TW201441620A - 木質纖維檢測用具 - Google Patents

Abstract

木質纖維檢測用具包含：一木質纖維基材；以及至少一檢測試劑。檢測試劑吸附/塗佈於木質纖維基材之木質纖維組織，其中當木質纖維基材與一液態檢體或一含有液體之檢體)接觸時，檢體透過毛細作用與木質纖維基材的檢測試劑進行反應，以達成檢體檢測之目的。本發明之木質纖維檢測用具具有包括天然材質、價格便宜、加工方便等優勢，目的是使木質纖維基材在傳統利用之外，讓使用者不需花費額外的時間/金錢即可達成疾病預防檢測，進而成為日常健康維護的平台。

Description

木質纖維檢測用具

本發明係關於檢測用具，特別是關於利用毛細作用進行檢測的木質纖維檢測用具。

隨著民眾的健康意識逐漸提高，居家自我檢測之概念已漸漸盛行。所謂居家自我檢測意指民眾可在家方便隨時檢測，通常可利用檢測試劑的顏色轉變，在簡便儀器或不需儀器肉眼判讀的條件下，可立即觀察有無疾病之徵兆。此外當色差變大時，可再到醫院進一步詳細檢查。因此，居家自我檢測具有方便即時及節省支出的優勢。

在居家自我檢測方面，檢測試紙為經常使用的檢測用品。檢測試紙的優點為：操作簡單、容易判讀及方便攜帶。檢測試紙的檢測原理主要是利用酵素與溶液中的特定物質進行催化之生化反應，產生顏色或其他性質改變，以量測物質存在與否的定性反應，以及物質濃度的半定量反應。

舉例而言，居家使用型的血醣或尿糖檢驗試紙的原理為「葡萄糖氧化酶(glucose oxidase)法」，利用葡萄糖氧化酶與葡萄糖之間的專一性催化反應使試紙變色，對他種還原性的物質則不起作用。利用酵素的技術在試紙上塗上一種葡萄糖氧化酶，當葡萄糖氧化酶與血液中的葡萄糖反應後，會使得試紙顏色產生變化，而使用者可根據試紙的顏色與顏色表比對，即可判讀血醣濃度之高低。這種簡易的血醣量測方法，造福許多糖尿病的患者，使其可隨時對病情作監控，不僅改善生活品質，同時也擴大了醫療照護的範圍。

惟檢測試紙仍需要特別攜帶，因此檢測試紙之方便性仍有改良的空間。因此，發展一種檢測平台，其具有試紙的優點，並擁有與日 常用品匹配之便利性，為當前努力的目標。

本發明的目的之一係開發一種檢測平台，其具有試紙的優點，並可擁有與日常用品匹配之便利性。

依據本發明之一實施例，一種木質纖維檢測用具包含：一木質纖維基材；以及至少一檢測試劑。檢測試劑吸附/塗佈於木質纖維基材之木質纖維組織，其中當木質纖維基材與一液態檢體或一含有液體之檢體)接觸時，檢體透過毛細作用與木質纖維基材的檢測試劑進行反應，以達成檢體檢測之目的。

本發明之木質纖維基材包括一攪拌棒、一木筷或一牙籤。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

1‧‧‧木質纖維基材

11‧‧‧凹槽

2‧‧‧檢測試劑

圖1為示意圖顯示本發明之木質纖維檢測用具。

附件1a至1c為實驗數據顯示本發明之一實施例之一檢測用牙籤用以測量葡萄糖。

附件2a至2c為實驗數據顯示本發明之一實施例之一檢測用牙籤用以測量膽固醇。

附件3為照片顯示本發明之一實施例之一檢測用牙籤用以測量亞硝酸鹽。

附件4為照片顯示本發明之一實施例之一表面處理的攪拌棒。

附件5為照片顯示本發明之一實施例之一檢測用攪拌棒用以測量亞硝酸鹽。

本發明係關於一種木質纖維檢測用具，其主要元件為木質纖 維基材及檢測試劑。木質纖維或可稱為木質化組織，其指的是維管形成層向內的發展出植物組織的統稱。此外，木質纖維通常取自喬木和灌木所形成的木質化組織。木質纖維具有強韌的機械結構並相對耐酸鹼，因此可較濾紙具有結構強度方面的優勢。

