及防水层。基板配置于工作电极层的第一表面。防水层配置于工作电极层的第二表面，并具有通孔，其中接收器由通孔裸露。
20.在本揭露一些实施方式中，工作电极层具有相对的第一侧及第二侧，且传输器还包括对电极层以及参考电极层。对电极层设置于工作电极层的第一侧，且包括前述拉伸形变电极。参考电极层设置于工作电极层的第二侧，且包括前述拉伸形变电极。
21.根据本揭露上述实施方式，由于本揭露的拉伸形变电极具有承受大幅度拉伸形变的能力，因此其可良好地应用于穿戴式的生物感测系统中，而不会随使用者的肢体动作产生局部裂痕或整条断裂。此外，当拉伸形变电极的拉伸形变量(例如，长度变化量)超过一定数值时，拉伸形变电极的电阻会开始改变而导致输出的信号值减弱，此时生物感测系统还可透过其中的校正器来执行校正功能，以推算出实际的信号值(例如，第一信号值)，进而推算出使用者身体中待测物质的待测参数。换句话说，通过拉伸形变电极与校正器的搭配，本揭露的生物感测系统相较于传统的生理感测装置可具有较广泛的应用。
附图说明
22.为让本揭露的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
23.图1绘示根据本揭露一些实施方式的生物感测系统的方块示意图；
24.图2绘示图1中传输器的工作电极层的立体示意图；
25.图3绘示图2中拉伸形变电极的拉伸部的电阻变化量—拉伸长度变化量的关系图；
26.图4绘示图2中拉伸形变电极的拉伸部于拉伸/回复期间的电阻变化量—时间的关系图；
27.图5绘示图1的生物感测系统的爆炸示意图，其省略控制器与校正器；
28.图6绘示根据本揭露一些实施方式的生物感测系统的灵敏度—拉伸部的拉伸长度变化量的关系图；
29.图7绘示根据本揭露一些实施方式的生物感测系统的第一信号值—待测物质的待测参数的关系图；
30.图8绘示根据本揭露一些实施方式的生物感测系统中拉伸形变电极的拉伸部的循环伏安图；
31.图9a绘示根据本揭露一些实施方式的生物感测系统中拉伸形变电极的拉伸部的方波伏安图；
32.图9b是将图9a的测试结果透过“拉伸部在方波伏安图中所呈现的面积与待测物质的待测参数之间的关系”来具体呈现；
33.图10a绘示根据本揭露一些实施方式的生物感测系统中拉伸形变电极的拉伸部的微分脉冲伏安图；
34.图10b是将图10a的测试结果透过“拉伸部在微分脉冲伏安图中所呈现的面积与待测物质的待测参数之间的关系”来具体呈现；
35.图11a绘示根据本揭露一些实施方式的生物感测系统中拉伸形变电极的拉伸部的计时安培曲线图；以及
36.图11b是将图11a的测试结果透过“拉伸部在计时安培曲线图中于第50秒的第一信号值与待测物质的待测参数之间的关系”来具体呈现。
37.【符号说明】
38.100:生物感测系统
39.110:接收器
40.112:信号传递层
41.114:信号增强层
42.116:信号产生层
43.120:传输器
44.122:拉伸形变电极
45.122a:工作电极层
46.122b:对电极层
47.122c:参考电极层
48.122s:拉伸部
49.123a:第一侧
50.125a:第二侧
51.130:控制器
52.140:校正器
53.150:基板
54.160:防水层
55.170:保护层
56.h:通孔
57.p1:第一端点
58.p2:第二端点
59.a1:第一拉伸范围(非校正区)
60.a2:第二拉伸范围(校正区)
61.z1,z2:范围
具体实施方式
62.以下将以附图揭露本揭露的多个实施方式，为明确地说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本揭露。也就是说，在本揭露部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的，因此不应用以限制本揭露。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。另外，为了便于读者观看，附图中各元件的尺寸并非依实际比例绘示。
63.应当理解，诸如“下”或“底部”和“上”或“顶部”的相对术语可在本文中用于描述一个元件与另一元件的关系，如附图中所示。应当理解，相对术语旨在包括除了图中所示的方位之外的装置的不同方位。举例而言，若一附图中的装置翻转，则被描述为在其他元件的“下”侧的元件将被定向在其他元件的“上”侧。因此，示例性术语“下”可以包括“下”和“上”的取向，取决于附图的特定取向。类似地，若一个附图中的装置翻转，则被描述为在其它元件“下”或“下方”的元件将被定向为在其它元件“上方”。因此，示例性术语“下”或“下面”可以包括上方和下方的取向。
