CN107155347B - 用于光学分析的结构体和用于制造其的墨组合物 - Google Patents

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Abstract

本文中公开能够光学分析少量的样品的用于光学分析的结构体和用于制造其的墨组合物。用于光学分析的结构体包括载体和结合到载体并且配置成在载体的一个表面上形成腔室的墨结构体。墨结构体包括配置成形成墨结构体的主体的第一墨结构部件和在第一墨的侧表面的下部部分处形成的第二墨结构部件，使得第一墨结构部件和第二墨结构部件相对于腔室的中央的方向具有不同的斜度。

Description

用于光学分析的结构体和用于制造其的墨组合物
技术领域
示例性实施方式涉及能够光学分析少量的样品的用于光学分析的结构体和用于制造所述用于光学分析的结构体的墨组合物。
背景技术
患者的样品可通过使用用于免疫测定、临床实验室测试等的光学分析进行分析。这些免疫测定和临床实验室测试对于患者状况的诊断和治疗是重要的。
可提供用于光学分析的结构体来用于患者的样品的光学分析，且所述光学分析结构体可包括涂覆有基于颜料的墨的颜料结构体和涂覆有基于树脂的墨的树脂结构体。
在所述光学分析结构体中，由于所述颜料结构体在其表面上具有许多孔，因此其中样品渗入孔的现象可发生，且由于所述树脂结构体具有小的接触角，因此其中样品从所述结构体中溢出的现象可发生。
发明内容
技术问题
一个或多个示例性实施方式的一个方面提供用于光学分析的结构体，其包括配置成形成墨结构体的主体的第一墨结构部件、和在第一墨结构部件的侧表面的下部部分处形成的第二墨结构部件。
一个或多个示例性实施方式的另一方面提供用于光学分析的结构体，其包括涂覆有具有基于颜料的墨和基于树脂的墨的墨组合物的墨结构体。
示例性实施方式的额外的方面将部分地在随后的描述中阐明，和部分地将由所述描述明晰，或者可通过示例性实施方式的实践获悉。
技术方案
根据一个方面，用于光学分析的结构体包括载体和结合到载体并且配置成在载体的一个表面上形成腔室的墨结构体，且墨结构体包括配置成形成墨结构体的主体并且相对于腔室的中央的方向具有第一斜度(slope)的第一墨结构部件和在第一墨结构部件的侧表面的下部部分处形成并且相对于腔室的中央的方向具有第二斜度的第二墨结构部件，其中第一斜度不同于第二斜度。
第二墨结构部件可具有比第一墨结构部件高的亲油性。
第二墨结构部件的纵向截面的斜度可沿着载体的方向减小。
第二墨结构部件的纵向截面可具有抛物线形状或高斯分布形状。
腔室的直径可在载体的方向上从第二墨结构部件的起点起减小。
墨结构体可在载体的一个表面上形成沟槽。
沟槽的宽度可在载体的方向上从第二墨结构部件的起点起减小。
墨结构体可通过涂覆包括基于颜料的墨和基于树脂的墨的墨组合物而形成。
第一墨结构部件可由基于颜料的墨和基于树脂的墨形成。
第二墨结构部件可由基于树脂的墨形成。
第二墨结构部件可通过墨组合物中的基于树脂的墨在重力方向上向下流动而形成。
基于颜料的墨的重量可占墨组合物的总重量的30％-70％，且基于树脂的墨的重量可占墨组合物的总重量的30％-70％。
墨组合物可进一步包括固化剂和延迟剂，使得固化剂和延迟剂的总重量占墨组合物的总重量的10％-20％。
墨结构体的透射率可与墨组合物中包括的白色的基于树脂的墨的墨组成比率的增加一致地增加。
墨结构体的透射率可与入射到墨结构体上的光的波长的增加一致地增加。
基于颜料的墨可包括来自如下之中的至少一种：金红石、锐钛矿、氧化锑、锌、碳酸钙、二氧化硅、镉、铬、钴、铜、铁氧化物、铅、锰、汞、钛、碳(炭黑，carbon)、粘土、群青、茜素、茜素深红、藤黄、胭脂虫红、茜素玫瑰红、靛蓝、印度黄、皇紫、喹吖啶酮、品红、酞菁绿酞菁蓝颜料红170、和联苯胺黄。
基于树脂的墨可包括来自如下之中的至少一种：有机硅、桉油萜醛、半导体、安息香、石油、苯乙烯、苯胺、氨基基团、氨基醇酸树脂、乙酸乙烯酯、醇酸树脂、环氧、脲(尿素)、流延树脂、甲苯、塑料、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、和琥珀。
载体可以膜型的薄膜形状(形式)提供。
载体可以弯曲的表面形状提供。
在载体中，结合到墨结构体的一个表面可为经亲水性处理的。
根据另一方面，用于制造用于光学分析的结构体的墨组合物包括具有占墨组合物的总重量的30％-70％的重量的基于颜料的墨、和具有占墨组合物的总重量的30％-70％的重量的基于树脂的墨。
