CN102192937A - 平面式生物检测试片的制备方法及其成品 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种平面式生物检测试片的制备方法及其成品，所述试片包括有一个载片，所述载片上设有以蒸镀形成的导电路，所述导电路的前、后端依序设有相导通的检测电极端及电极线路端；一个酵素反应区，其接设于所述检测电极端的前端；其制备方法包括：(1)以塑料薄膜为载片，并以印刷方式建构遮蔽图像印纹；(2)将印有遮蔽图像印纹的载片经蒸镀形成导电镀层；(3)将覆有所述遮蔽图像印纹的导电镀层区块以物理方式去除，而显现出导电路；(4)置放酵素于所述酵素反应区；(5)贴合上盖膜；这样，所述试片具有大量生产、降低成本的经济效益，进而提升产品品质的稳定度及市场竞争力。

Description

平面式生物检测试片的制备方法及其成品

技术领域

本发明有关于一种平面式生物检测试片的制备方法及其品，尤其指一种检测生物液体生理状况的试片，如检测人体血液中的血糖、胆固醇或尿液等，详而言之，其成品具有较佳的稳定性、精确性，并且在制备上极具经济效益。

背景技术

按，现代人的寿命普遍延长与现代医疗科技的发达息息相关，许多潜伏的症状可以通过医疗器材的先期检验而加以确认，也因此达到具有早期预防及治疗的效果。就以检测人体的血糖为例，先由人体上进行微量采血，再将所述血液滴入反应试片上的血糖酵素区进行反应，接着通过血糖检测仪分析，得以检测出人体的血糖值，使使用者可及早处理血糖值异常的初发症状问题，避免引起相关恶化的重大疾病。

现有的血糖反应试片如图1、图2所示，所述反应试片90是以单张式塑料胶卷(如聚亚醯胺)为基板100，再以具导电性的石墨材料以网印碳墨方式或于所述基材100表面披覆铜箔借助微影(Photolithography)、蚀刻(Etching)方式形成相导通的导电路93，所述导电路93包括有前段的检测电极端931及后段电极线路端932，并于所述检测电极端931的前端依序连接有一个酵素反应区92(设有酵素)及虹吸通道91，接着覆盖一个上盖膜96，露出所述电极线路端932，最后予以裁切成适当大小。

使用时，于所述虹吸通道91接触所采取的血液，血液经毛细管作用吸至酵素反应区92，并使血液中的葡萄糖与酵素反应而产生电子流，电子流通过所述检测电极端931至所述电极线路端932，所述电极线路端932连接一个血糖检测仪95，所述血糖检测仪95通过电极线路端932测量电流，并将其转换成一个电信号，最后再将所述电信号转换成一个相应的血糖浓度值。

前述所述现有血糖反应试片90虽能达到测量血糖值的作用，但其制法上仍存有诸多不足，如：

1.其是以单张式的塑料胶卷100为基材，再于所述基材上以网印碳墨方式形成前段检测电极端931及后段电极线路端932，由于所述检测电极端931及电极线路端932的长度较长及表面积较大，因此加工时较不稳定，容易造成电阻值不平均的现象；

2.为减少上述不稳定条件，目前多半复加印一个导电银油墨于碳墨层基底，这样虽可提高其稳定性，但由于银墨材料成本偏高，且印刷时厚度控制要求、干燥工序复杂也有诸多不足；

上述不利条件是市场上目前所熟知共见。

又，如美国专利公告号第7,465,597号专利，其是一种以「光微影术方式」制作血糖反应试片的导电路；简言之，其是于基材上以光微影术，精确地将设计好的导电路图形制作成光罩(photo mask)而复制到基材上，并应用光学成像的原理，将图形投影至基材上。由于光源发出的光，只有经过光罩透明区域的部分可以继续通过，而成像在基材表面；而基材表面事先需经清洁处理，再涂抹上光阻剂(photo resist)，这样，通过光罩的光线会与光阻剂产生反应，通常我们称此步骤为曝光；曝光后的基材需经显影(development)步骤，接着以蒸镀金属方式将气态金属沉积于没有光阻剂的预设导电路及有光阻剂的遮蔽层，再以化学方式(如溶解、酸性蚀刻)去除所述光阻剂，而覆盖在上面的金属也会跟着掀离，留下来的金属线路，就形成想要的导电路；再下来，则进行后续程序，如设置酵素反应区、上盖及裁切至适当大小的成品等。

