CN102187218B - 流体检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于检测流体中特定成份的方法，包括：提供一基板(10)，该基板上表面凹设至少一流道(11)，该流道包括依次连接的第一流体区(111)、第二流体区(112)、第三流体区(113)，其中第二流体区和第三流体区的底部均形成有硝化纤维层(1121，1131)，该硝化纤维层包含有中空网状构型，反应材料包含在该中空网状构型中；自第一流体区注入流体，使该流体经由第二流体区进入第三流体区，使第三流体区的硝化纤维层(1131)吸收定量的流体，该流体中的特定成份与第三流体区的反应材料交互作用而形成一反应信号。

Description

流体检测方法
技术领域
本发明涉及一种流体的定量检测方法，特别是一种有关于生化检测与免疫检测所使用的流体的定量检测方法。
背景技术
以流体检测试片进行生化检测与免疫检测的现有技术中，流体检测试片在其基板或底材上设计有流道或微流道结构，而因流道周围并非吸水材质，且待测流体多为含有如蛋白质或是醣类等粘滞度高的组成物，所以当待测流体流过后，会在流道上残留，使得待测流体无法完全反应，如此一来，不仅造成待测流体的浪费，更可能造成最终测试结果的误差。
此外，现有技术的流体检测试片在流体传送方面，可设计有微流道结构，并利用微流道结构产生的毛细现象，将流体经过流道被动传送至反应侦测区域；另一种方式则是在注入待测流体时即利用加压等方式，给予流体一驱动力，使得流体可主动通过流道，到达反应侦测区域。但是无论是上述任一种方式，待测流体注入流道后常常产生大小不一的气泡使得流道阻塞，造成实际测量上的误差，甚至致使测试失败。
最后，现有技术的检测试片，在制作上多使用模铸或射出成型的方式在基板上做出流道或微流道结构，所以必须使用聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)或聚丙烯(PP)等价格较高之塑胶聚合物作为材质，进而造成试片的总体成本的提高。
发明内容
为克服上述缺点，本发明提供一种流体检测方法，主要包含下列步骤：
(1)提供一基板，自其上表面向下凹设至少一流道。流道包含依序连接的第一流体区、第二流体区与第三流体区，第二流体区与第三流体区的底部形成有硝化纤维层，且硝化纤维层包含有中空网状构型，其中第二流体区是供流体的传送，第三流体区是供流体的反应，因此，第二流体区的硝化纤维层平均厚度不大于第三流体区硝化纤维层厚度，且第三流体区的硝化纤维层可吸收定量的流体。另外，有一反应材料形成于上述的硝化纤维层的中空网状构型中；
(2)自基板的第一流体区注入一流体，使流体经由第二流体区进入第三流体区；
(3)使第三流体区的硝化纤维层吸收定量的流体；以及
(4)藉由流体中的特定成份与第三流体区的反应材料交互作用而形成光学反应而检出。
本发明的主要目的，是提供一种流体检测方法，其中，因所提供的基板的流道具有可吸水的硝化纤维层，由于单位体积的硝化纤维吸水量为定值，故可经由设定基板上硝化纤维层的体积，而提供流体的定量检测。
本发明的另一目的，是提供一种流体检测方法，其中，因所提供的基板的流道具有中空网状构型的硝化纤维层，由于流体流经中空网状构型时，流体中的气泡会被破坏，故可避免气泡阻塞流道，而提供稳定且可靠的检测结果。
附图说明
图1，为本发明较佳实施例流体检测方法的流程图。
图2，为本发明较佳实施例流体检测方法所提供的基板的示意图。
图3，为本发明较佳实施例流体检测方法所提供的基板的剖面示意图。
主要元件符号说明
步骤        1、2、3、4
基板        10
上表面      100
流道        11
第一流体区  111
第二流体区    112
第三流体区    113
硝化纤维层    1121、1131
硝化纤维层1121厚度    Da