墨组合物可进一步包括固化剂和延迟剂，其中固化剂和延迟剂的总重量占墨组合物的总重量的10％-20％。
基于颜料的墨可包括来自如下之中的至少一种：金红石、锐钛矿、氧化锑、锌、碳酸钙、二氧化硅、镉、铬、钴、铜、铁氧化物、铅、锰、汞、钛、碳、粘土、群青、茜素、茜素深红、藤黄、胭脂虫红、茜素玫瑰红、靛蓝、印度黄、皇紫、喹吖啶酮、品红、酞菁绿酞菁蓝颜料红170、和联苯胺黄。
基于树脂的墨可包括来自如下之中的至少一种：有机硅、桉油萜醛、半导体、安息香、石油、苯乙烯、苯胺、氨基基团、氨基醇酸树脂、乙酸乙烯酯、醇酸树脂、环氧、脲、流延树脂、甲苯、塑料、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、和琥珀。
发明的有益效果
如由以上描述明晰的，根据示例性实施方式的光学分析结构体的预期效果如下。
通过使用基于树脂的墨和基于颜料的墨形成墨结构体，可容易地输送多种类型的用于光学分析的样品。
另外，通过将样品均匀地容纳在腔室中，可保证光学分析结果的均匀性。
附图说明
由结合附图考虑的示例性实施方式的以下描述，这些和/或其它方面将变得明晰和更容易理解，其中：
图1为说明根据一个示例性实施方式的光学分析结构体的透视图；
图2为沿着图1的光学分析结构体的线AA’所取的横截面图；
图3为沿着图1的光学分析结构体的线BB’所取的横截面图；
图4为由基于颜料的墨和基于树脂的墨形成的墨结构体的横截面的扫描电子显微镜(SEM)图像；
图5为说明光学分析结构体的另一实例的横截面图；
图6为说明光学分析结构体的还一实例的横截面图；
图7为说明当有机溶剂落(滴落)在墨结构体上时的情况的对比图；
图8为说明当水溶性缓冲剂落在墨结构体上时的情况的对比图；
图9和10为说明当有机溶剂落入腔室中时有机溶剂的铺展性的图；
图11和12为说明当水溶性缓冲剂落入腔室中时水溶性缓冲剂的铺展性的图；
图13、14、15和16为说明光学分析结构体的多种示例性实施方式的透视图；
图17、18、19和20为说明当使用根据示例性实施方式的光学分析结构体研究样品的光学特性时测量值的离中趋势(离差，dispersion)的烛柱图；
图21A、21B、21C、21D、21E、21F和21G为说明根据墨组合物中包括的墨的类型的量的透射率值的图；
图22为显示墨结构体的入射光的波长和光透射率之间的关系的图；
图23为说明根据示例性实施方式的微流控器件的图；和
图24为说明配置成使用根据图23的微流控器件进行研究的平台(platform)的结构的分解透视图。
具体实施方式
参照附图和示例性实施方式的以下具体实施方式，将清楚地理解示例性实施方式和实现其的方法的优点和特征。然而，本发明构思不限于将公开的示例性实施方式，而是可以多种不同的形式实施。提供示例性实施方式以向本领域技术人员充分地说明本发明构思且充分地说明本发明构思的范围。本发明构思的范围由所附权利要求限定。在下文中，将参照附图详细地描述示例性实施方式。
现在将对示例性实施方式详细地进行介绍，其实例说明于附图中，其中相同的附图标记始终指的是相同的元件。
示例性实施方式涉及用于光学分析的结构体和配置成制造它的墨组合物，其被提供用于方便地控制通过所述结构体的样品的移动和得到具有均匀的离中趋势的光学分析结果。
光学分析结构体可应用于其中光学分析是有用的所有领域，因为在光学分析中样品被注入所述结构体中。在下文中，将以附图详细地描述光学分析结构体。
图1为说明根据一个示例性实施方式的光学分析结构体100的透视图，且图2为沿着图1的光学分析结构体100的线AA’所取的横截面图，且图3为沿着图1的光学分析结构体100的线BB’所取的横截面图。
参照图1、2和3，根据一个示例性实施方式的光学分析结构体100可包括载体110和结合到载体110以在载体110的一个表面上形成腔室120和沟槽130的墨结构体140。
可提供载体110以支持墨结构体140。载体110可例如以平坦形状和膜型的薄膜形状之一提供。同时，根据一个示例性实施方式，载体110可以弯曲形状提供，并且包括结合到墨结构体140的亲水性表面。
墨结构体140可通过涂覆具有基于颜料的墨和基于树脂的墨的墨组合物而形成。
墨组合物可包括基于颜料的墨和基于树脂的墨，所述基于颜料的墨占墨组合物的总重量的30％-70％，所述基于树脂的墨占墨组合物的总重量的30％-70％。根据一个示例性实施方式，墨组合物可进一步包括联合占墨组合物的总重量的10％-20％的固化剂和延迟剂。通常，由于基于颜料的墨以基于颜料的墨的总重量的5％-15％包括基于树脂的墨作为其成分，因此当墨组合物进一步包括固化剂和延迟剂时，墨组合物可以墨组合物的总重量的20.4％-59.85％包括基于颜料的墨、以墨组合物的总重量的25.2％-72.45％包括基于树脂的墨、和以墨组合物的总重量的10％-20％包括固化剂和延迟剂的组合。墨组合物的组成比率不限于此，并且可根据需要适当地调节。