当然，上述以「光微影术方式」来制作血糖反应试片导电路的方法，其虽然没有导电路精密度不高及因碳墨材料的表面积较大，电阻抗值控制不易问题，不过由于其应用到高度精准与精密的微机电及电路板布线的产业，所以相对而言其生产成本也高；另一方面，其是以酸性蚀刻，再以化学药品去除光阻剂部分，因此会有酸性残存物破坏酵素活性，再加上制备控制不佳时，将会导致酵素退化及环境污染的问题，也显非理想的制备方式。因此，如何改善现有血糖反应试片制法不足问题，应为本领域应努力解决、克服的重要方向。

因此，本发明人有鉴于现有平面式生物检测试片其生产及其制备方法的不足未臻理想的事实，着手研发其解决方案，希望能开发出一种更具精确性、稳定性及经济性的平面式生物检测试片的制备方法，以服务社会大众及促进此业的发展，遂经多时的构思而有本发明的产生。

发明内容

本发明目的在提供一种平面式生物检测试片的制备方法及其成品，其以塑料薄膜为载片(所述载片的材料是为不具伸缩特性)，并以印刷单元对象的方式加以完成，使具有快速生产、降低成本的经济效益，且能进一步简化加工程序，进而提升产品品质的稳定度及市场竞争力。

本发明的再一个目的在提供一种以环保为诉求的平面式生物检测试片的制备方法及其制成品，其以印刷方式处理遮蔽图像印纹(如以无毒水性油墨)，并通过蒸镀程序全面布满一层金属导电镀层，再以物理方式(如水洗过程)除去覆有遮蔽图像印纹的导电镀层区块，而显现出未经遮蔽的导电路；由于全程为物理特性制备，可达到保护地球的环保诉求，且其控制阻抗值容易、导电性稳定，更具有提升针对电生化学反应的微电流检测精准性及灵敏性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术手段包括：一个载片，其是为塑料薄膜所构成，所述载片上设有以蒸镀程序形成的导电路，所述导电路的前、后段依序设有相导通的检测电极端及电极线路端；一个酵素反应区，是接设于所述检测电极端的前端；一个上盖膜，是盖设于所述载片上，且所述上盖膜是盖覆于所述载片上，而露出所述电极线路端，用以便利检测。

为实现上述目的，本发明所采用的另一个技术手段包括：于所述载片上导电路的检测电极端先以不易与酵素产生化学变化的导电材料(如碳墨、导电银油墨等)以涂布或印刷方式完成，再蒸镀金属导电物以覆盖于所述电极线路端及远离所述酵素反应区的所述检测电极端，以使所述电极线路端与检测电极端呈电导通，并使远离所述酵素反应区的所述检测电极端形成上下层的耦合电极；由于与所述酵素反应区接触的所述检测电极端是为不易与酵素产生化学变化的导电材料，故其检测的稳定度较高，不容易会因环境改变或随储放时间的加长而变化，且其变导系数(CV)的控制也容易。

为实现上述目的，本发明所采用的又一个技术手段：所述载片是为一个片状的塑料薄膜所构成，再以大量印刷单元对象的方式加以完成。

为实现上述目的，本发明所采用的再一个技术手段：所述载片为一个整捆卷筒状的塑料薄膜所构成，再通过卷对卷(Roll to Roll)的连续印刷单元对象的方式加以完成。

为实现上述目的，本发明的平面式生物检测试片的制备方法包括：(1)以至少单层的塑料薄膜为载片，以印刷方式建构遮蔽图像印纹，所述层遮蔽图像印纹用以显现出检测电极端印纹及电极线路端印纹；(2)蒸镀程序形成导电路；于所述印刷有遮蔽图像印纹的载片经一个蒸镀程序，使所述载片布满一层连续的导电镀层；(3)除去覆有所述遮蔽图像印纹的导电镀层区块；即将覆有所述遮蔽图像印纹的导电镀层区块以物理方式去除，并露出完整导电路，所述导电路包括有检测电极端及电极线路端；(4)设置酵素于所述载片的酵素反应区；(5)贴合上盖膜于所述载片上，且露出所述电极线路端。

