用于快速檢測試紙的導流膜及其制備和使用方法

專利名稱：用于快速檢測試紙的導流膜及其制備和使用方法
技術領域：
本發明涉及ー種快速檢測試紙，尤其涉及檢測試紙中對待測樣品及反應試劑起引流和分散作用的導流膜，具體是導流膜的組織結構、制作和使用方法。
背景技術：
隨著社會的發展，科技的進步，人們的生活水平日益提高。健康問題成為很多人日常關注的焦點，也催生出越來越多的快速檢測產品，方便人們簡單快速地對自身的健康狀況進行了解。這種快速檢測產品中，以試紙形式提供的產品是一組重要的種類。如在糖尿病日常自我監測中常用的血糖試紙，以及膠體金試紙和其它干化學試紙。這種快速檢測試紙技術是將試劑與反應空間一井提供給用戶，一次性使用，樣品采集、分離及進樣、反應都在一條試紙上完成。因此相關試劑及樣品的引流和分散的空間結構的構建，成為試紙設計和制造中的關鍵環節之一。以血糖試紙為例，它是利用葡萄糖在血糖試紙上的葡萄糖氧化酶或葡萄糖脫氫酶催化下發生氧化還原反應，通過儀器檢測電子媒介體在電極表面發生電化學反應得失電子產生的電流大小不同，實現對待測樣品中葡萄糖含量的檢測。為了保證測試性能，必須使相關的反應試劑在電極表面均勻分布，并且需要構建引流通道，使待測樣品可以被方便地引流到反應試劑所在位置，并保證取樣體積的準確性。目前常規采用的方法是，在試紙電極基板的反應區通過印刷ー層親水性物質層，然后將反應試劑滴加在上面，干燥后形成具有一定分散特性的試劑薄膜；引流結構則是在塑料薄片上沖切出一定圖案的通孔，然后粘貼在試紙的電極基板上，反應區部分對應通孔部分，再在這層塑料薄片上蓋上表面親水的塑料薄膜(面向反應區的那面親水)，經過后續試紙的分切過程，通孔與親水的塑料薄膜形成的空間通過孔道與外界連通，可以引流待測樣品。在電極基板或親水蓋片適當位置打孔，排除空氣，這樣待測樣品就利用毛細現象原理被引流到試紙的反應區部分。目前市場上用于血糖試紙及其它快速檢測試紙制造的商品化表面親水的塑料薄膜主要由美國3M公司及Adhesives Research等公司提供，是在聚酯塑料(PET)基材上或者通過共價接枝，或者通過涂敷涂層的方式實現親水效果。其它關于這種表面親水的塑料薄膜的設計，可以采用在塑料表面涂布親水性高分子聚合物的方法(專利00816734.6,200510061873.4)，也可以將親水性高分子聚合物加入制備塑料薄膜的母料中(專利200380101705. 2，200410017158. 6)。黃忠兵等采用電紡技木，先在基底上(如鋁箔)形成ー層疏水薄膜，再沉積ー層親水薄膜(專利 200510011943. 5)，制得的薄膜可用于在高濕度空氣中收集淡水。通過電紡技術制備疏水薄膜，可以得到粗糙表面，利于親水薄膜的牢固結合。

發明內容
本發明基于已有的技木，根據特殊用途的需要，設計以塑料基材為支撐物，基于纖維紡織品或無紡布的用于快速檢測試紙的導流膜。其的目的是提供ー種制作方法簡單，生
3產效率高，使用可靠的用于快速檢測試紙的導流膜及其制備和使用方法。—種用于快速檢測試紙的導流膜，其特征在于它包括由塑料基材及纖維紡織品或無紡布組成導流膜坯料，在導流膜坯料的纖維紡織品或無紡布上通過油墨或光刻膠材料形成用于快速檢測試紙的待測樣品引流作用及反應試劑分散作用的圖形和/或溝道結構。所述的油墨或光刻膠與纖維紡織品或無紡布材料為緊密附著，但與塑料基材則可以無損傷剝離。所述的塑料基材為低表面能材料。所述的低表面能材料為PET或PP或PTFE (聚四氟乙烯)。所述的油墨是UV油墨或熱固化油墨或揮發固化油墨。