当墨结构体140形成并且墨组合物中包括的基于颜料的墨的比例过高时，其中样品被吸收到在颜料颗粒P之间形成的孔中的现象可发生，且疏水性质可根据固化温度而改变。相反，当基于树脂的墨的比例过高时，结构体的角可坍塌，且因而，不易将墨结构体140制造成具有精确的尺寸，且注入该结构体中的溶剂因此可溢出到该结构体外部。
相比之下，当墨结构体140由包括基于颜料的墨和基于树脂的墨的墨组合物形成时，可形成其中基于树脂的墨填充在颜料颗粒P之间的结构体，且因而，通过所述结构体的样品可被安全地输送且可同时获得均匀的光学测量数据。在下文中，将描述相关部分。
基于颜料的墨可包括从如下之中选择的一种或多种：金红石、锐钛矿、氧化锑、锌、碳酸钙、二氧化硅、镉、铬、钴、铜、铁氧化物、铅、锰、汞、钛、碳、粘土、群青、茜素、茜素深红、藤黄、胭脂虫红、茜素玫瑰红、靛蓝、印度黄、皇紫、喹吖啶酮、品红、酞菁绿酞菁蓝颜料红170、和联苯胺黄。
另外，基于树脂的墨可包括从如下之中选择的一种或多种：有机硅、桉油萜醛、半导体、安息香、石油、苯乙烯、苯胺、氨基基团、氨基醇酸树脂、乙酸乙烯酯、醇酸树脂、环氧、脲、流延树脂、甲苯、塑料、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、和琥珀。
墨结构体140结合到载体110并且可在载体110的一个表面上形成腔室120和沟槽130。参照图2和3，墨结构体140可包括形成墨结构体140的主体的第一墨结构部件140-1和设置在第一墨结构部件140-1的侧表面的下部部分上并且在腔室120或沟槽130的中央C1或C2的方向上具有与第一墨结构部件140-1不同的斜度的第二墨结构部件140-2，且腔室120和沟槽130可通过第一墨结构部件140-1和第二墨结构部件140-2形成。尽管为了描述的方便起见划分了第一墨结构部件140-1和第二墨结构部件140-2，如图2和3中所示，但是第一墨结构部件140-1和第二墨结构部件140-2可具有光滑地连接的结构体。
腔室120指的是配置成容纳样品的空间。根据一个示例性实施方式，可将试剂预先容纳在腔室120中，且在这种情况下，可通过光学分析监测注入的样品和试剂的反应。如图2中所示，腔室120可提供有在载体110的方向上从第二墨结构体140-2的起点起逐渐减小的直径。特别地，关系可为D1>D2>D3，其中，D1、D2和D3指的是腔室120在载体110的方向上的各直径。
沟槽130指的是注入的样品的移动路径，且可具有几微米(μm)到几百μm的宽度。因而，注入的样品可由于沟槽130的毛细管力而移动到腔室120。如图3中所示，沟槽130可提供有在载体110的方向上从第二墨结构部件140-2的起点起逐渐减小的直径。特别地，关系可为D4>D5>D6，其中，D4、D5和D6指的是沟槽130在载体110的方向上的直径。
形成墨结构体140的主体的第一墨结构部件140-1可由基于颜料的墨和基于树脂的墨形成。更特别地，第一墨结构部件140-1可涂覆有以上描述的墨组合物，并且可具有在于固化过程期间产生的误差范围内的与以上描述的墨组合物相同的组成比率。
第二墨结构部件140-2可由基于树脂的墨形成。更特别地，第二墨结构部件140-2可通过墨组合物中包括的基于树脂的墨的一部分由于重力向下流动而形成。根据一个示例性实施方式，第二墨结构部件140-2的纵向截面的斜度可在载体110的方向上减小，且所述纵向截面可具有抛物线形状或高斯分布形状。
为了促进理解，在附图4中，提供由基于颜料的墨和基于树脂的墨形成的墨结构体140的横截面的扫描电子显微镜(SEM)图像。图4的区域A1为第一墨结构部件140-1的横截面的SEM图像，且区域A2为第二墨结构部件140-2的横截面的SEM图像。
参照图4，第一墨结构部件140-1可以其中基于树脂的墨填充颜料颗粒P之间的空间的形状提供，且该类型的结构可防止其中样品渗入墨结构体140的壁表面的现象。另外，通过使用颜料颗粒P稳固地形成墨结构体140，可形成具有精确的尺寸的墨结构体140。