为实现上述目的，本发明所采用的另一个制备方法包括：(1)以至少单层的塑料薄膜为载片，先以不易与酵素产生化学变化的导电材料(如碳墨、导电银油墨等)以涂布或印刷方式完成检测电极端；(2)印刷方式建构遮蔽图像印纹，所述层遮蔽图像印纹是用以显现出电极线路端印纹；(3)蒸镀程序形成导电路；于完成所述遮蔽图像印纹的载片上蒸镀金属导电物，覆盖于远离所述酵素反应区的所述检测电极端及所述电极线路端上，使所述载片布满一层连续的导电镀层，并使所述电极线路端与检测电极端呈电导通，而使所述检测电极端形成上下层的耦合电极；(4)清除去覆有所述遮蔽图像印纹的导电镀层区块；即将覆有所述遮蔽图像印纹的导电镀层区块以物理方式去除，并露出完整导电路，所述导电路包括有检测电极端及电极线路端；(5)置放酵素于所述载片的酵素反应区；(6)贴合上盖膜于所述载片上，且露出所述电极线路端。

为实现上述目的，本发明所采用的平面式生物检测试片进一步制备方法包括：所述载片为一个整捆卷筒状的塑料薄膜所构成，再通过卷对卷(Roll to Roll)的连续大量印刷单元对象的方式加以完成，使具有大量快速生产、降低成本的经济效益，且能进一步简化加工程序，进而提升产品品质的稳定度及市场竞争力者。

为能对本发明的技术、特征及所达到的功效更有进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例图及配合详细的说明，说明如后。

附图说明

图1为现有血糖反应试片的结构示意图。

图2为现有血糖反应试片的制备示意图。

图3A-3D为本发明第一种实施方式的构成示意图。

图4为本发明第一种实施方式的制备方法流程图。

图5为本发明第一种实施方式的制备流程示意图。

图6为本发明第一种实施方式的制备排列示意图。

图7A-7E为本发明第二种实施方式的构成示意图。

图8为本发明第二种实施方式的制备方法流程图。

附图中图号对照说明

生物检测试片10A、10C    载片11A、11C

遮蔽图像印纹12A、12C    导电路13A、13C

检测电极端131A、131C    电极线路端132A、132C

上盖膜15A、15C          导电镀层17A、17C

酵素反应区16A、16C

塑料薄膜31              凹版印轮32

网目印纹321             烘干设备33

真空蒸镀机34            洗涤设备35

酵素印刷设备36          裁切机37

塑料薄膜上预先印刷或涂布形成检测电极20C

建构具有遮蔽图像印纹的载板21A、21C

蒸镀形成导电镀层22A、22C

物理方式清除覆有遮蔽图像印纹的导电镀层区块，显现出导电路23A、23C

置放酵素于载板的酵素反应区24A、24C

贴合上盖膜于载板25A、25C

裁切成单元对象成品26A、26C

具体实施方式

请参阅图3C、图3D，本发明平面式生物检测试片构成的第一种实施方式，所述生物检测试片10A包括有一个载片11A，所述载片11A是为单层或多层的片状或整捆卷筒状(于本实施方式是以整捆卷筒状)的连续塑料薄膜(如PET薄膜、PC膜、PTFE膜、耐隆薄膜(Nylon)、聚碳酸树酯薄膜(polycarbonate)、聚苯乙烯薄膜(Polystyrenes)、苯乙烯薄膜、丙烯腈薄膜或丁二烯共聚物薄膜ABS(Acrylonitrile butadiene styrene)等不具伸缩特性的材料，只是熟悉所述项技术者，仍可以其它材料取代)所构成，且所述载片11A上设有以蒸镀程序形成的导电路13A，所述导电路13A的前、后端依序设有相导通的检测电极端131A及电极线路端132A，所述检测电极端131A前端并连接有一个酵素反应区16A，所述酵素反应区16A内设置有酵素，所述载片11A上并设有一个上盖膜15A，并使所述电极线路端132A露出，以便利检测。