所述的纖維紡織品或無紡布所用的纖維為有機高分子聚合物或無機材料的纖維或有機高分子聚合物和無機材料的纖維的混合或混紡，所述的有機高分子聚合物纖維為纖維素纖維或蛋白質纖維或碳纖維或滌綸纖維或尼龍纖維或維倫纖維或它們中任何幾種的混合纖維，所述的無機材料纖維為玻璃纖維或硅灰石纖維或莫來石纖維或硅酸鋁纖維或它們中任何幾種的混合纖維。所述的纖維紡織品或無紡布的表面具有親水性。所述的用于快速檢測試紙的導流膜的制備方法，其特征在干該導流膜以塑料基材為支撐物，在纖維紡織品或無紡布上通過涂布和/或印刷油墨，形成圖形和/或溝道結構；也可以在纖維紡織品或無紡布上附著ー層和/或多層預涂光刻膠干膜，經過曝光顯影， 形成圖形和/或溝道結構。所述的導流膜的纖維紡織品或無紡布是通過等離子體清洗，或有機溶劑清洗，或經電暈處理，或在纖維紡織品或無紡布表面涂布印刷親水性材料，提高或賦予纖維紡織品或無紡布的表面親水性。所述的親水性材料是指有機高分子材料或無機材料，有機高分子材料可采用各種纖維素醚或聚乙烯醇或聚乙酸乙烯酯或聚乙烯吡咯烷酮或它們中任何幾種的混合物，無機材料包括ニ氧化硅或ニ氧化鈦或氧化鋁或它們中任何幾種的混合物。所述的用于快速檢測試紙的導流膜的使用方法，其特征在干該導流膜通過粘合劑轉移到快速檢測試紙的基板上。在耐高溫的塑料基材薄膜或片材表面，涂布或印刷ー層油墨。這層油墨與纖維紡織品或無紡布材料附著牢固，但與塑料基材則可以無損傷剝離。通過這層油墨，將纖維紡織品或無紡布覆膜固定在塑料基材表面。也可以采用光刻膠，直接與纖維紡織品或無紡布材料壓合而將其固定在塑料基材表面。有些纖維紡織品或無紡布本身，如玻璃纖維或其它無機纖維紡織品具有表面親水性，可以通過ー些方式處理纖維紡織品或無紡布，比如采用等離子體清洗、電暈處理或有機溶劑如乙醇、丙酮清洗，提高纖維紡織品或無紡布本身的表面親水性。也可以在纖維紡織品或無紡布表面印刷或涂布親水性材料。所選用的油墨及光刻膠與纖維紡織品或無紡布材料都有優良的附著力，可以抵抗3M膠帶的剝離實驗。上述3M 膠帶剝離實驗為業內公知技木，因此，在這不多做解釋說明。當上述導流膜用作快速檢測試紙的待測樣品的引流結構吋，需要在固定在基材上的具有表面親水性的纖維紡織品或無紡布表面通過厚膜印刷，形成一定圖形和溝道結構， 滿足試紙使用時引流的需要。也可以在具有表面親水性的纖維紡織品或無紡布表面附著一層或多層預涂光刻膠干膜，通過預涂光刻膠干膜的曝光顯影，形成一定圖形和溝道結構。無論是單張或成卷的導流膜材料，由多個可滿足単獨試紙引流溝道構建的結構組成。當上述導流膜用作快速檢測試紙的反應試劑的分散結構吋，可以通過印刷的方法在纖維紡織品或無紡布表面分隔出與測試反應部位面積大小相近的區域，其它部分用油墨填充。試劑可擴散或分散在未被油墨填充的區域。也可以在纖維紡織品或無紡布表面附著一層預涂光刻膠干膜，通過預涂光刻膠干膜的曝光顯影，與測試反應部位面積大小相近的區域的光刻膠膜被去除，其它部分由光刻膠膜填充。試劑可擴散或分散在未被光刻膠膜填充的區域。由于纖維紡織品或無紡布有一定的三維結構，試劑在其中的分布，使之在使用時的溶解擴散更加快速和均勻，有助于提高測試的精密度，并縮短反應時間。無論作為快速檢測試紙待測樣品引流還是反應試劑分散的導流膜，由于纖維紡織品或無紡布與塑料基材固定所使用的油墨或預涂光刻膠干膜與塑料基材附著力低，而與纖維紡織品或無紡布附著力牢固，塑料基材與纖維紡織品或無紡布可以通過一定方式分開而對各自結構沒有任何損傷。這樣可通過粘合劑將經上述處理的纖維紡織品或無紡布轉移到另外的基底，如血糖試紙的電極基板上，或其它快速檢測試紙的基板上。這ー過程類似于轉印過程。