木質纖維基材之形狀、大小原則上並未限制，因此可依檢測標的來進行設計。常見的木質纖維基材之形狀包含但不限於圓柱、長方體、板狀等。

請參照圖1，其為示意圖顯示本發明之木質纖維檢測用具，其中本發明之木質纖維基材1包含凹槽11。一般而言，凹槽的形狀、大小並未特別限制，可視檢測需求而設置。其中應註明的是，圖1實例中凹槽11的形狀僅為示意而非用以限制。一般而言，凹槽11的形狀可包含但不限於長方體、正方體、圓柱、半球體、V型或上述之外其餘之形狀組合。凹槽11的位置亦可視不同檢測之需求而做彈性設置。

在一實施例中凹槽11可設置為檢測區，因此可將檢測試劑2設置於凹槽11，以便進行檢測。在圖1中檢測試劑2設置於凹槽11之底部。但應可了解檢測試劑亦可設置於凹槽的單側、底面、雙側或其他組合。在一實施例中，可將液體樣本低至檢測區以直接與檢測試劑反應，進而檢測液體樣本。

應註明的是，在另一實施例中，可利用木質纖維基材1的內部輸水孔道(圖中未示)所具有的毛細作用進行欲檢測標的物之運送到達作為檢測區的凹槽11，進而避免木質纖維基材1表面輸水孔道因加工過程的物理性破壞而造成量測誤差，甚至達到控制液體樣本的流速之目的。

此外可對木質纖維基材進行表面處理以增加木質纖維的穩定性，表面處理例如但不限於疏水處理，疏水試劑包含但不限於PDMS(聚二甲基矽氧烷，Polydimethylsiloxane)。

此外應註明的是，多重檢測可以多重定性或是定量；詳言之，多重檢測可包含多樣檢測標的或是單一檢測標的之多重濃度之檢測，以達檢測的多樣性。

在一實施例中，木質纖維基材可採用日常生活用品，其實施例包含但不限於攪拌棒、木筷或牙籤。

其中本發明之一實施例為牙籤。牙籤的一般用途主要是用來清潔牙縫中的食物，其材質為木質纖維，台灣較常見者為竹製材料。竹類植物的桿多為木質，屬灌木或喬木狀，由於生長快速，因此有價格之優勢。

牙籤的優勢包括天然材質、價格便宜、加工方便等優點。牙籤取得方便並常用於餐後維護口腔衛生，本發明之目的之一即是讓使用者在使用牙籤清潔牙縫時，一併完成疾病及檢測，使得使用者不需花費額外的時間即可達成疾病預防檢測。

本發明之原理為利用木質纖維所具有的毛細作用，使木質纖維基材成為疾病預防檢測平台。利用吸附於木質纖維基材纖維組織的檢測試劑，使得當木質纖維基材與一液態檢體或一含有液體之檢體接觸時，藉由毛細作用將標的檢體吸附至木質纖維基材的纖維組織，並與檢測試劑反應，以達成檢測檢體之作用。

檢測試劑吸附於木質纖維基材之方法係藉由將木質纖維基材浸泡於檢測試劑溶液以完成之製備，藉由木質纖維基材的毛細作用及植物纖維的維管束組織，使得檢測試劑吸附於木質纖維基材。其中將木質纖維基材浸泡於檢測試劑溶液後，可進行一乾燥步驟，以製備可進行檢測的木質纖維基材。

本發明之檢測用木質纖維基材可以利用呈色(colorimetric)反應或是螢光進行檢測，其中檢測試劑包含一呈色劑或一螢光試劑。檢測試劑之呈色劑或螢光試劑可依檢測標的不同而做適應性改變。

在本發明之一實施例中，檢測試劑包含一酵素。如前所述，可利用酵素與溶液中的物質反應，產生顏色或其他性質改變，以量測物質存在與否的定性反應，以及物質濃度的定量反應。舉例而言，測量「葡萄糖氧化酶(glucose oxidase)法」，則是利用葡萄糖氧化酶與葡萄糖之間的專一性催化作用使試紙變色。

檢體舉例但不限於一受試者之唾液、血液、尿液或其他體液。如前所述檢體藉由毛細作用吸附至木質纖維基材之纖維組織，並與檢測試劑反應以達成檢測檢體之作用。此外亦可將固體檢測物懸浮於液體溶劑之中，待標的檢體溶出於溶劑之中，再利用毛細作用進行上述之檢測方式。

其中應註明的是本發明之木質纖維基材，常用於進食或是喝飲料，例如：餐後維護口腔衛生，因此一較佳實施例為檢測受試者之唾液。而唾液檢測的優點包括：唾液檢驗為非侵入性、採集方便、成本不高、感染風險低、病人不須依賴醫護人員即可自行採集、自行檢驗。