请一并参阅图3A、图3B所示，所述平面式生物检测试片10A的构成是先于所述载片11A上印刷一个遮蔽图像印纹(Shadow Mask)12A，所述遮蔽图像印纹12A是显露出一个导电路13A印纹(于本实施例是以阴刻方式，即于所述检测电极端印纹区块及电极线路端印纹区块上不涂布或印刷)；继经蒸镀程序后，用以形成一个导电镀层17A，再将覆有所述遮蔽图像印纹12A的导电镀层17A区块以物理方式(如以水清洗)去除，并显现出所述检测电极端131A及电极线路端132A；在较佳实施方式中，所述遮蔽图像印纹12A是为采用无毒水性油墨通过印刷方式所形成。

请参阅图4至图6，基于上述平面式生物检测试片10A的构成，本发明的制备方法包括：

(1)以片状或整捆卷筒状(于本实施方式是以卷对卷Roll to Roll为例)的连续大量印刷方式建构所述遮蔽图像印纹12A(21A)(所述印刷方式如网版印刷，或于本实施例的凹版滚轮印刷)；即取卷绕成整捆卷筒状的塑料薄膜31(如PET薄膜、PC薄膜、PTFE薄膜、耐隆薄膜、聚碳酸树酯薄膜、聚苯乙烯薄膜、苯乙烯薄膜、丙烯腈薄膜或丁二烯共聚物薄膜等不具伸缩特性的材料)做为所述载片11A(如图3A所示)的材料，所述载片11A是经凹版印轮32的凹版连续印刷(或网版印刷，只是熟悉所述项技术者仍可以其它印刷方式实施)，所述凹版印轮32上是设有多个可容设无毒水性油墨的网目印纹321，并使所述载片11A印上具有一层遮蔽图像印纹12A。

(2)蒸镀形成导电镀层(22A)；于所述印刷有层遮蔽图像印纹12A的所述载片11A经一个烘干设备33的烘干程序后，进入一个真空蒸镀机34的蒸镀程序，所述蒸镀程序是将所述载片11A穿过蒸镀辊而卷绕在收卷站上(未图标)，继用真空泵抽真空，加热蒸发源使高纯度的导电材料(如金、银、铜、铝等金属)在高温下融化并蒸发成气态，继激活薄膜卷绕系统，当薄膜运行速度达到一定数值后，打开挡板使气态导电微粒在移动的所述载片11A表面沉积、冷却，即于所述载片11A上形成一层连续的导电镀层17A。

在此蒸镀程序中，可通过控制导电材料(如金、银、铜、铝等金属)的蒸发速动、所述载片11A的移动速度以及蒸镀室内的真空度等来决定控制蒸镀导电镀层17A的厚度，使得所述检测电极端131A及电极线路端132A的制备品质得以精确掌控。

(3)除去覆有遮蔽图像印纹12A的导电镀层17A(23A)；即完成蒸镀程序的所述载片11A经一个洗涤设备35(如水洗)，将覆有所述遮蔽图像印纹12A(Mask)的导电镀层17A区块洗涤去除，其露出的部分即为所述检测电极端131A及电极线路端132A。

(4)置放酵素于载板的酵素反应区(24A)；即所述载片11A继经一个酵素印刷设备36进行酵素的设置，将酵素设于所述载片11A上(酵素反应区16A)，所述酵素的设置可为凹版、网印、喷印印刷或点滴等方式作业。

再者，本发明若以凹版印刷，则其酵素厚度可依凹版深度不同而被设定，使得其酵素反应的效果更佳、检测得以更准确。

(5)贴合上盖膜15A于载片11A(25A)；即以连续印刷胶性材料(如水胶、压克力胶)于所述载片11A上及相对贴合所述上盖膜15A，并使所述电极线路端132A露出，用以便利检测。