64.本揭露内容提供一种拉伸形变电极以及包括所述拉伸形变电极的生物感测系统。由于本揭露的拉伸形变电极具有承受大幅度拉伸形变的能力，因此其可良好地应用于穿戴式的生物感测系统中，而不会随使用者的肢体动作产生局部裂痕或整条断裂。另一方面，当拉伸形变电极的拉伸形变量(例如，长度变化量)超过一定数值时，拉伸形变电极的电阻会开始改变而导致输出的信号值减弱，此时生物感测系统还可透过其中的校正器来执行校正功能，以推算出实际的信号值，进而推算出使用者身体中待测物质(例如，葡萄糖)的待测参数(例如，浓度)。换句话说，通过拉伸形变电极与校正器的搭配，本揭露的生物感测系统相较于传统的生理感测装置可具有较广泛的应用。
65.图1绘示根据本揭露一些实施方式的生物感测系统100的方块示意图。本揭露的生物感测系统100可以是穿戴式的生物感测系统100，其可例如是可配置于使用者身体的生物感测贴片。生物感测系统100包括接收器110、传输器120、控制器130以及校正器140，其中传输器120电性连接接收器110，控制器130电性连接传输器120，且校正器140电性连接控制器130。接收器110配置以接触使用者身体，从而接收使用者身体中的待测物质，并将待测物质所产生的信号值传递至传输器120。传输器120配置以将来自接收器110的信号值以传递至控制器130，以进一步由控制器130判断是否需对该信号值进行校正。若经判断后决定不需对该信号值进行校正，控制器130可透过该信号值来计算待测物质的待测参数；若经判断后决定需对该信号值进行校正，校正器140配置以对该信号值进行校正，并再由控制器130透过校正后的信号值来计算待测物质的待测参数。有关于生物感测系统100运作的具体细节
将于后文中进一步说明。
66.图2绘示图1中传输器120的工作电极层122a的立体示意图。本揭露的传输器120可包括工作电极层122a，其中工作电极层122a可包括拉伸形变电极122。拉伸形变电极122可具有承受大幅度拉伸形变的能力，以稳定地应用于穿戴式的生物感测系统100中。在一些实施方式中，拉伸形变电极122具有由第一端点p1延伸至第二端点p2的拉伸部122s，且拉伸部122s可随着外部应力(例如，使用者动作所产生的外力)而产生拉伸形变。在以下叙述中，将透过图3及图4的内容来针对图2中的拉伸形变电极122的拉伸部122s进行详细说明。
67.图3绘示图2中拉伸形变电极122的拉伸部122s的电阻变化量—拉伸长度变化量的关系图。更具体而言，图3呈现出拉伸形变电极122的拉伸部122s在受外力作用而产生拉伸形变时，其电阻变化量与拉伸长度变化量之间的关系。请同时参见图2及图3，拉伸形变电极122的拉伸部122s在电阻变化量—拉伸长度变化量的关系图中具有第一拉伸范围a1及第二拉伸范围a2。在第一拉伸范围a1中，拉伸部122s具有第一长度变化量l1(第一拉伸范围a1中的曲线上的任一点的横轴座标位置)以及第一电阻变化量r1(第一拉伸范围a1中的曲线上的任一点的纵轴座标位置)；在第二拉伸范围a2中，拉伸部122s具有第二长度变化量l2(第二拉伸范围a2中的曲线上的任一点的横轴座标位置)以及第二电阻变化量r2(第二拉伸范围a2中的曲线上的任一点的纵轴座标位置)。需特别说明的是，本文中的“长度变化量”是定义为“拉伸部122s在拉伸后的长度lf对拉伸前的长度li(即原长度li)的比值(以百分率表示)”；而本文中的“电阻变化量”是定义为“拉伸部122s在拉伸后的电阻rf减去拉伸前的电阻ri后所得到的值δr，再对拉伸前的电阻ri的比值(以百分率表示)”。
68.在一些实施方式中，第一电阻变化量r1实质上不变(即第一电阻变化量r1随第一长度变化量l1的变化量较小，测量结果偏差范围可接受，因此不须校正)，而第二电阻变化量r2随着第二长度变化量l2的变化而改变。需特别说明的是，本文所使用的“实质上”是指给定值或范围的5％以内，且较佳是3％以内，也就是说，前述“第一电阻变化量r1实质上不变”是指“第一电阻变化量r1落在5％以内”。详细而言，由于在第一拉伸范围a1中，拉伸部122s的电阻变化量(即第一电阻变化量r1)实质上不随着拉伸长度变化量(即第一长度变化量l1)的变化而改变，因此当拉伸部122s的拉伸长度变化量落在第一拉伸范围a1的范围内时，由拉伸形变电极122输出的信号值实质上不会对应地减弱，也因此透过该信号值便可准确地计算出该待测物质的待测参数，不需进一步对该信号值进行校正；相对地，由于在第二拉伸范围a2中，拉伸部122s的电阻变化量(即第二电阻变化量r2)会随着拉伸长度变化量(即第二长度变化量l2)的变化而改变，因此当拉伸部122s的拉伸长度变化量落在第二拉伸范围a2的范围内时，由拉伸形变电极122输出的信号值会对应地减弱，也因此需进一步对该信号值进行校正，方能透过校正后的信号值准确地计算出该待测物质的待测参数。基于上述，第一拉伸范围a1亦可被称作“非校正区a1”，而第二拉伸范围a2亦可被称作“校正区a2”。有关于生物感测系统100进行校正的具体细节将于后文中进一步说明。