硝化纤维层1131厚度    Db
第二流体区的宽度      Wa
第三流体区的宽度      Wb
具体实施方式
由于本发明是公开了一种流体的定量检测方法，其中所利用物理、化学原理及溶液涂布技术，已为相关技术领域具有通常知识者所能明了，故以下文中的说明，不再作完整描述。同时，以下文中所对照的附图，是表达与本发明特征有关的示意图，并未亦不需要依据实际情形完整绘制，合先叙明。
请参见图1，是本发明的较佳实施例，为一种流体的定量检测方法的流程，是用于检测流体中的特定成份，主要包含下列步骤：
步骤1：首先，提供一基板10，请参考图2，基板10自其上表面100向下凹设至少一流道11，流道11包含依序连接的第一流体区111、第二流体区112与第三流体区113。在较佳的实施状态中，基板10为生物相容(biocompatible)材料。请继续参考图3，为图2沿AA连线的剖面图。在第二流体区112与第三流体区113的底部均形成有中空网状构型的硝化纤维层1121与1131，其中第二流体区112是供流体的传送，第三流体区113是供流体的反应。第二流体区的硝化纤维层1121平均厚度Da不大于第三流体区的硝化纤维层1131厚度Db，且第三流体区的硝化纤维层1131的吸收液体量是固定的。又，硝化纤维层1121与1131的中空网状构型中，包含有反应材料，反应材料的组成与流体中所含有的待测成份的种类有关。
步骤2：自基板10的第一流体区111中注入流体L(未图示)，使流体L在注入第一流体区111后，经由第二流体区112的传送，到达第三流体区113。
步骤3：使第三流体区113的硝化纤维层1131吸收定量的流体L。
步骤4：藉由流体L中的特定成分与第三流体区113的反应材料交互作用而形成一反应讯号而检出，其中，前述的反应讯号可为冷光反应讯号、萤光反应讯号、光吸收反应讯号，或是电化学反应讯号。
此外，为了降低流道与流体之间的毛细作用所造成的影响，本发明所提出的流道并非现有技术所谓的微流道，且第二流体区112与第三流体区113的宽度Wa与Wb较佳至少为0.3mm。
在制作上，硝化纤维层1121与1131的形成方式与反应材料形成于其中的方式如下所述。先将硝化纤维粉末(nitrocellulose powder)与含有酯类(ester)和酮类(ketone)的有机溶剂混合后形成一硝化纤维溶液；再将硝化纤维溶液浇注(casting)于第二流体区112与第三流体区113的底部，经干燥后，于第二流体区112底部则会形成硝化纤维层1121，而于第三流体区113的底部则形成硝化纤维层1131。为达较佳的浇注效果，流道11的表面粗糙度(Ra值)以介于3微米至50微米之间为佳。
硝化纤维溶液干燥后形成具有中空网状构型的硝化纤维层，为了调整较佳的中空网状构型，本发明的硝化纤维溶液中，硝化纤维粉末与含有酯类和酮类的有机溶剂混合的较佳体积比例为1∶9。由于单位体积的硝化纤维吸水量为定值，故可由欲吸收的待测流体的体积推算出对应的硝化纤维溶液的体积，之后再行浇注。如此可以固定检测所需液体的体积量，并适用于微量检测。
待硝化纤维层1121与1131分别干燥成形于第二流体区112与第三流体区113的底部后，将含有反应材料的反应溶液注入硝化纤维层1121与1131，经过风干或是冷冻干燥(lyophilization)后，以粉末状的形式留存在硝化纤维层1121与1131之中。
上述硝化纤维层1121、1131与反应材料形成于其中的方式是以先形成硝化纤维层之后再注入反应材料后的顺序形成方式，另外，亦可将含有反应材料的反应溶液，加入由硝化纤维粉末(nitrocellulose powder)与含有酯类(ester)和酮类(ketone)的有机溶剂组成的硝化纤维溶液中；混合完毕之后，再将混合好的溶液浇注(casting)于第二流体区112与第三流体区113的底部，经过风干或冷冻干燥程序，同时将硝化纤维溶液形成硝化纤维层1121与1131，以及将反应材料形成粉末状留存在硝化纤维层1121与1131之中。
