CN102555384A - 用于快速检测试纸的导流膜及其制备和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于快速检测试纸的导流膜及其制备和使用方法。它包括由塑料基材及纤维纺织品或无纺布组成导流膜坯料，在导流膜坯料的纤维纺织品或无纺布上通过油墨或光刻胶材料形成用于快速检测试纸的待测样品引流作用及反应试剂分散作用的图形和/或沟道结构。制备方法是：该导流膜以塑料基材为支撑物，在纤维纺织品或无纺布上通过涂布和/或印刷油墨，形成图形和/或沟道结构；也可以在纤维纺织品或无纺布上附着一层和/或多层预涂光刻胶干膜，经过曝光显影，形成图形和/或沟道结构。使用方法是：该导流膜通过粘合剂转移到快速检测试纸的基板上。该发明可广泛应用于快速检测试纸中，如血糖试纸等，具有广阔的应用前景。

Description

用于快速检测试纸的导流膜及其制备和使用方法

技术领域

本发明涉及一种快速检测试纸，尤其涉及检测试纸中对待测样品及反应试剂起引流和分散作用的导流膜，具体是导流膜的组织结构、制作和使用方法。

背景技术

随着社会的发展，科技的进步，人们的生活水平日益提高。健康问题成为很多人日常关注的焦点，也催生出越来越多的快速检测产品，方便人们简单快速地对自身的健康状况进行了解。这种快速检测产品中，以试纸形式提供的产品是一组重要的种类。如在糖尿病日常自我监测中常用的血糖试纸，以及胶体金试纸和其它干化学试纸。这种快速检测试纸技术是将试剂与反应空间一并提供给用户，一次性使用，样品采集、分离及进样、反应都在一条试纸上完成。因此相关试剂及样品的引流和分散的空间结构的构建，成为试纸设计和制造中的关键环节之一。

以血糖试纸为例，它是利用葡萄糖在血糖试纸上的葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶催化下发生氧化还原反应，通过仪器检测电子媒介体在电极表面发生电化学反应得失电子产生的电流大小不同，实现对待测样品中葡萄糖含量的检测。为了保证测试性能，必须使相关的反应试剂在电极表面均匀分布，并且需要构建引流通道，使待测样品可以被方便地引流到反应试剂所在位置，并保证取样体积的准确性。目前常规采用的方法是，在试纸电极基板的反应区通过印刷一层亲水性物质层，然后将反应试剂滴加在上面，干燥后形成具有一定分散特性的试剂薄膜；引流结构则是在塑料薄片上冲切出一定图案的通孔，然后粘贴在试纸的电极基板上，反应区部分对应通孔部分，再在这层塑料薄片上盖上表面亲水的塑料薄膜(面向反应区的那面亲水)，经过后续试纸的分切过程，通孔与亲水的塑料薄膜形成的空间通过孔道与外界连通，可以引流待测样品。在电极基板或亲水盖片适当位置打孔，排除空气，这样待测样品就利用毛细现象原理被引流到试纸的反应区部分。

目前市场上用于血糖试纸及其它快速检测试纸制造的商品化表面亲水的塑料薄膜主要由美国3M公司及Adhesives Research等公司提供，是在聚酯塑料(PET)基材上或者通过共价接枝，或者通过涂敷涂层的方式实现亲水效果。

其它关于这种表面亲水的塑料薄膜的设计，可以采用在塑料表面涂布亲水性高分子聚合物的方法(专利00816734.6，200510061873.4)，也可以将亲水性高分子聚合物加入制备塑料薄膜的母料中(专利200380101705.2，200410017158.6)。黄忠兵等采用电纺技术，先在基底上(如铝箔)形成一层疏水薄膜，再沉积一层亲水薄膜(专利200510011943.5)，制得的薄膜可用于在高湿度空气中收集淡水。通过电纺技术制备疏水薄膜，可以得到粗糙表面，利于亲水薄膜的牢固结合。

发明内容

本发明基于已有的技术，根据特殊用途的需要，设计以塑料基材为支撑物，基于纤维纺织品或无纺布的用于快速检测试纸的导流膜。其的目的是提供一种制作方法简单，生产效率高，使用可靠的用于快速检测试纸的导流膜及其制备和使用方法。