69.在一些实施方式中，对校正区a2而言，第二电阻变化量r2与第二长度变化量l2之间的关系可透过式(1)表示。式(1)：r2＝a
×
l2，其中a为介于0.05至2之间的正数。换句话说，在图3的校正区a2中，可找出任意的r2值与和其对应的l2值是符合上述式(1)的关系。基于上述，拉伸形变电极122的拉伸部122s在受外力作用而拉伸形变时可具有适当的电阻变化量，以利于应用于可进行校正的生物感测系统100中，并可确保拉伸部122s的电阻变化量
不会因瞬间过大而使校正的困难度提升。详细而言，若在式(1)中，a小于0.05，将使得非校正区a1与校正区a2之间不存在区别性，也就是说，拉伸形变电极122的拉伸部122s不具有校正区a2，导致拉伸形变电极122无法应用于可进行校正的生物感测系统100中；而若在式(1)中，a大于2，则将使得拉伸形变电极122的拉伸部122s在受外力作用而形变时，其电阻变化量会瞬间飙升，导致校正的困难度提升，或者甚至将无法进行校正。在较佳的实施方式中，在上述式(1)中，a为介于0.0500至0.5000之间的正数，从而较佳地达到上述功效。另一方面，以式(1)表示的方程式的一判定系数(r2)可介于0.95至1.00之间，以确保在校正区a2中，拉伸部122s的电阻变化量与拉伸长度变化量之间具有足够接近于线性的关系，进而提升校正的准确度及便利性。在较佳的实施方式中，以式(1)表示的方程式的判定系数(r2)可进一步介于0.95至1.00之间。
70.在一些实施方式中，拉伸部122s在非校正区a1中的拉伸长度变化量(即第一长度变化量l1)的范围z1对拉伸部122s在校正区a2中的拉伸长度变化量(即第二长度变化量l2)的范围z2的比值可大于等于1.25。换句话说，拉伸部122s在非校正区a1中的拉伸长度变化量的范围z2相对地较大，使得拉伸形变电极122可在一定的拉伸长度变化量下运作而不需额外进行校正。在一些实施方式中，拉伸部122s在非校正区a1中的拉伸长度变化量(即第一长度变化量l1)的范围z1可介于0％至250％之间，而拉伸部122s在校正区a2中的拉伸长度变化量(即第二长度变化量l2)的范围z2可介于250％至450％之间。换句话说，当拉伸部122s的拉伸长度变化量小于250％时，生物感测系统100可透过拉伸形变电极122所输出的信号值直接计算出待测物质的待测参数；而当拉伸部122s的拉伸长度变化量大于250％时，生物感测系统100可进一步对由拉伸形变电极122输出的信号值进行校正，以透过校正后的信号值计算出待测物质的待测参数。
71.图4绘示图2中拉伸形变电极122的拉伸部122s于拉伸/回复期间的电阻变化量—时间的关系图，其中图4所示的275％、300％、375％及450％是指拉伸形变电极122的拉伸部122s的拉伸长度变化量。如图4所示，拉伸形变电极122的拉伸部122s在拉伸至原长度的275％、300％、375％及450％后(即拉伸长度变化量为275％、300％、375％及450％)，仍可良好地回复至其原电阻。详细而言，拉伸形变电极122的拉伸部122s在经历600秒的连续多次拉伸并逐渐增加其拉伸长度变化量后，仍能良好地回复至其原电阻。另一方面，拉伸形变电极122的拉伸部122s具有介于95％至100％之间的拉伸电阻回复率，其中拉伸电阻回复率是定义为“拉伸部122s于本次经拉伸再回复后所具有的电阻对拉伸部122s于前一次经拉伸再回复后所具有的电阻的比值”。换句话说，拉伸部122s在经拉伸再回复后几乎可完全地回到其于拉伸前的电阻。在一些实施方式中，在拉伸部122s的拉伸电阻回复率落在上述范围内的前提下，拉伸部122s可具有介于1次至3000次之间拉伸回复次数，且较佳地可具有介于500次至1500次之间的拉伸回复次数。基于上述，本揭露的拉伸形变电极122可具有良好的拉伸电阻回复性，以较佳地应用于生物感测系统100中，进而确保生物感测系统100的重复使用性，并延长生物感测系统100的使用寿命。
72.再如图2。在一些实施方式中，拉伸形变电极122的拉伸部122s可包括多个导电结构，且导电结构可例如是导电颗粒结构及/或导电线状结构。在一些实施方式中，导电颗粒结构的平均粒径介于0.5nm至100μm之间。在一些实施方式中，导电线状结构的平均线径介于0.5nm至1μm之间，且导电线状结构的平均线长介于50nm至1000μm之间。通过导电结构的