可根据所提供的墨的组成比率、固化温度、和固化时间的一种或多种提供墨结构体140的纵向截面的多种形状。图5为说明光学分析结构体100的另一实例的横截面图，且图6为说明光学分析结构体100的还一实例的横截面图。在图5和6中，为了描述的方便起见，说明腔室120的横截面。
参照图5，设置在光学分析结构体100的腔室120的边缘上的第二墨结构部件140-2a可具有比图2中所示的第二墨结构部件140-2陡的斜度。相反地，参照图6，光学分析结构体100的第二墨结构部件140-2b可具有比图2中所示的第二墨结构部件140-2平缓的(即，没有图2中所示的第二墨结构部件140-2陡的)斜度。特别地，可形成第二墨结构部件140-2使得纵向截面可具有多种斜度，并且包括在由本领域技术人员可容易地考虑到的范围内的变化。
第一墨结构部件140-1和第二墨结构部件140-2可具有不同的亲水性/亲油性。更特别地，第二墨结构部件140-2具有比第一墨结构部件140-1高的亲油性，且换句话说，第二墨结构部件140-2可具有比第一墨结构部件140-1低的亲水性质。
第一墨结构部件140-1和第二墨结构部件140-2的亲水性/亲油性在决定容纳在腔室120和/或沟槽130中的样品的流动性方面可为重要的。因而，在描述样品的流动性之前将描述根据样品的类型的墨结构体140的亲水性/亲油性和根据样品注入的样品的铺展性方面。
疏水性指的是对水的亲和性的缺乏，且亲油性表示对油的高的亲和性。在这点上，具体溶剂的疏水性质和亲油性可在相同的方面出现，且在下文中，亲油性的描述可包括疏水性的描述。
为了确定墨结构体140的亲水性/亲油性，进行其中使有机溶剂和亲水性缓冲剂落在多种类型的墨结构体140上的实验。
当使有机溶剂落在墨结构体140上时，可在其表面上形成有机溶剂滴。有机溶剂为处于液态的有机化学物质并可溶解油等，且对于亲油性表面具有比对于亲水性表面大的亲和性。因而，当墨结构体140的表面是亲油性的时，有机溶剂在墨结构体140的其中有机溶剂滴落的表面上的铺展性可增加。特别地，当墨结构体140的表面是亲油性的时，有机溶剂滴的半径可形成为较大。
在图7中，示出使有机溶剂落在基于树脂的墨结构体的表面S1、其中基于树脂的墨和基于颜料的墨混合的混合结构体的表面S2、和基于颜料的墨结构体的表面S3上的结果，且在这里，使用0.42μl的环己酮作为有机溶剂。
作为实验的结果，在基于树脂的墨结构体的表面S1上形成具有约0.547mm的半径R1的有机溶剂滴，且在混合结构体的表面S2上形成具有约0.521mm的半径R2的有机溶剂滴，且在基于颜料的墨结构体的表面S3上形成具有约0.471mm的半径R3的有机溶剂滴。在这方面，确定在基于树脂的墨结构体的表面S1上形成的有机溶剂的半径R1是最大的(R1>R2>R3)作为实验的结果，且因而，基于树脂的墨结构体的表面S1具有最大的亲油性。
接着，当使水溶性缓冲剂落在墨结构体140上时，可在其表面上形成水溶性缓冲剂滴。水溶性溶剂为对于水具有高的亲和性的液态物质，并且对于亲水性表面具有比对于亲油性表面大的亲和性。因而，当墨结构体140的表面是亲水性的时，水溶性缓冲剂在墨结构体140的其中水溶性缓冲剂滴落的表面上的铺展性可增加。特别地，当墨结构体140的表面是亲水性的时，水溶性缓冲剂滴的半径可形成为较大。
在图8中，说明使水溶性缓冲剂落在基于树脂的墨结构体的表面S1、其中基于树脂的墨和基于颜料的墨混合的混合结构体的表面S2、和基于颜料的墨结构体的表面S3上的结果，且在这里，分别使0.42μl的水溶性缓冲剂落在各表面上。
作为实验的结果，在基于树脂的墨结构体的表面S1上形成具有约0.393mm的半径R4的水溶性缓冲剂滴，且在混合结构体的表面S2上形成具有约0.546mm的半径R5的水溶性缓冲剂滴，且在基于颜料的墨结构体的表面S3上形成具有约0.562mm的半径R6的水溶性缓冲剂滴。在这方面，确定在基于树脂的墨结构体的表面S3上形成的水溶性缓冲剂的半径R6是最大的(R6>R5>R4)作为实验的结果，且因而，基于颜料的墨结构体的表面S3具有最大的亲水性。
同时，当总结图7和8的结果时，在有机溶剂的情况中，在混合结构体的表面S2上形成具有约0.521mm(R2＝0.521mm)的半径的有机溶剂滴，并且在水溶性缓冲剂的情况中，在混合结构体的表面S2上形成具有约0.546mm的半径(R5＝0.546mm)的水溶性缓冲剂滴。即，确定有机溶剂和水溶性溶剂在混合结构体的表面S2上的铺展性彼此类似。
接下来，将基于墨结构体140的亲油性/亲水性根据样品注入描述样品的铺展性方面。