一种用于快速检测试纸的导流膜，其特征在于它包括由塑料基材及纤维纺织品或无纺布组成导流膜坯料，在导流膜坯料的纤维纺织品或无纺布上通过油墨或光刻胶材料形成用于快速检测试纸的待测样品引流作用及反应试剂分散作用的图形和/或沟道结构。

所述的油墨或光刻胶与纤维纺织品或无纺布材料为紧密附着，但与塑料基材则可以无损伤剥离。

所述的塑料基材为低表面能材料。

所述的低表面能材料为PET或PP或PTFE(聚四氟乙烯)。

所述的油墨是UV油墨或热固化油墨或挥发固化油墨。

所述的纤维纺织品或无纺布所用的纤维为有机高分子聚合物或无机材料的纤维或有机高分子聚合物和无机材料的纤维的混合或混纺，所述的有机高分子聚合物纤维为纤维素纤维或蛋白质纤维或碳纤维或涤纶纤维或尼龙纤维或维伦纤维或它们中任何几种的混合纤维，所述的无机材料纤维为玻璃纤维或硅灰石纤维或莫来石纤维或硅酸铝纤维或它们中任何几种的混合纤维。

所述的纤维纺织品或无纺布的表面具有亲水性。

所述的用于快速检测试纸的导流膜的制备方法，其特征在于：该导流膜以塑料基材为支撑物，在纤维纺织品或无纺布上通过涂布和/或印刷油墨，形成图形和/或沟道结构；也可以在纤维纺织品或无纺布上附着一层和/或多层预涂光刻胶干膜，经过曝光显影，形成图形和/或沟道结构。

所述的导流膜的纤维纺织品或无纺布是通过等离子体清洗，或有机溶剂清洗，或经电晕处理，或在纤维纺织品或无纺布表面涂布印刷亲水性材料，提高或赋予纤维纺织品或无纺布的表面亲水性。

所述的亲水性材料是指有机高分子材料或无机材料，有机高分子材料可采用各种纤维素醚或聚乙烯醇或聚乙酸乙烯酯或聚乙烯吡咯烷酮或它们中任何几种的混合物，无机材料包括二氧化硅或二氧化钛或氧化铝或它们中任何几种的混合物。

所述的用于快速检测试纸的导流膜的使用方法，其特征在于：该导流膜通过粘合剂转移到快速检测试纸的基板上。

在耐高温的塑料基材薄膜或片材表面，涂布或印刷一层油墨。这层油墨与纤维纺织品或无纺布材料附着牢固，但与塑料基材则可以无损伤剥离。通过这层油墨，将纤维纺织品或无纺布覆膜固定在塑料基材表面。也可以采用光刻胶，直接与纤维纺织品或无纺布材料压合而将其固定在塑料基材表面。有些纤维纺织品或无纺布本身，如玻璃纤维或其它无机纤维纺织品具有表面亲水性，可以通过一些方式处理纤维纺织品或无纺布，比如采用等离子体清洗、电晕处理或有机溶剂如乙醇、丙酮清洗，提高纤维纺织品或无纺布本身的表面亲水性。也可以在纤维纺织品或无纺布表面印刷或涂布亲水性材料。所选用的油墨及光刻胶与纤维纺织品或无纺布材料都有优良的附着力，可以抵抗3M胶带的剥离实验。上述3M胶带剥离实验为业内公知技术，因此，在这不多做解释说明。

当上述导流膜用作快速检测试纸的待测样品的引流结构时，需要在固定在基材上的具有表面亲水性的纤维纺织品或无纺布表面通过厚膜印刷，形成一定图形和沟道结构，满足试纸使用时引流的需要。也可以在具有表面亲水性的纤维纺织品或无纺布表面附着一层或多层预涂光刻胶干膜，通过预涂光刻胶干膜的曝光显影，形成一定图形和沟道结构。无论是单张或成卷的导流膜材料，由多个可满足单独试纸引流沟道构建的结构组成。