尺寸(例如，平均粒径、平均线径、平均线长等)配置，导电结构可密集地分布于拉伸部122s中而彼此接触，以提供连续的电流路径，进而形成一导电网络，且当拉伸部122s受外力作用而拉伸形变时，导电结构之间仍具有缓冲的间隙，以避免拉伸部122s产生局部裂痕或整体断裂。在一些实施方式中，导电结构的材料是选自由单一金属元素(m1)、二元金属(m1-m2)、三元金属(m1-m2-m3)、单一金属氧化物(m1o
x
)、二元金属氧化物(m1o
x-m2o
x
)及金属-金属氧化物(m1-m1o
x
)复合物所组成的群组中的至少一者，其中0《x《3，且m1、m2以及m3是选自由铂、金、钯、银、铱、铋、锂、铁、钴、镍、铜、铝、铬、钛、锰、锑、锌、锆、镓、钼、钌、铹、锡、铟、锇、钽、钨、铈及钇所组成的群组中的至少一者。通过上述导电结构的材料的选择，拉伸形变电极122的拉伸部122s可具有良好的导电性以及拉伸电阻回复性，进而具有上述图3及图4的内容所述的各种性质。
73.图5绘示图1的生物感测系统100的爆炸示意图，其省略控制器130与校正器140。更详细而言，图5是以一生物感测贴片的型态来呈现本揭露的生物感测系统100。请同时参见图1及图5。整体而言，生物感测系统100透过接收器110、传输器120、控制器130及校正器140来完成使用者身体的生理感测。在以下叙述中，将参照图1及图5的生物感测系统100依序针对接收器110、传输器120、控制器130以及校正器140的结构配置及其于生理感测期间的运作方式进行详细的说明。
74.在一些实施方式中，接收器110包括依序叠设的信号传递层112、信号增强层114及信号产生层116。换句话说，信号增强层114夹置于该信号传递层112与信号产生层116之间。其中，信号产生层116配置以接触使用者身体，以接收使用者身体中的待测物质，进而产生一信号值。在一些实施方式中，信号产生层116中可包括用于降低使该待测物质进行氧化反应所需的活化能的氧化酵素(或酶)，以使该待测物质于信号产生层116中快速地进行氧化反应而产生该信号值，也就是说，该信号值可例如是透过氧化反应的化学反应而产生的一信号值。在一些实施方式中，该信号值可以是一电流值。举例而言，当待测物质为葡萄糖时，信号产生层116中的氧化酵素可以是葡萄糖氧化酵素，以使葡萄糖进行氧化反应而产生过氧化氢(h2o2)，而所产生的过氧化氢可进一步产生一电流值以供后续判读。
75.在一些实施方式中，信号产生层116中的氧化酵素是选自由葡萄糖氧化酵素、苹果酸氧化酵素、六碳糖氧化酵素、胆固醇氧化酵素、芳基醇氧化酵素、l-古洛糖酸内酯氧化酵素、半乳糖氧化酵素、六环糖氧化酵素、l-山梨糖氧化酵素、吡哆4-氧化酵素、甲醇氧化酵素、蜕皮激素氧化酵素、(s)-2-羟基酸氧化酵素、胆碱氧化酵素、二级醇氧化酵素、4-羟基扁桃酸氧化酵素、长链乙醇氧化酵素、甘油-3-磷酸氧化酵素、维他命b1氧化酵素、羟基锡酸锌氧化酵素、n-酰基己糖胺氧化酵素、聚乙烯醇氧化酵素、内酯氧化酵素、香荚兰醇氧化酵素、d-甘露糖醇氧化酵素、核苷氧化酵素、木糖醇氧化酵素、甲酸脱氢酶、纤维二糖脱氢酶、乙醛氧化酵素、丙酮酸氧化酵素、草酸氧化酵素、乙醛酸氧化酵素、芳基醛氧化酵素、丙酮酸氧化酵素(coa-乙酰)、视黄醛氧化酵素、酮戊二酸脱氢酶(琥珀酰基转换)、aba醛氧化酵素、粪卟啉原氧化酵素、二氢乳清酸氧化酵素、芳基-辅酶a氧化酵素、二氢尿嘧啶氧化酵素、四氢小檗碱氧化酵素、色氨酸α,β-氧化酵素、pqq合酶、芳基-辅酶a脱氢酶、二氢乳清酸脱氢酶、d-天冬氨酸氧化酵素、l-半乳糖酸内酯氧化酵素、l-氨基酸氧化酵素、d-氨基酸氧化酵素、胺基氧化酵素(含类黄素)、哆醛5'-磷酸合成酶、胺基氧化酵素(含铜)、d-谷氨酸盐氧化酵素、乙醇胺氧化酵素、腐胺氧化酵素、l-谷氨酸盐氧化酵素、环己胺氧化酵素、d-谷氨酸盐(d-天
冬氨酸)氧化酵素、蛋白质-离氨基酸6-氧化酵素、l-离氨基酸氧化酵素、l-天冬氨酸氧化酵素、甘氨酸氧化酵素、l-离氨基酸6-氧化酵素、胺基脱氢酶、fmn还原酵素、肌氨酸氧化酵素、n-甲基-l胺基酸氧化酵素、n6-甲基-离氨基酸氧化酵素、(s)-6-羟基烟酸氧化酵素、(r)-6-羟基烟酸氧化酵素、l-甲基呱啶、二甲基甘氨酸氧化酵素、多胺氧化酵素、dhbp氧化酵素、三甲胺脱氢酶、l-六氢吡啶羧酸脱氢酶、细胞分裂素脱氢酶、亚硝酸还原酵素、nad(p)h氧化酵素、nad(p)h脱氢酶(对苯三酮)、硝基烷氧化酵素、尿酸氧化酵素、3-硝基丙酸甲酯氧化酵素、二氢硫辛酰脱氢酶、亚硫酸盐氧化酵素、硫醇氧化酵素、谷胱甘肽氧化酵素、甲硫醇氧化酵素、烯化半胱胺酸氧化酵素、雷福霉素-b氧化酵素、3-羟邻氨苯甲酸氧化酵素、nadh过氧化物酶、2-硝基丙烷加双氧酶、乳酸2-单加氧酶、赖胺酸2-单加氧酶、萤光素4-单加氧酶(atp水解化)、苯丙氨酸2-单加氧酶、clavaminate合成酶、邻胺苯甲酸钠3-单加氧酶、黄嘌呤脱氢酶、苯丙胺酸4-单加氧酶、石脑油精1,2-双加氧酶、烷醛单加氧酶、4-胺基苯甲酸乙酯1-单加氧酶、单酚单加氧酶、7-胆甾烯醇氧化酵素、超氧化物歧化酶、超氧化物还原酶、黄嘌呤氧化酵素、6-羟基烟碱脱氢酶、香荔枝碱酵素、二磷酸核酮糖羧化酶所组成的群组中的至少一者。基于上述，信号产生层116中的氧化酵素可根据不同的待测物质进行选择。