图9和10为说明当有机溶剂落入腔室120中时有机溶剂的铺展性的图。图11和12为说明当水溶性缓冲剂落入腔室120中时水溶性缓冲剂的铺展性的图。然而，在图9、10、11和12中，尽管描述腔室120作为实例，但是同样的原理可应用于沟槽130。
将首先描述其中有机溶剂落入腔室120中的情况。
参照图9和10，腔室120可包括通过第一墨结构部件140-1形成的第一侧壁W1、和通过第二墨结构部件140-2形成的第二侧壁W2。这里，由于第一墨结构部件140-1为混合墨结构体140且第二墨结构部件140-2为基于树脂的墨结构体140，因此第一墨结构部件140-1可具有比第二墨结构部件140-2低的亲油性。特别地，有机溶剂对于第二侧壁W2可具有比对于第一侧壁W1大的亲和性。
当有机溶剂落入腔室120中时，有机溶剂与邻近于载体110的第二侧壁W2接触，如图9中所示。此时，由于有机溶剂和第二侧壁W2之间的亲和性，有机溶剂具有高的铺展性。结果，落入的有机溶剂相对均匀地铺展在通过第二侧壁W2形成的腔室120的内侧上。
当有机溶剂连续地落入腔室120中时，有机溶剂与第一侧壁W1接触。此时，由于与第二侧壁W2相比，第一侧壁W1对于有机溶剂具有更低的亲和性，因此与图9中所示的情况相比，有机溶剂的铺展性降低。结果，如图10中所示，落入的有机溶剂可以比在图9中所示的情况更加凸出的形状铺展。
总的来说，有机溶剂可具有比在第一侧壁W1的接触表面处的铺展性大的在第二侧壁W2的接触表面处的铺展性。因而，由于有机溶剂在第二侧壁W2的接触表面处具有相对高的铺展性，因此在光学分析中可得到均匀的结果值。另外，由于有机溶剂在第一侧壁W1的接触表面处可具有比较低的铺展性，因此可防止其中有机溶剂从腔室120中溢出的现象。
接下来，将描述其中水溶性缓冲剂落入腔室120中的情况。
参照图11和12，腔室120可包括通过第一墨结构部件140-1形成的第一侧壁W1、和通过第二墨结构部件140-2形成的第二侧壁W2，如图9和10中所示。由于第一墨结构部件140-1为混合墨结构体140且第二墨结构部件140-2为基于树脂的墨结构体140，因此第一墨结构部件140-1可具有比第二墨结构部件140-2高的亲水性。特别地，水溶性缓冲剂对于第一侧壁W1可具有比对于第二侧壁W2大的亲和性。
当水溶性缓冲剂落入腔室120中时，水溶性缓冲剂与邻近于载体110的第二侧壁W2接触，如图11中所示。如上所述，由于第二侧壁W2具有基于树脂的结构体和高的亲油性，因此落下的水溶性缓冲剂具有比较高的与第二侧壁W2的接触角且容纳在腔室120内部。
当水溶性缓冲剂连续地落入腔室120中时，水溶性缓冲剂与第一侧壁W1接触。此时，由于与第二侧壁W2相比，第一侧壁W1对于水溶性缓冲剂具有更大的亲和性，因此与图11中所示的情况相比，水溶性缓冲剂的铺展性增加。特别地，如图12中所示，落下的水溶性缓冲剂具有相对低的与底部表面的接触角，且铺展在腔室120的内侧上。
总的来说，水溶性缓冲剂可具有比在第二侧壁W2的接触表面处的铺展性大的在第一侧壁W1的接触表面处的铺展性。特别地，在水溶性缓冲剂的情况中，由于溶液的铺展性可通过第一侧壁W1提高，因此在光学分析中可得到均匀的结果值。另外，由于水溶性缓冲剂被提供以由于第一侧壁W1而具有适当的铺展性，因此可防止其中水溶性缓冲剂从腔室120中溢出的现象。
以上描述的墨结构体140可以任意多种形状提供。
图13、14、15和16为说明根据多种示例性实施方式的光学分析结构体100a、100b、100c和100d的透视图。
光学分析结构体100a和100b可包括具有多种尺寸的腔室120a和120b。根据一个示例性实施方式的光学分析结构体100a可具有拥有相对大的半径的腔室120a，如图13中所示，且根据另一示例性实施方式的光学分析结构体100b可具有拥有相对小的半径的腔室120b，如图14中所示。因而，可通过改变在光学分析结构体100a和100b上形成的腔室120a和120b的尺寸来调节样品的量。
光学分析结构体100c可包括具有多种形状之一的腔室120c。根据一个示例性实施方式的光学分析结构体100c可包括具有矩形形状的腔室120c，如图15中所示。腔室120c的形状不限于此，并且包括在由本领域技术人员可容易地考虑到的范围内的变化。
此外，根据一个示例性实施方式的光学分析结构体可仅包括腔室。参照图16，根据一个示例性实施方式的光学分析结构体100d可包括具有圆形形状的腔室120d，且可不另外包括沟槽。在这种情况下，样品可直接注入腔室120d中。另外，根据一个示例性实施方式的光学分析结构体100d可包括具有任意多种尺寸和形状的腔室120d。