粘合劑可事先或轉印時印刷或涂布在導流膜表面，或者印刷或涂布在目標基板上。 如果纖維紡織品或無紡布是作為引流結構使用的，則由于其與塑料基材固定時的油墨或預涂光刻膠干膜是全覆蓋的，這樣在引流區域，這層油墨形成一層覆蓋層，將整個引流結構覆蓋，在塑料基材去除后起到保護及產品的標識和裝飾作用；如果是作為試劑分散結構使用的，由于試劑擬分散的部位四周被油墨或預涂光刻膠干膜封閉，而在試劑擬分散的部位則仍是原來纖維紡織品或無紡布的結構，這樣轉印后將塑料基材去除，試劑可以滴加在纖維紡織品或無紡布未被封閉的結構區域處，實現三維的均勻分散。


圖1待測樣品引流結構的導流膜剖面示意圖；圖2待測樣品引流結構的導流膜俯視示意圖；圖3反應試劑分散結構的導流膜剖面示意圖；圖4反應試劑分散結構的導流膜俯視示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進ー步的描述。導流膜的塑料基材采用低表面能材料，如PET(聚酯塑料)、PP(聚丙烯)或 PTFE (聚四氟乙烯)等，耐受100°C以上的溫度。在基材表面印刷或涂布油墨，將纖維紡織品或無紡布固定在塑料基材上。該油墨與塑料基材表面附著力低，可以從塑料基材表面完好地剝離；同時與所采用的纖維紡織品或無紡布附著力良好，采用3M膠帶測試油墨無法從纖維紡織品或無紡布上被剝離。3M公司膠帶包括600，610，810，811，898，按廠家提供的方法進行測試。該油墨可以是UV油墨，也可以是熱固化油墨，以及揮發固化油墨，耐受100°C 以上的溫度。纖維紡織品可以是玻璃纖維紡織品或無紡布，也可以是尼龍纖維紡織品或無紡布，也可以是其它有機高分子聚合物纖維或無機材料纖維的紡織品或無紡布，如滌綸、硅灰石及硅酸鋁纖維材料。在油墨干燥固化之前，將纖維紡織品或無紡布與基材緊密貼合，然后根據油墨性能采用揮發、高溫或UV光照方法使油墨固化，纖維紡織品或無紡布就與塑料基材通過油墨暫時附著在一起。導流膜的纖維紡織品或無紡布也可以通過與預涂光刻膠干膜材料壓合固定在塑料基材上，該塑料基材可直接采用沉積光刻膠的PET材料。預涂光刻膠干膜的光刻膠厚度為20Um-100Um，與所使用的纖維紡織品或無紡布附著力良好。預涂光刻膠干膜曝光顯影后耐受100°C以上的溫度，撓曲性與所使用的基底材料相近，采用3M膠帶測試無法從纖維紡織品或無紡布上剝離。根據纖維紡織品或無紡布的特性決定是否進行表面親水性處理。玻璃纖維紡織品或無紡布經等離子轟擊或電暈處理，或者采用有機溶劑如乙醇、丙酮清洗，去除表面的污物，即可具有表面親水性。如果纖維紡織品或無紡布是表面疏水的材料，則可以采用親水性的有機高分子或無機材料単獨或混合，通過涂布或印刷的方式將親水性材料涂敷在纖維紡織品或無紡布表面。親水性有機高分子材料可采用各種纖維素醚、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮，無機材料包括ニ氧化硅、ニ氧化鈦及其它適宜的金屬氧化物。下面結合具體的加工過程介紹ー下導流膜的制備和應用方法。作為待測樣品引流結構的導流膜，如圖1所示，可先在塑料基材101表面涂布或印刷油墨102，將纖維紡織品或無紡布103貼合固定。具體而言，先在PET薄膜表面印刷ー層 UV油墨，之后將適宜厚度的玻璃纖維布貼合在PET表面，經UV固化后，玻璃纖維布即貼合在 PET薄膜表面。所采用的UV油墨與玻璃纖維布附著力牢固，但與PET的附著是可逆的，可以無損傷地從PET表面剝離。之后采用絲印硅膠、可剝離藍膠、UV油墨、印花膠菜，采用厚膜印刷的方式，在導流膜的親水表面印刷ー層厚度約為0. 