76.在一些实施方式中，信号增强层114连接信号产生层116，且配置以接收由信号产生层116所产生的该信号值，并将该信号值放大以产生增强的信号值(亦可称为第一信号值)。换句话说，第一信号值亦是一电流值。在一些实施方式中，信号增强层114可包括多个导电结构，且导电结构可例如是导电颗粒结构及/或导电线状结构。在一些实施方式中，导电颗粒结构的平均粒径介于0.5nm至100μm之间。在一些实施方式中，导电线状结构的平均线径介于0.5nm至1μm之间，且导电线状结构的平均线长介于50nm至1000μm之间。导电结构的材料可参照前文中拉伸部122s所包括的导电结构的材料，于此便不再赘述。通过上述导电结构的配置及其材料的选择，信号增强层114可较佳地产生增强后的第一信号值。
77.在一些实施方式中，信号传递层116连接信号增强层114及工作电极层122a，并夹置于信号增强层114与工作电极层122a之间，以接收来自信号增强层114的第一信号值，并将该第一信号值传递至工作电极层122a中。在一些实施方式中，信号传递层116的氧化电位高于信号增强层114的氧化电位(即信号传递层116相对地较不易发生氧化反应)，以确保信号传递层116不会进行例如是氧化反应的电化学反应，进而避免信号传递层116产生不必要的信号值而导致生理感测失准。在一些实施方式中，信号传递层116可包括多个导电结构，且导电结构的材料是选自由白金、金、铋、钯、银、铱、铁、纳米碳管、导电碳黑、石墨、玻璃碳、镍、钴、铜、锇、钽、钨所组成的群组中的至少一者。通过上述导电结构的材料的选择，信号传递层116可在确保其在具有良好导电性的同时，不会因产生不必要的信号值而导致生理感测失准。
78.在一些实施方式中，传输器120可包括工作电极层122a、对电极层(亦称辅助电极层)122b以及参考电极层122c。在一些实施方式中，工作电极层122a具有相对的第一侧123a及第二侧125a，且对电极层122b及参考电极层122c分别设置于工作电极层122a的第一侧123a及第二侧125a。基于上述，工作电极层122a、对电极122b及参考电极122c共同构成传输器120的三电极系统。如前文中所述，工作电极层122a可包括前述拉伸形变电极122。在一些实施方式中，工作电极层122a配置以接收来自信号传递层116的第一信号值，并且产生一第二信号值，并将该第一信号值及该第二信号值传递至控制器130中。在一些实施方式中，该
第二信号值可以是拉伸形变电极122于当前形变状态下的一电阻值。在一些实施方式中，对电极122b及参考电极122c亦可包括前述拉伸形变电极122，且工作电极层122a、对电极122b及参考电极122c各自的拉伸形变电极122可沿着同一方向延伸(亦即，工作电极层122a、对电极122b及参考电极122c的拉伸形变电极122各自的长轴沿着同一方向延伸)，以提升测量的准确性，进而避免生理感测失准。在一些实施方式中，参考电极122c的拉伸形变电极122所包括的导电结构的材料是选自由银、氯化银、氧化铱、氧化钌、氧化铂、氧化钯、氧化锡、氧化钽、氧化铑、汞、氯化汞、氧化锇、氧化钛、氧化汞及氧化锑所组成的群组中的至少一者。
79.请同时参见图1、图3以及图5。在一些实施方式中，控制器130电性连接传输器120的工作电极层122a、对电极层122b以及参考电极层122c，且配置以接收来自工作电极层122a的第一信号值及第二信号值，并透过所接收的第二信号值判断是否需对第一信号值进行校正。具体而言，以第一信号值为电流值，且第二信号值为电阻值为例，控制器130可透过其所接收到的电阻值计算当前拉伸部122s的电阻变化量，并判断该电阻变化量是否落入拉伸部122s的第二拉伸范围a2中，以进一步决定是否需对其所接收到的电流值进行校正。详细而言，当该电阻变化量被判断为落入拉伸部122s的第二拉伸范围a2中时，控制器130会做出需对电流值进行校正的决定；而当该电阻变化量被判断为未落入拉伸部122s的第二拉伸范围a2中时，控制器130则会做出不需对电流值进行校正的决定。