当使用以上描述的光学分析结构体100、100a、100b、100c和100d测量样品的光学特性时，可显示出如下所述的离中趋势值。在下文中，将描述图1中的光学分析结构体100作为典型的实例。
图17、18、19和20为说明当使用根据示例性实施方式的光学分析结构体100测量样品的光学特性时测量值的离中趋势的烛柱图。更特别地，图17为说明样品在405nm波长处的离中趋势的烛柱图，图18为说明样品在450nm波长处的离中趋势的烛柱图，图19为说明样品在535nm波长处的离中趋势的烛柱图，且图20为说明样品在630nm波长处的离中趋势的烛柱图。
在图17、18、19和20中，水平轴上的A、B和C分别指的是基于颜料的墨结构体、基于树脂的墨结构体、和混合墨结构体，且纵轴指的是光学分析结果值。参照图17、18、19和20，确定当使用基于颜料的墨结构体和基于树脂的墨结构体对样品进行光学分析时，光学分析结果值的离中趋势是相对大的。更特别地，参照图17，确定当使用基于颜料的墨结构体对样品进行光学分析时，样品的光学分析结果值范围从约0.290到0.297，且确定当使用基于树脂的墨结构体对样品进行光学分析时，样品的光学分析结果值范围从约0.291到0.297。相比之下，确定当使用混合墨结构体对样品进行光学分析时，样品的光学分析结果值范围从约0.315到0.318。特别地，确定当使用混合结构体时，光学分析结果值的离中趋势相对较低。结果，确定混合结构体显示出作为光学分析结构体的最佳性能。
接下来，将描述光学分析结构体100的透射率。
在以上描述的光学分析结构体100中，可通过调节形成墨结构体140的墨组合物的类型和墨组合物中包括的墨的组成比率来调节墨结构体140的光透射率。更特别地，随着墨组合物中的白色的基于树脂的墨的组成比率增加，墨结构体140的光透射率可增加。
在下文中，术语“白色的基于树脂的墨”指的是具有配置成实现白颜色的基于颜料的墨的基于树脂的墨，且“黑色的基于树脂的墨”指的是具有配置成实现黑颜色的基于颜料的墨的基于树脂的墨，且“黑色的基于颜料的墨”指的是这样的基于颜料的墨：其主要具有配置成实现黑颜色的基于颜料的墨。配置成实现白颜色的颜料可包括例如氧化钛、氧化锌、硫化锌和氧化铅的任意，且配置成实现黑颜色的颜料可包括碳(炭黑)等。
同时，调节光透射率的实例不限于此，且根据一个示例性实施方式，通过将具有多种颜色之一的基于颜料的墨和具有多种颜色之一的基于树脂的墨混合来提供具有多种光透射率特性的光学分析结构体的组件。
图21A、21B、21C、21D、21E、21F和21G为显示根据墨组合物中包括的墨的类型的量的光透射率值的图。
在图21A、21B、21C、21D、21E、21F和21G中，图的水平轴指的是入射光的波长，且纵轴指的是光的透射率。另外，图21A、21B、21C、21D、21E、21F和图21G说明包括如下的墨结构体140的光透射率：仅具有黑色的基于树脂的墨的墨组合物G1，以下列比率包括混合的黑色的基于颜料的墨化合物和白色的基于树脂的墨的墨组合物：对于墨组合物G2 9:1的比率、对于墨组合物G3 8:2的比率、对于墨组合物G4 7:3的比率、对于墨组合物G5 6:4的比率、和对于墨组合物G6 5:5的比率，以及仅具有白色的基于颜料的墨的组合物G7。
作为实验结果，在具有黑色的基于树脂的墨的墨组合物的情况G1中，墨结构体140显示出在约-0.1％到0.1％的范围内的光透射率，在具有以比率9:1混合的黑色的基于颜料的墨和白色的基于树脂的墨的墨组合物的情况G2中，墨结构体140显示出在约-0.1％到0.1％的范围内的光透射率，在8:2的混合比率的情况G3中，墨结构体140显示出约百分之零(0％)的光透射率，在7:3的混合比率的情况G4中，墨结构体140显示出在约0％到0.1％的范围内的光透射率，在6:4的混合比率的情况G5中，墨结构体140显示出在约0％到0.2％的范围内的光透射率，在5:5的比率的情况G6中，墨结构体140显示出在约0％到0.4％的范围内的光透射率，且在具有白色的基于树脂的墨的墨组合物的情况G7中，墨结构体140显示出在约-0.1％到0.1％的范围内的光透射率。
在这方面，确定随着白色的基于树脂的墨的组成比率增加，墨结构体140的光透射率大体上增加。
同时，在根据一个示例性实施方式的墨结构体140中，随着进入墨结构体140中的入射光的波长增加，光的透射率可增加。
图22为显示墨结构体的入射光的波长和光透射率之间的关系的图。