由于待测成份不同，检测所需进行的反应亦有所差异；进而依反应种类的不同，产生出各种不同的讯号。例如进行生化检测时，是用酵素催化流体中的待测物质与化学试剂，进而产生出特定讯号以供侦测。所以要进行生化检测，反应材料则会包含酵素及相对应的化学试剂。另一方面，若要检测检体中的某些蛋白质，例如：α胎儿蛋白(α-fetoprotein)是否存在，则是利用具有专一性的抗体，与待测蛋白质进行专一性结合，再利用其他化学试剂与已结合上待测蛋白质的抗体进行反应，发出可供侦测的讯号。所以要进行免疫检测，反应材料中则会包含有化学及抗体等免疫试剂。故，本发明所提供的基板10，可用于各种生物检体(如尿液、血液等流体)中的各项待测成份的检测。
上述的较佳实施例是使用具有三个流体区域的基板，而根据本发明的流体的定量检测方法，所使用的基板进一步可在流道的第三流体区之后再加设一第四流体区(未图示)，以供储存流道中多余的流体。而第四流体区的硝化纤维层的构型、形成方式、使用之硝化纤维溶液的成份与较佳比例、反应材料的组成，均与前述的较佳实施例相同，在此不再重复赘述。
以上所述仅为本发明较佳实施例而已，并非用以限定本发明申请专利权利；同时以上的描述对于熟之本技术领域的专门人士应可明了与实施，因此其他未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于下述之申请专利范围。

Claims (10)

1.一种流体的定量检测方法，用于检测流体中的特定成份，主要包含：
提供一基板，该基板自其上表面向下凹设至少一流道，该流道包含依序连接的第一流体区、第二流体区与第三流体区，该第二流体区与第三流体区的底部形成有硝化纤维层，该硝化纤维层包含有中空网状构型，其中该第二流体区供流体的传送，该第三流体区供流体的反应，该第二流体区与第三流体区的宽度Wa、Wb至少为0.3mm，该第二流体区的硝化纤维层平均厚度不大于该第三流体区硝化纤维层厚度，且该第三流体区的硝化纤维层可吸收定量的流体，反应材料形成于该硝化纤维层的中空网状构型中；
自该基板的第一流体区注入流体，使该流体经由该第二流体区进入该第三流体区；
使该第三流体区的硝化纤维层吸收定量的流体；以及
藉由该流体中的特定成份与该第三流体区的反应材料交互作用而形成一反应讯号而检出。
2.如权利要求1所述的流体的定量检测方法，其中该第二流体区的硝化纤维层平均厚度小于该第三流体区硝化纤维层厚度。
3.如权利要求1所述的流体的定量检测方法，其中该硝化纤维层是以硝化纤维溶液浇注于第二流体区与第三流体区的底部再经干燥后所形成。
4.如权利要求1所述的流体的定量检测方法，其中该流道的表面粗糙度Ra为3微米至50微米之间。
5.如权利要求1所述的流体的定量检测方法，其中该反应材料是以一反应溶液注入该硝化纤维层，再经干燥过程后形成粉末状，或是以一反应溶液注入该硝化纤维溶液，再经干燥过程同时将硝化纤维溶液形成硝化纤维层、将该反应材料形成粉末状。
6.如权利要求1所述的流体的定量检测方法，其中该反应材料具有一试剂选自于由酵素试剂及抗体试剂所构成的群组。
7.如权利要求1所述的流体的定量检测方法，其中该第二流体区的硝化纤维层平均厚度等于该第三流体区硝化纤维层厚度。
8.如权利要求7所述的流体的定量检测方法，其中该流道进一步包括第四流体区，该第四流体区的底部亦形成有硝化纤维层，该硝化纤维层包含有中空网状构型，供多余流体的贮存。
9.如权利要求1所述的流体的定量检测方法，其中该反应讯号为一讯号选自于由冷光反应讯号、萤光反应讯号及光吸收反应讯号所构成的群组。
10.如权利要求1所述的流体的定量检测方法，其中该反应讯号为电化学反应讯号。
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