80.在一些实施方式中，校正器140电性连接控制器130，并配置以接收控制器130的指令以执行或不执行校正功能。具体而言，当控制器130做出需对电流值进行校正的决定后，校正器140配置以对电流值进行校正，并将校正后的电流值数据传输至控制器130，以由控制器130透过校正后的电流值数据来计算待测物质的待测参数；而当控制器130做出不需对电流值进行校正的决定后，校正器140便不会执行校正功能，并由控制器130直接透过其所接收到的来自工作电极层122a的电流值来计算待测物质的待测参数。
81.具体的校正细节请先参见图3、图5、图6以及图7，其中图6绘示根据本揭露一些实施方式的生物感测系统100的灵敏度—拉伸部122s的拉伸长度变化量的关系图，而图7绘示根据本揭露一些实施方式的生物感测系统100的第一信号值(增强后的信号值)—待测物质的待测参数的关系图。当控制器130做出需对电流值进行校正的决定后，校正器140可首先透过图3所呈现的关系以将控制器130所接收到的拉伸部122s的电阻变化量对应至拉伸部122s于产生该电阻变化量的当下所具有的拉伸长度变化量。接着，校正器140可透过图6所呈现的关系以将其所得到的该拉伸长度变化量对应至拉伸部122s于具有该拉伸长度变化量的当下所具有的灵敏度，其中灵敏度的定义为“公式：第一信号值/(待测物质的待测参数
×
拉伸部122s的面积)”，亦即灵敏度与图7中曲线的斜率成正比。随后，校正器140可透过图7所呈现的关系以将其所得到灵敏度对应至待测物质所产生的第一信号值(即待测物质实际产生的信号值经由信号增强层114增强后所得的信号值)。经由上述校正步骤，校正器140可得到实际由待测物质所产生的信号值，进而推算出使用者身体中待测物质的待测参数。
82.请回到图5。在一些实施方式中，生物感测系统100还可包括配置以承载接收器110及传输器120的基板150。基板150可例如是绝缘基板，且基板150的材料是选自由聚胺酯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚苯乙烯磺酸、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚3,4-乙撑二氧噻吩及聚己二酸对苯二甲酸丁二酯所组成的群组中的至少一者。通过上述基板150的材料的选择，可确保基板150具有良好的拉伸回复性，以良好地应用于穿戴式的生物感测系
统100中。
83.在一些实施方式中，生物感测系统100还可包括防水层160，且防水层160是配置于传输器120相对于基板150的表面。换句话说，传输器120中的工作电极层122a、对电极层122b以及参考电极层122c共同具有相对的第一表面及第二表面，且基板150及防水层160分别配置于该第一表面及该第二表面，使得传输器120夹置于基板150与防水层160之间。基于上述，基板150及防水层160可共同保护传输器120，以避免外在因素(例如，水气)对传输器120造成损坏，进而确保生理感测的准确性。在一些实施方式中，防水层160具有通孔h，且接收器110由该通孔h裸露，进而接触使用者身体以接收待测物。
84.在一些实施方式中，生物感测系统100还可包括分别对应于对电极122b及参考电极122c的两保护层170。在一些实施方式中，保护层160可由绝缘材料所制成，且两保护层170可分别覆盖对电极122b以及参考电极122c以提供适当的保护。在一些实施方式中，两保护层170亦可由防水层160的通孔h裸露，但并不用以限制本揭露。
85.本揭露的生物感测系统100可进一步透过多种电性测试方法来定义其性质。具体而言，上述电性测试方法可包括循环伏安法、方波伏安法、微分脉冲伏安法以及计时安培法。在以下叙述中，将透过图8至图11b的内容并搭配图2的工作电极层122a中的拉伸形变电极122来逐一说明生物感测系统100在上述各电性测试方法的测试下所具有的性质。
86.图8其绘示根据本揭露一些实施方式的生物感测系统100中拉伸形变电极122的拉伸部122s的循环伏安图，其中图8所示的0％、250％、325％、400％以及425％是指拉伸形变电极122的拉伸部122s的拉伸长度变化量。在一些实施方式中，当待测物质为葡萄糖，且待测物质的待测参数为葡萄糖的浓度，又葡萄糖的浓度介于0.005mm至1mm之间(即0.09mg/dl至18mg/dl之间)时，生物感测系统100可产生一第一信号值(例如电流值)，而当第一信号值通过工作电极层122a的拉伸形变电极122时，可透过循环伏安法得到拉伸形变电极122的拉伸部122s的循环伏安图。具体而言，当第一信号值介于0.0001μa至1000μa之间(较佳是介于0.0001μa至10μa之间，更佳是介于0.0001μa至8μa之间)，且拉伸形变电极122的拉伸部122s的拉伸长度变化量小于450％，又拉伸形变电极122的拉伸部122s的两端点(即第一端点p1与第二端点p2)之间的电位差介于-1v至1v之间(较佳是介于-0.8v至0.8v之间，更佳是介于-0.6v至0.6v之间)时，拉伸形变电极122的拉伸部122s在循环伏安图中的面积介于0.00015μa