当上述导流膜用作快速检测试纸的反应试剂的分散结构时，可以通过印刷的方法在纤维纺织品或无纺布表面分隔出与测试反应部位面积大小相近的区域，其它部分用油墨填充。试剂可扩散或分散在未被油墨填充的区域。也可以在纤维纺织品或无纺布表面附着一层预涂光刻胶干膜，通过预涂光刻胶干膜的曝光显影，与测试反应部位面积大小相近的区域的光刻胶膜被去除，其它部分由光刻胶膜填充。试剂可扩散或分散在未被光刻胶膜填充的区域。由于纤维纺织品或无纺布有一定的三维结构，试剂在其中的分布，使之在使用时的溶解扩散更加快速和均匀，有助于提高测试的精密度，并缩短反应时间。

无论作为快速检测试纸待测样品引流还是反应试剂分散的导流膜，由于纤维纺织品或无纺布与塑料基材固定所使用的油墨或预涂光刻胶干膜与塑料基材附着力低，而与纤维纺织品或无纺布附着力牢固，塑料基材与纤维纺织品或无纺布可以通过一定方式分开而对各自结构没有任何损伤。这样可通过粘合剂将经上述处理的纤维纺织品或无纺布转移到另外的基底，如血糖试纸的电极基板上，或其它快速检测试纸的基板上。这一过程类似于转印过程。粘合剂可事先或转印时印刷或涂布在导流膜表面，或者印刷或涂布在目标基板上。如果纤维纺织品或无纺布是作为引流结构使用的，则由于其与塑料基材固定时的油墨或预涂光刻胶干膜是全覆盖的，这样在引流区域，这层油墨形成一层覆盖层，将整个引流结构覆盖，在塑料基材去除后起到保护及产品的标识和装饰作用；如果是作为试剂分散结构使用的，由于试剂拟分散的部位四周被油墨或预涂光刻胶干膜封闭，而在试剂拟分散的部位则仍是原来纤维纺织品或无纺布的结构，这样转印后将塑料基材去除，试剂可以滴加在纤维纺织品或无纺布未被封闭的结构区域处，实现三维的均匀分散。

附图说明

图1待测样品引流结构的导流膜剖面示意图；

图2待测样品引流结构的导流膜俯视示意图；

图3反应试剂分散结构的导流膜剖面示意图；

图4反应试剂分散结构的导流膜俯视示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

导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℃以上的温度。在基材表面印刷或涂布油墨，将纤维纺织品或无纺布固定在塑料基材上。该油墨与塑料基材表面附着力低，可以从塑料基材表面完好地剥离；同时与所采用的纤维纺织品或无纺布附着力良好，采用3M胶带测试油墨无法从纤维纺织品或无纺布上被剥离。3M公司胶带包括600，610，810，811，898，按厂家提供的方法进行测试。该油墨可以是UV油墨，也可以是热固化油墨，以及挥发固化油墨，耐受100℃以上的温度。纤维纺织品可以是玻璃纤维纺织品或无纺布，也可以是尼龙纤维纺织品或无纺布，也可以是其它有机高分子聚合物纤维或无机材料纤维的纺织品或无纺布，如涤纶、硅灰石及硅酸铝纤维材料。在油墨干燥固化之前，将纤维纺织品或无纺布与基材紧密贴合，然后根据油墨性能采用挥发、高温或UV光照方法使油墨固化，纤维纺织品或无纺布就与塑料基材通过油墨暂时附着在一起。

导流膜的纤维纺织品或无纺布也可以通过与预涂光刻胶干膜材料压合固定在塑料基材上，该塑料基材可直接采用沉积光刻胶的PET材料。预涂光刻胶干膜的光刻胶厚度为20um-100um，与所使用的纤维纺织品或无纺布附着力良好。预涂光刻胶干膜曝光显影后耐受100℃以上的温度，挠曲性与所使用的基底材料相近，采用3M胶带测试无法从纤维纺织品或无纺布上剥离。