值得一提的是，所述塑料薄膜31的酵素反应区16A(检测电极端131A)是呈双临相对的设置，如图6所示，这样一次上盖膜15A的贴合即可同时完成两列多个上盖膜15A的设置，而更提升其制备效率。

(6)裁切成单元对象成品(26A)；即将所述已设置相关构成的塑料薄膜31进入一个裁切机37进行裁切程序，而得完整的多个平面式生物检测试片10A(血糖检测器)成品。

再请参阅图7A至图7E，其为本发明平面式生物检测试片的第二种实施方式，所述生物检测试片10C包括有一个载片11C(所述载片的构成是与第一种实施方式相同)，且所述载片11C上设有导电路13C，所述导电路13C包括有检测电极端131C及电极线路端132C；其中，所述检测电极端131C是先以不易与酵素产生化学变化的导电材料(如碳墨、导电银油墨等)以涂布或印刷方式完成；再蒸镀金属导电物(如金、银、铜、铝等金属)覆盖于所述电极线路端132C及远离所述酵素反应区16C的所述检测电极端131C，以使所述电极线路端132C与所述检测电极端131C呈电导通，并使所述检测电极端131C形成上下层的耦合电极；由于与所述酵素反应区16C接触的所述检测电极端131C是为稳定性的导电材料，不会与所述酵素反应区16C的酵素产生化学变化，故其检测的稳定度较高，不容易会因环境改变或随储放时间的加长而变化，且其变导系数(CV)的控制也容易。

请参阅图8，其是基于上述第二种实施方式的制备方法，其包括：

(1)塑料薄膜上预先印刷或涂布形成检测电极(20C)：即取片状或卷绕成整捆卷筒状的塑料薄膜做为所述载片的材料，并于所述塑料薄膜上印刷或涂布不易与酵素产生化学变化的导电材料，以形成检测电极端；

(2)以印刷方式建构具有遮蔽图像印纹的载板(21C)；即于所述载片11C印上具有一层遮蔽图像印纹12C，所述遮蔽图像印纹并与所述检测电极端131C连接；

(3)蒸镀形成导电镀层(22C)；于所述印刷有遮蔽图像印纹12C的所述载片11C经烘干程序后，进入一个蒸镀程序，覆盖于所述电极线路端12C及远离所述酵素反应区16C的所述检测电极端131C，以使所述电极线路端132C与检测电极端131C呈电导通，并使所述检测电极端131C形成上下层的耦合电极；

(4)清除去覆有遮蔽图像印纹12C的导电镀层(23C)；即完成蒸镀程序的所述载片11C经一个洗涤设备，以物理方式(如水洗)将覆有所述遮蔽图像印纹12C(Mask)的导电镀层17C区块洗涤去除，其露出的部分即为所述检测电极端131C及电极线路端132C。

(5)置放酵素于载板的酵素反应区(24C)；即所述载片11C继经一个酵素印刷设备36进行酵素的设置，使所述酵素置放于所述载片11C上(酵素反应区)，所述酵素的设置可以为凹版、网印、喷印印刷或点滴等方式作业。

(6)贴合上盖膜15C于载片11C(25C)；即以连续印刷胶性材料(如水胶、压克力胶)于所述载片11C上及相对贴合所述上盖膜15C，并使所述电极线路端132C露出，用以便利检测。

(7)裁切成单元对象成品(26C)；即将所述已设置相关构成的塑料薄膜31进入一个裁切机进行裁切程序，而得完整的多个平面式生物检测试片10C(血糖检测器)成品。

本发明借助上述构成及制备方法，使平面式生物检测试片制备能通过印刷(如凹版印刷或网版印刷)片状或卷对卷(Roll to Roll)的塑料薄膜方式加以完成，具有大量快速生产、降低成本的经济效益，且能进一步简化加工程序，进而提升产品品质的稳定度及市场竞争力，并且通过物理方式形成导电特性，可达到保护地球的环保诉求，且阻抗控制容易、导电性稳定，进而具有极佳的生理测量精准性及灵敏性。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，故举凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的申请专利范围内。

Claims (14)