×
v至1500μa
×
v之间。详细而言，若上述面积小于0.00015μa
×
v，代表拉伸形变电极122的拉伸部122s的拉伸长度变化量超过可校正的范围，造成电流过小而导致信号失真；而若上述面积大于1500μa
×
v，则代表拉伸形变电极122的拉伸部122s的拉伸长度变化量不仅超过可校正的范围，且更因其拉伸长度变化量过大而导致电极结构产生龟裂，造成电流瞬间过大而导致信号失真。另一方面，随着拉伸部122s的拉伸长度变化量逐渐增加，拉伸部122s在循环伏安图中的面积逐渐地减小。请同时参见图3，更详细而言，当拉伸部122s的拉伸长度变化量在非校正区域a1中时(即拉伸部122s具有第一长度变化量l1时)，拉伸部122s在循环伏安图中的面积介于350μa
×
v至1500μa
×
v之间；而当拉伸部122s的拉伸长度变化量在校正区域a2中时(即拉伸部122s具有第二长度变化量l2时)，拉伸部122s在循环伏安图中的面积介于0.00015μa
×
v至349μa
×
v之间。需特别说明的是，图8的循环伏安图仅为示例性的实施例，其是在葡萄糖的浓度为0.5mm时所测得的结果。
87.图9a绘示根据本揭露一些实施方式的生物感测系统100中拉伸形变电极122的拉
伸部122s的方波伏安图，图9a中所示的0mm、0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.5mm以及1mm是指待测物质的待测参数，在本实施方式中是指葡萄糖的浓度。在一些实施方式中，当待测物质为葡萄糖，且待测物质的待测参数为葡萄糖的浓度，又葡萄糖的浓度介于0.005mm至1mm之间(即0.09mg/dl至18mg/dl之间)时，生物感测系统100可产生一第一信号值(例如电流值)，而当第一信号值通过工作电极层122a的拉伸形变电极122时，可透过方波伏安法来得到拉伸形变电极122的拉伸部122s的方波伏安图。具体而言，当第一信号值介于0.00015μa至835μa之间(较佳是介于0.00015μa至6μa之间，更佳是介于0.00015μa至5μa之间)，且拉伸形变电极122的拉伸部122s的拉伸长度变化量小于450％，又拉伸形变电极122的拉伸部122s的两端点(即第一端点p1与第二端点p2)之间的电位差介于-1v至1v之间(较佳是介于-0.05v至0.50v之间，更佳是介于-0.05v至0.45v之间)时，拉伸形变电极122的拉伸部122s在方波伏安图中的面积介于0.00015μa
×
v至1245μa
×
v之间。详细而言，若上述面积小于0.00015μa
×
v，代表拉伸形变电极122的拉伸部122s的拉伸长度变化量超过可校正的范围，造成电流过小而导致信号失真；若上述面积大于1245μa
×
v，则代表拉伸形变电极122的拉伸部122s的拉伸长度变化量不仅超过可校正的范围，且更因其拉伸长度变化量过大而导致电极结构产生龟裂，造成电流瞬间过大而导致信号失真。另一方面，随着拉伸部122s的拉伸长度变化量逐渐变大，拉伸部122s在方波伏安图中的面积逐渐减小。请同时参见图3，更详细而言，当拉伸部122s的拉伸长度变化量在非校正区域a1中时(即拉伸部122s具有第一长度变化量l1时)，拉伸部122s在方波伏安图中的面积介于250μa
×
v至1245μa
×
v之间；当拉伸部122s的拉伸长度变化量在校正区域a2中时(即拉伸部122s具有第二长度变化量l2时)，拉伸部122s在方波伏安图中的面积介于0.00015μa
×
v至249μa
×
v之间。需特别说明的是，图9a的方波伏安图仅为示例性的实施例，其是在拉伸部122s的拉伸电阻变化量为5％时所测得的结果。此外，为了清楚起见可进一步参见图9b，其是将图9a的测试结果透过“拉伸部122s在方波伏安图中所呈现的面积与待测物质的待测参数(葡萄糖的浓度)之间的关系”来具体呈现。