根据纤维纺织品或无纺布的特性决定是否进行表面亲水性处理。玻璃纤维纺织品或无纺布经等离子轰击或电晕处理，或者采用有机溶剂如乙醇、丙酮清洗，去除表面的污物，即可具有表面亲水性。如果纤维纺织品或无纺布是表面疏水的材料，则可以采用亲水性的有机高分子或无机材料单独或混合，通过涂布或印刷的方式将亲水性材料涂敷在纤维纺织品或无纺布表面。

亲水性有机高分子材料可采用各种纤维素醚、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮，无机材料包括二氧化硅、二氧化钛及其它适宜的金属氧化物。

下面结合具体的加工过程介绍一下导流膜的制备和应用方法。

作为待测样品引流结构的导流膜，如图1所示，可先在塑料基材101表面涂布或印刷油墨102，将纤维纺织品或无纺布103贴合固定。具体而言，先在PET薄膜表面印刷一层UV油墨，之后将适宜厚度的玻璃纤维布贴合在PET表面，经UV固化后，玻璃纤维布即贴合在PET薄膜表面。所采用的UV油墨与玻璃纤维布附着力牢固，但与PET的附着是可逆的，可以无损伤地从PET表面剥离。之后采用丝印硅胶、可剥离蓝胶、UV油墨、印花胶浆，采用厚膜印刷的方式，在导流膜的亲水表面印刷一层厚度约为0.06mm-0.1mm的支持层图形结构104。支持层图形结构104可以一次印成，也可以分几次印成。可以采用普通丝印机，也可以采用连续丝印机。如图2所示待测样品引流结构的导流膜俯视示意图，包括了支持层图形结构104，包括进样沟道105，包括排气沟道106。支持层图形结构104经固化后，再在图形表面涂布或印刷压敏胶，如硅胶压敏胶，之后用离型纸对表面进行保护。在实际应用时，以血糖试纸制作为例。对导流膜进行模切，把与血糖试纸电极插头对应的导流膜107与其余部分分切开。模切后，可将对应电极插头部分的导流膜107排料去除。采取适当的对位措施，将模切加工后的导流膜覆盖到血糖试纸已覆盖绝缘漆及滴加酶反应试剂的电极基板上，使进样沟道105和排气沟道106贴合到适当的位置。通过压合过程，导流膜与电极基板牢固贴合，这时可以揭掉原来导流膜的塑料基材101。对应电极插头的部分107由于已被模切加工去掉，所以电极插头暴露出来，可以用来将试纸与血糖仪连接，进行血糖测试。配合电极基板的连续印刷制备，则血糖试纸的毛细进样结构可以通过上述方法实现“卷对卷”的连续制备，即成卷的电极基板与成卷的导流膜连续贴合。之后贴合好的血糖试纸半成品进行后续的分切加工。揭掉的导流膜的塑料基材可考虑用于新的导流膜的制备。

采用预涂光刻胶干膜材料进行纤维纺织品或无纺布103与塑料基材101的固定贴合，可以先将纤维纺织品或无纺布材料103通过压合过程与预涂光刻胶干膜材料结合，预涂光刻胶干膜原有的基材作为塑料基材101使用。之后将预涂光刻胶干膜曝光显影，去除目标基板不需要覆盖的部分，即可完成制备，此处光刻胶干膜如图1中的102所示。支持层图形结构104可以将1-2层预涂光刻胶干膜材料贴合在已固定的玻纤布103表面，使其厚度约0.06mm-0.1mm左右，再按照所需引流结构图形进行曝光显影，形成如图1的104结构，待测样品引流结构的导流膜即可制备完成。再在104结构图形表面涂布或印刷压敏胶，以备后续与目标基板的贴合操作。