06mm-0. Imm的支持層圖形結構104。 支持層圖形結構104可以一次印成，也可以分幾次印成。可以采用普通絲印機，也可以采用連續絲印機。如圖2所示待測樣品引流結構的導流膜俯視示意圖，包括了支持層圖形結構 104，包括進樣溝道105，包括排氣溝道106。支持層圖形結構104經固化后，再在圖形表面涂布或印刷壓敏膠，如硅膠壓敏膠，之后用離型紙對表面進行保護。在實際應用吋，以血糖試紙制作為例。對導流膜進行模切，把與血糖試紙電極插頭對應的導流膜107與其余部分分切開。模切后，可將對應電極插頭部分的導流膜107排料去除。采取適當的對位措施，將模切加工后的導流膜覆蓋到血糖試紙已覆蓋絕緣漆及滴加酶反應試劑的電極基板上，使進樣溝道105和排氣溝道106貼合到適當的位置。通過壓合過程，導流膜與電極基板牢固貼合，這時可以揭掉原來導流膜的塑料基材101。對應電極插頭的部分107由于已被模切加工去棹，所以電極插頭暴露出來，可以用來將試紙與血糖儀連接，進行血糖測試。配合電極基板的連續印刷制備，則血糖試紙的毛細進樣結構可以通過上述方法實現“卷對卷”的連續制備，即成卷的電極基板與成卷的導流膜連續貼合。之后貼合好的血糖試紙半成品進行后續的分切加工。揭掉的導流膜的塑料基材可考慮用于新的導流膜的制備。采用預涂光刻膠干膜材料進行纖維紡織品或無紡布103與塑料基材101的固定貼合，可以先將纖維紡織品或無紡布材料103通過壓合過程與預涂光刻膠干膜材料結合，預涂光刻膠干膜原有的基材作為塑料基材101使用。之后將預涂光刻膠干膜曝光顯影，去除目標基板不需要覆蓋的部分，即可完成制備，此處光刻膠干膜如圖1中的102所示。支持層圖形結構104可以將1-2層預涂光刻膠干膜材料貼合在已固定的玻纖布103表面，使其厚度約0. 06mm-0. Imm左右，再按照所需引流結構圖形進行曝光顯影，形成如圖1的104結構， 待測樣品引流結構的導流膜即可制備完成。再在104結構圖形表面涂布或印刷壓敏膠，以備后續與目標基板的貼合操作。采用這一方法的前提是，所采用的纖維紡織品或無紡布材料是本身親水的，或經過永久性親水處理的。用作反應試劑分散結構的導流膜，可先在塑料基材201表面涂布或印刷油墨202， 將纖維紡織品或無紡布203貼合固定，如圖3所示。具體而言，先在PET薄膜表面印刷ー層 UV油墨，之后將適宜厚度的玻璃纖維布貼合在PET表面，經UV固化后，玻璃纖維布即貼合在 PET薄膜表面。所采用的UV油墨與玻璃纖維布附著力牢固，但與PET的附著是可逆的，可以無損傷地從PET表面剝離。印刷油墨202圖案如圖4所示，其中204為試劑分散區，205對應電極插頭部位，206為油墨封閉區域。再在纖維紡織品或無紡布203表面按原圖案再印一層油墨202。油墨202固化后，再在圖形206表面印刷壓敏膠，之后用離型紙對表面進行保護。使用吋，可采用上述的類似于待測樣品引流結構的導流膜的處理方式，采用模切方式， 將對應電極插頭部位的纖維紡織品或無紡布205去除，其余部分通過壓合與電極基板緊密貼合。之后揭掉塑料基材201，則試劑分散區204即可以暴露出來，將來可以將酶反應試劑滴加在這一區域，實現均勻分布。這ー過程也可以根據血糖電極基板的制備エ藝實現“卷對卷”的連續貼合。被揭掉的塑料基材201也可以被重復利用。用作反應試劑分散結構的導流膜的制備，也可以采用預涂光刻膠干膜方法。光刻膠膜代替油墨202使用，過程與上面所述相同，在此不再贅述。以上的所述乃是本發明的具體實施例及所運用的技術原理，若依本發明的構想所作的改變，其所產生的功能作用仍未超出說明書所涵蓋的精神吋，仍應屬本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種用于快速檢測試紙的導流膜，其特征在于它包括由塑料基材及纖維紡織品或無紡布組成導流膜坯料，在導流膜坯料的纖維紡織品或無紡布上通過油墨或光刻膠材料形成用于快速檢測試紙的待測樣品引流作用及反應試劑分散作用的圖形和/或溝道結構。