1.一种平面式生物检测试片，其至少包括有：

一个载片，其由塑料薄膜所构成，所述载片上印刷有遮蔽图像印纹，并于所述遮蔽图像印纹上以蒸镀金属导电物形成导电路，所述导电路包括有相导通的检测电极端及电极线路端；

一个酵素反应区，其接设于所述检测电极端前。

2.一种平面式生物检测试片，其至少包括有：

一个载片，其是塑料薄膜所构成；

一个导电路，其设于所述载片上，所述导电路进一步包括有：

检测电极端，其以涂布或印刷导电材料而形成；以及

电极线路端，其与所述检测电极端相导通，所述电极线路端是于完成所述检测电极端后，于所述载片上印刷遮蔽图像印纹，并于所述遮蔽图像印纹上以蒸镀金属导电物而形成；以及

一个酵素反应区，是接设于所述检测电极端前。

3.如权利要求2所述的平面式生物检测试片，其中，检测电极端上于远离所述酵素反应区的一端是与蒸镀的金属导电物形成上下层的耦合电极。

4.如权利要求2所述的平面式生物检测试片，其中，形成所述检测电极端的导电材料为碳墨或导电银油墨。

5.如权利要求1或2所述的平面式生物检测试片，其中，所述载片由单层或多层塑料薄膜贴合所构成。

6.如权利要求1或2所述的平面式生物检测试片，其中，所述载片为PET薄膜、PC膜、PTFE膜、耐隆薄膜、聚碳酸树酯薄膜、聚苯乙烯薄膜、苯乙烯薄膜、丙烯腈薄膜或丁二烯共聚物薄膜所构成。

7.如权利要求1或2所述的平面式生物检测试片，其中，形成所述导电路的蒸镀金属导电材料为：金、银、铜或铝金属。

8.一种平面式生物检测试片的制备方法，其包括：

(1)以整捆卷筒状塑料薄膜为载片，并以印刷方式建构遮蔽图像印纹，所述层遮蔽图像印纹是用以显现出检测电极端印纹及电极线路端印纹；

(2)蒸镀程序形成导电路，于所述印刷有遮蔽图像印纹的载片经一个蒸镀程序，使所述载片布满一层连续的导电镀层；

(3)除去覆有所述遮蔽图像印纹的导电镀层，即将覆有所述遮蔽图像印纹的导电镀层以物理方式去除，并露出完整导电路，所述导电路包括有相导通的检测电极端及电极线路端；及

(4)设置酵素于所述载片上的酵素反应区。

9.一种平面式生物检测试片的制备方法，其包括：

(1)以整捆卷筒状塑料薄膜为载片，并于所述塑料薄膜上印刷或涂布不易与酵素产生化学变化的导电材料，以形成检测电极端；

(2)于所述载片上以印刷方式建构一层遮蔽图像印纹，所述遮蔽图像印纹并与所述检测电极端的一端连接；

(3)于已印刷有遮蔽图像印纹的所述载片经一个蒸镀程序覆盖所述电极线路端及远离所述酵素反应区的所述检测电极端，以使所述电极线路端与检测电极端呈电导通，并使所述检测电极端形成上下层的耦合电极；

(4)于完成蒸镀程序后，将所述载片上覆有所述遮蔽图像印纹的导电镀层区块洗涤去除，以露出所述检测电极端及电极线路端；及

(5)设置酵素于所述载片上的酵素反应区。

10.如权利要求8或9所述的平面式生物检测试片的制备方法，其中，建构所述遮蔽图像印纹是为无毒性的水性油墨，并以凹版印刷或网版印刷方式印制完成。

11.如权利要求8或9所述的平面式生物检测试片的制备方法，其中，形成所述导电路的蒸镀金属导电材料为金、银、铜或铝金属。

12.如权利要求8或9所述的平面式生物检测试片的制备方法，其中，所述酵素以凹版、网印、喷印或点滴连续设置于所述载片上。

13.如权利要求8或9所述的平面式生物检测试片的制备方法，其中，于所述载片上贴合一个上盖膜后经一裁切成单元对象成品。

14.如权利要求9所述的平面式生物检测试片的制备方法，其中，形成所述检测电极端的导电材料为碳墨或导电银油墨。

Images