采用这一方法的前提是，所采用的纤维纺织品或无纺布材料是本身亲水的，或经过永久性亲水处理的。

用作反应试剂分散结构的导流膜，可先在塑料基材201表面涂布或印刷油墨202，将纤维纺织品或无纺布203贴合固定，如图3所示。具体而言，先在PET薄膜表面印刷一层UV油墨，之后将适宜厚度的玻璃纤维布贴合在PET表面，经UV固化后，玻璃纤维布即贴合在PET薄膜表面。所采用的UV油墨与玻璃纤维布附着力牢固，但与PET的附着是可逆的，可以无损伤地从PET表面剥离。印刷油墨202图案如图4所示，其中204为试剂分散区，205对应电极插头部位，206为油墨封闭区域。再在纤维纺织品或无纺布203表面按原图案再印一层油墨202。油墨202固化后，再在图形206表面印刷压敏胶，之后用离型纸对表面进行保护。使用时，可采用上述的类似于待测样品引流结构的导流膜的处理方式，采用模切方式，将对应电极插头部位的纤维纺织品或无纺布205去除，其余部分通过压合与电极基板紧密贴合。之后揭掉塑料基材201，则试剂分散区204即可以暴露出来，将来可以将酶反应试剂滴加在这一区域，实现均匀分布。这一过程也可以根据血糖电极基板的制备工艺实现“卷对卷”的连续贴合。被揭掉的塑料基材201也可以被重复利用。

用作反应试剂分散结构的导流膜的制备，也可以采用预涂光刻胶干膜方法。光刻胶膜代替油墨202使用，过程与上面所述相同，在此不再赘述。

以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于快速检测试纸的导流膜，其特征在于它包括由塑料基材及纤维纺织品或无纺布组成导流膜坯料，在导流膜坯料的纤维纺织品或无纺布上通过油墨或光刻胶材料形成用于快速检测试纸的待测样品引流作用及反应试剂分散作用的图形和/或沟道结构。

2.如权利要求1所述的用于快速检测试纸的导流膜，其特征在于：所述的油墨或光刻胶与纤维纺织品或无纺布材料为紧密附着，但与塑料基材则可以无损伤剥离。

3.如权利要求1所述的用于快速检测试纸的导流膜，其特征在于：所述的塑料基材为低表面能材料。

4.如权利要求1所述的用于快速检测试纸的导流膜，其特征在于：所述的低表面能材料为PET或PP或PTFE。

5.如权利要求1或2所述的用于快速检测试纸的导流膜，其特征在于：所述的油墨是UV油墨或热固化油墨或挥发固化油墨。

6.如权利要求1至5任何一项所述的用于快速检测试纸的导流膜，其特征在于：所述的纤维纺织品或无纺布所用的纤维为有机高分子聚合物或无机材料的纤维或有机高分子聚合物和无机材料的纤维的混合或混纺，所述的有机高分子聚合物纤维为纤维素纤维或蛋白质纤维或碳纤维或涤纶纤维或尼龙纤维或维伦纤维或它们中任何几种的混合纤维，所述的无机材料纤维为玻璃纤维或硅灰石纤维或莫来石纤维或硅酸铝纤维或它们中任何几种的混合纤维。

7.如权利要求1至6任何一项所述的用于快速检测试纸的导流膜，其特征在于：所述的纤维纺织品或无纺布的表面具有亲水性。

8.如权利要求1至7任何一项所述的用于快速检测试纸的导流膜的制备方法，其特征在于：该导流膜以塑料基材为支撑物，在纤维纺织品或无纺布上通过涂布和/或印刷油墨，形成图形和/或沟道结构；也可以在纤维纺织品或无纺布上附着一层和/或多层预涂光刻胶干膜，经过曝光显影，形成图形和/或沟道结构。

9.如权利要求8所述的用于快速检测试纸的导流膜的制备方法，其特征在于：该导流膜的纤维纺织品或无纺布是通过等离子体清洗，或有机溶剂清洗，或经电晕处理，或在纤维纺织品或无纺布表面涂布印刷亲水性材料，提高或赋予纤维纺织品或无纺布的表面亲水性。

10.如权利要求9所述的用于快速检测试纸的导流膜的制备方法，其特征在于：亲水性材料是指有机高分子材料或无机材料，有机高分子材料可采用各种纤维素醚或聚乙烯醇或聚乙酸乙烯酯或聚乙烯吡咯烷酮或它们中任何几种的混合物，无机材料包括二氧化硅或二氧化钛或氧化铝或它们中任何几种的混合物。

11.如权利要求1至7所述的任何一项所述的用于快速检测试纸的导流膜的使用方法，其特征在于：该导流膜通过粘合剂转移到快速检测试纸的基板上。

Images