88.图10a绘示根据本揭露一些实施方式的生物感测系统100中拉伸形变电极122的拉伸部122s的微分脉冲伏安图，其中图10a所标示的0mm、0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.5mm以及1mm是指待测物质的待测参数，在本实施方式中是指葡萄糖的浓度。在一些实施方式中，当待测物质为葡萄糖，且待测物质的待测参数为葡萄糖的浓度，又葡萄糖的浓度介于0.005mm至1mm之间(即0.09mg/dl至18mg/dl之间)时，生物感测系统100可产生一第一信号值(例如电流值)，而当第一信号值通过工作电极层122a的拉伸形变电极122时，可透过微分脉冲伏安法得到拉伸形变电极122的拉伸部122s的微分脉冲伏安图。具体而言，当第一信号值介于0.00015μa至795μa之间(较佳是介于0.00015μa至6μa之间，更佳是介于0.00015μa至5μa之间)，且拉伸形变电极122的拉伸部122s的拉伸长度变化量小于450％，又拉伸形变电极122的拉伸部122s的两端点(即第一端点p1与第二端点p2)之间的电位差介于-1v至1v之间(较佳是介于-0.05v至0.50v之间，更佳是介于-0.05v至0.45v之间)时，拉伸形变电极122的拉伸部122s在微分脉冲伏安图中的面积介于0.00015μa
×
v至1195μa
×
v之间。有关于上述面积的上、下限临界性意义的说明可参照前一段落的内容，于此便不再赘述。另一方面，随着拉伸部122s的拉伸长度变化量逐渐变大，拉伸部122s在微分脉冲伏安图中的面积逐渐减小。请同时参见图3，更详细而言，当拉伸部122s的拉伸长度变化量在非校正区域a1中时
(即拉伸部122s具有第一长度变化量l1时)，拉伸部122s在微分脉冲伏安图中的面积介于215μa
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v至1195μa
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v之间；而当拉伸部122s的拉伸长度变化量在校正区域a2中时(即拉伸部122s具有第二长度变化量l2时)，拉伸部122s在微分脉冲伏安图中的面积介于0.00015μa
×
v至214μa
×
v之间。需特别说明的是，图10a的微分脉冲伏安图仅为示例性的实施例，其是在拉伸部122s的拉伸电阻变化量为5％时所测得的结果。此外，为清楚起见可进一步参见图10b，其是将图10a的测试结果透过“拉伸部122s在微分脉冲伏安图中所呈现的面积与待测物质的待测参数(葡萄糖的浓度)之间的关系”来具体呈现。
89.图11a绘示根据本揭露一些实施方式的生物感测系统100中拉伸形变电极122的拉伸部122s的计时安培曲线图，且图11a所标示的0.05mm～0.1mm、3mm、5mm、10mm、20mm以及50mm是指待测物质的待测参数，在本实施方式中是指葡萄糖的浓度。在一些实施方式中，当待测物质为葡萄糖，且待测物质的待测参数为葡萄糖的浓度，又葡萄糖的浓度介于0.005mm至50mm之间(即0.09mg/dl至900mg/dl之间)时，生物感测系统100可产生第一信号值(例如电流值)，当第一信号值通过工作电极层122a的拉伸形变电极122时，可透过计时安培法得到拉伸形变电极122的拉伸部122s的计时安培曲线图。需特别说明的是，图11a的计时安培曲线图仅为示例性的实施例，其是在拉伸部122s的拉伸电阻变化量为5％时所测得的结果。如图11a的虚线处所示，当开始对生物感测系统100施加驱动电压50秒后，所量测到的电流值是介于0.0001μa至35μa之间。此外，为清楚起见可进一步参见图11b，其是将图11a的测试结果透过“拉伸部122s在计时安培曲线图中于第50秒的第一信号值(电流值)与待测物质的待测参数(葡萄糖的浓度)之间的关系”来具体呈现。
90.根据本揭露上述实施方式，由于本揭露的拉伸形变电极具有承受大幅度拉伸形变的能力，因此其可良好地应用于穿戴式的生物感测系统中，而不会随使用者的肢体动作产生局部裂痕或整条断裂。此外，当拉伸形变电极的拉伸形变量(例如，长度变化量)超过一定数值时，拉伸形变电极的电阻会开始改变而导致输出的信号值减弱，此时生物感测系统还可透过其中的校正器来执行校正功能，以推算出实际的信号值(例如，第一信号值)，进而推算出使用者身体中待测物质的待测参数。换句话说，通过拉伸形变电极与校正器的搭配，本揭露的生物感测系统相较于传统的生理感测装置可具有较广泛的应用。另一方面，由于本揭露的生物感测系统在多种电性测试方法的测试下，于多种电性测试图中可呈现出特定的性质，因此其可良好的实现生理感测的功能。
91.虽然本揭露已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭露，任何熟悉此技艺者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭露的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。