2.如權利要求1所述的用于快速檢測試紙的導流膜，其特征在于所述的油墨或光刻膠與纖維紡織品或無紡布材料為緊密附著，但與塑料基材則可以無損傷剝離。
3.如權利要求1所述的用于快速檢測試紙的導流膜，其特征在于所述的塑料基材為低表面能材料。
4.如權利要求1所述的用于快速檢測試紙的導流膜，其特征在于所述的低表面能材料為PET或PP或PTFE。
5.如權利要求1或2所述的用于快速檢測試紙的導流膜，其特征在于所述的油墨是 UV油墨或熱固化油墨或揮發固化油墨。
6.如權利要求1至5任何一項所述的用于快速檢測試紙的導流膜，其特征在于所述的纖維紡織品或無紡布所用的纖維為有機高分子聚合物或無機材料的纖維或有機高分子聚合物和無機材料的纖維的混合或混紡，所述的有機高分子聚合物纖維為纖維素纖維或蛋白質纖維或碳纖維或滌綸纖維或尼龍纖維或維倫纖維或它們中任何幾種的混合纖維，所述的無機材料纖維為玻璃纖維或硅灰石纖維或莫來石纖維或硅酸鋁纖維或它們中任何幾種的混合纖維。
7.如權利要求1至6任何一項所述的用于快速檢測試紙的導流膜，其特征在于所述的纖維紡織品或無紡布的表面具有親水性。
8.如權利要求1至7任何一項所述的用于快速檢測試紙的導流膜的制備方法，其特征在于該導流膜以塑料基材為支撐物，在纖維紡織品或無紡布上通過涂布和/或印刷油墨， 形成圖形和/或溝道結構；也可以在纖維紡織品或無紡布上附著ー層和/或多層預涂光刻膠干膜，經過曝光顯影，形成圖形和/或溝道結構。
9.如權利要求8所述的用于快速檢測試紙的導流膜的制備方法，其特征在于該導流膜的纖維紡織品或無紡布是通過等離子體清洗，或有機溶劑清洗，或經電暈處理，或在纖維紡織品或無紡布表面涂布印刷親水性材料，提高或賦予纖維紡織品或無紡布的表面親水性。
10.如權利要求9所述的用于快速檢測試紙的導流膜的制備方法，其特征在于親水性材料是指有機高分子材料或無機材料，有機高分子材料可采用各種纖維素醚或聚乙烯醇或聚乙酸乙烯酯或聚乙烯吡咯烷酮或它們中任何幾種的混合物，無機材料包括ニ氧化硅或ニ 氧化鈦或氧化鋁或它們中任何幾種的混合物。
11.如權利要求1至7所述的任何一項所述的用于快速檢測試紙的導流膜的使用方法， 其特征在于該導流膜通過粘合劑轉移到快速檢測試紙的基板上。
全文摘要
本發明公開了一種用于快速檢測試紙的導流膜及其制備和使用方法。它包括由塑料基材及纖維紡織品或無紡布組成導流膜坯料，在導流膜坯料的纖維紡織品或無紡布上通過油墨或光刻膠材料形成用于快速檢測試紙的待測樣品引流作用及反應試劑分散作用的圖形和/或溝道結構。制備方法是該導流膜以塑料基材為支撐物，在纖維紡織品或無紡布上通過涂布和/或印刷油墨，形成圖形和/或溝道結構；也可以在纖維紡織品或無紡布上附著一層和/或多層預涂光刻膠干膜，經過曝光顯影，形成圖形和/或溝道結構。使用方法是該導流膜通過粘合劑轉移到快速檢測試紙的基板上。該發明可廣泛應用于快速檢測試紙中，如血糖試紙等，具有廣闊的應用前景。
文檔編號G01N33/00GK102555384SQ20111043829
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者宗小林 申請人:嘉善德智醫療器械科技有限公司