在图22中，该图的水平轴指的是入射光的波长且纵轴指的是光的透射率。如上所述，由于墨结构体140的光透射率随着白色的基于树脂的墨的组成比率增加而增加，因此在图22中，使用由100％的白色的基于树脂的墨形成的墨结构体140作为实例显示光的波长和光的透射率之间的关系。
参照图22，确定随着入射光的波长增加，光的透射率增加。更特别地，确定当光的波长大约等于或小于420nm时，光的透射率急剧增加，并且当光的波长大约等于或大于420nm时，光的透射率逐渐增加。
如上所述，描述了光学分析结构体100、100a、100b、100c和100d的多种示例性实施方式。光学分析结构体100、100a、100b、100c和100d可应用于其中需要光学分析的多种领域。根据一个示例性实施方式，当将样品引入腔室120中并在腔室120中干燥且递送用于光学分析时，可应用光学分析结构体100、100a、100b、100c和100d，或者光学分析结构体100、100a、100b、100c和100d可应用于微流控器件的平台结构。在下文中，将描述当将光学分析结构体100、100a、100b、100c和100d应用于微流控器件的平台结构时的情况。
图23为说明根据示例性实施方式的微流控器件200的图，且图24为说明配置成使用图23中所示的微流控器件200进行研究的平台220的结构的分解透视图。
参照图23，根据示例性实施方式的微流控器件200可包括外壳(housing)210、和其中进行光学分析的膜型平台220。
外壳210支持平台220并且使使用者能够同时把持微流控器件200。外壳210可为可容易地模塑的且由在化学上和在生物学上无活性的物质形成。
例如，对于外壳210的材料，可使用多种材料例如如下的任一种：丙烯酰基例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚硅氧烷例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)，聚乙烯例如聚碳酸酯(PC)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、和高密度聚乙烯(HDPE)，塑料材料例如聚乙烯醇、极低密度聚乙烯(VLDPE)、聚丙烯(PP)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、和环烯烃共聚物(COC)，玻璃，云母，二氧化硅，半导体晶片等。
外壳210可包括被供应有样品的样品供应器211。待供应到微流控器件200的样品可包括生物样品例如血液、组织液、淋巴液和尿的任意。样品供应器211可包括所供应的样品在其中流入平台220中的供应孔211a和配置成辅助样品的供应的辅助供应器211b。
使用者可通过使用工具例如吸量管或勺(spuit)使待分析的样品落入供应孔211a中。另外，其中在供应孔211a周围在供应孔211a的方向上形成斜坡的辅助供应器211b可将落在供应孔211a周围的流体样品引导至供应孔211a。
平台220可经由如下方法结合到外壳210：其中，平台220可熔合到样品供应器211的外壳210的底部或插入形成于外壳210中的某个沟槽中。
参照图24，平台220可以其中三个板结合的结构形成。所述三个板可划分为顶板220a、底板220b、和中间板220c，且顶板220a和底板220b可印刷有墨并且可保护朝向腔室120移动的样品免受外部光。
平台220的顶板220a和底板220b可应用于根据示例性实施方式的光学分析结构体100。特别地，光学分析结构体100可包括载体110和结合到载体110以在载体110的一个表面上形成腔室120的墨结构体140。根据一个示例性实施方式，除腔室120之外还可形成沟槽130，在下文中，将描述其中通过墨结构体140形成多个腔室120的情况作为示例性实施方式。
平台220的中间板220c可用多孔片材例如纤维素形成。根据一个示例性实施方式，所述多孔片材可提供有具有疏水性表面的物质以不影响样品的移动。
平台220可包括样品注入孔221、注入的样品在其处移动的沟槽222、和其中进行样品的光学分析的腔室224。
当平台220以三层结构形成时，可在顶板220a中形成配置成形成样品注入孔221的顶板孔221a，并且可在与顶板孔221a相反(相对)的区域上形成腔室224a。此时，可透明地形成与腔室224a的每一个对应的部分。同时，在底板220b中，也可透明地形成与腔室224b的每一个对应的部分，且为何透明地形成与腔室224b对应的部分的原因是为了促进容纳在腔室224b中的样品的光学特性的研究。
根据一个示例性实施方式，可预先将试剂容纳在腔室224b内部。根据一个示例性实施方式，试剂可以干燥形式提供到腔室224b的一个表面。在这种情况下，在注入的样品和试剂之间的反应可发生，且可通过在腔室224b中发生的反应来测量光学特性。
也可在中间板220c中形成配置成形成样品注入孔的中间板孔221c，并且当将顶板220a、中间板220c和底板220b结合时，顶板孔221a和中间板孔221c重叠且可形成平台220的样品注入孔221。
由于在中间板220c的区域中在与中间板孔221c相反的区域中形成腔室224c，因此可通过如下形成腔室224：从中间板220c的区域除去与腔室224c对应的区域以形成圆形形状、矩形形状等，并且将顶板220a、中间板220c和底板220b彼此结合。
作为注入的样品在其中移动的路径的沟槽222可形成于中间板220c中。沟槽222可具有约1μm-500μm的宽度，且通过样品注入孔221引入的样品可由于沟槽222的毛细管力而移动到腔室224c。以上描述的沟槽222的宽度仅是可应用于微流控器件200的一个示例性实施方式，且示例性实施方式不限于以上描述的值。
当将样品供应到微流控器件200的样品供应器211时，所供应的样品通过样品注入孔221流入平台220中，并且所引入的样品沿着沟槽222移动到腔室224。当将试剂储存在腔室224中时，样品可与试剂反应。容纳在腔室224中的样品可被提供用于光学分析，在这种情况下，如图17、18、19和20中所示，可获得具有均匀的离中趋势的光学测量数据。
尽管在上面描述了墨光学分析结构体的一些示例性实施方式，但是本发明构思不限于以上描述的示例性实施方式并且应理解为包括在对于本领域技术人员而言可为可容易地想到的范围内的变型。

Claims (11)

1.用于光学分析的结构体，包括：
载体；和
结合到所述载体并且配置成在所述载体的一个表面上形成腔室的墨结构体，
其中所述墨结构体包括：
配置成形成所述墨结构体的主体并且相对于所述腔室的中央的方向具有第一斜度的第一墨结构部件；和
在所述第一墨结构体的侧表面的下部部分处形成并且相对于所述腔室的中央的方向具有第二斜度的第二墨结构部件，
其中所述第一斜度不同于所述第二斜度，
其中第一墨结构部件和第二墨结构部件具有不同的亲水性，
其中所述墨结构体是通过涂覆包括基于颜料的墨和基于树脂的墨的墨组合物而形成的。
2.如权利要求1所述的结构体，其中所述第二墨结构部件具有比所述第一墨结构部件高的亲油性。
3.如权利要求1所述的结构体，其中所述第二墨结构部件的纵向截面的斜度沿着所述载体的方向减小。
4.如权利要求1所述的结构体，其中所述腔室的直径在所述载体的方向上从所述第二墨结构部件的起点起减小。
5.如权利要求1所述的结构体，其中所述第二墨结构部件是通过所述墨组合物中的所述基于树脂的墨在重力方向上向下流动而形成的。
6.如权利要求1所述的结构体，其中所述基于颜料的墨的重量占所述墨组合物的总重量的30％-70％，且所述基于树脂的墨的重量占所述墨组合物的总重量的30％-70％。
7.如权利要求1所述的结构体，其中所述墨组合物进一步包括固化剂和延迟剂，和其中所述固化剂和所述延迟剂的总重量占所述墨组合物的总重量的10％-20％。
8.如权利要求1所述的结构体，其中所述墨结构体的透射率与所述墨组合物中包括的白色的基于树脂的墨的墨组成比率的增加一致地增加，
其中所述墨结构体的透射率与入射到所述墨结构体的光的波长的增加一致地增加。
9.如权利要求1所述的结构体，其中所述基于颜料的墨包括来自如下之中的至少一种：金红石、锐钛矿、氧化锑、锌、碳酸钙、二氧化硅、镉、铬、钴、铜、铁氧化物、铅、锰、汞、钛、碳、粘土、群青、茜素、茜素深红、藤黄、胭脂虫红、茜素玫瑰红、靛蓝、印度黄、皇紫、喹吖啶酮、品红、酞菁绿酞菁蓝颜料红170、和联苯胺黄，和
其中所述基于树脂的墨包括来自如下之中的至少一种：有机硅、桉油萜醛、半导体、安息香、石油、苯乙烯、苯胺、氨基基团、氨基醇酸树脂、乙酸乙烯酯、醇酸树脂、环氧、脲、流延树脂、甲苯、塑料、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、和琥珀。
10.如权利要求1所述的结构体，其中所述载体以膜型的薄膜形状提供，和
其中所述载体以弯曲的表面形状提供。
11.如权利要求1所述的结构体，其中，在所述载体中，结合到所述墨结构体的一个表面是经亲水处理的。
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