承上述，本發明之檢測用木質纖維基材可用於檢測唾液、血液、尿液或其他體液之相關生化性質，舉例而言但不限於檢測葡萄糖、亞硝酸根、酸鹼度。以下僅為實施例說明檢測原理及應用。

1.亞硝酸鹽檢測

食物中如有硝酸離子，口水中的消化酵素作用後會轉變為亞硝胺，其已被醫界證實為一致癌物。此外含有大量亞硝酸鹽的飲水、蔬菜、糧食、魚、肉製品、漬酸菜等經人食用後，大量亞硝酸鹽可使人直接中毒。目前已有利用化學呈色反應的亞硝酸檢測試紙，因此食物中亞硝酸檢測亦為適宜的檢測標的。

2.葡萄糖檢測

血醣或尿糖的測量原理已如前述，其可使病患能夠隨時對自己的病情作監控。

3.酸鹼度檢測

在檢測酸鹼度方面，石蕊試紙是常用來測量溶液的酸鹼度的指示用具。石蕊試紙是將紙張浸於含石蕊試劑的溶液中製成。石蕊試劑在酸性液中呈紅色，在鹼性液中呈藍色。故可利用前述性質製備用以檢測酸鹼性的木質纖維基材。

以下通過具體實施例配合附圖詳加說明，可更容易瞭解本發明的目的、技術內容、特點及所達成的功效，並據以實施，但不能以此 限定本發明的保護範圍。

牙籤作為葡萄糖測量用具利用牙籤作為葡萄糖測量用具之製備及檢測方法如下：(1)將牙籤浸泡於330μl之葡萄糖檢測試劑中：含Glucose oxidase 75 units/mL,HRP 15 units/mL，螢光染劑10-acetyl-3,7-dihydroxyphenoxazine 300μM，上述藥品皆來自Sigma-Aldrich。(2)浸泡五分鐘。(3)取出乾燥2小時。(4)乾燥後即可於葡萄糖檢測用。附件1顯示使用牙籤做為檢測緩衝液系統中不同濃度的葡萄糖的吸附結果。其中附件1a為校正曲線(Calibration curve)顯示螢光平均強度與葡萄糖濃度的對應關係(N=20)。附件1b為圖像顯示緩衝液系統中2.5mM和500mM葡萄糖的牙籤螢光檢測圖像。附件1c為具有相同葡萄糖濃度的不同試驗組之間的差異(每組N=5)，其中在不同的葡萄糖濃度(2.5，5，10，50和500mM)測試組之間的平均變化分別為0.633，0.336，0.118，0.034和0.026。

牙籤作為膽固醇測量用具利用牙籤作為膽固醇測量用具之製備及檢測方法如下：(1)將牙籤浸泡於330μl之膽固醇檢測試劑中：含膽固醇氧化酶(Cholesterol oxidase)2 units/mL,HRP 2 units/mL，螢光染劑10-acetyl-3,7-dihydroxyphenoxazine 300μM，以上藥品皆來自Sigma-Aldrich。(2)浸泡五分鐘。(3)取出乾燥0.5小時。(4)乾燥後即可於膽固醇檢測用。附件2顯示使用牙籤做為檢測緩衝液系統中不同濃度的膽固醇的吸附結果。附件2a為校正曲線顯示顯示螢光平均強度與膽固醇濃度的對應關係(N=15)。附件2b為圖像顯示緩衝液系統中1.5mg/mL和4mg/mL膽固醇的牙籤螢光檢測圖像。附件2c數據顯示具有相同葡萄糖濃度的不同試驗組之間的差異(每組N=5)，其中在不同的膽固醇濃度(1.5，2，2.5，3，和4mg/mL)測試組之間的平均變化分別為0.306，0.177，0.081，0.088和0.107。

牙籤作為亞硝酸鹽檢測用具

利用牙籤作為亞硝酸鹽檢測用具之製備方式是以下試劑塗布，包含50mmol/L的對氨基苯磺酰胺(sulfanilamide)(≧99%， Sigma-Aldrich)，330mmol/L的檸檬酸(≧99.5%，Sigma-Aldrich)，和10mmol/L N-(1-萘基)乙二胺(N-(1-naphthyl)ethylenediamine)(≧98%，Sigma-Aldrich)。

以下圖式顯示牙籤塗佈亞硝酸鹽檢測試劑，並與不同濃度的亞硝酸鹽溶液反應，由左到右的亞硝酸鹽溶液濃度，分別為10，5，2.5，1.25，0.625和0.156 mM。

攪拌棒的表面處理

藉由PDMS塗布攪拌棒以達成表面疏水性處理，之後將攪拌棒之一端浸於紅墨水之中，請參照附件4，結果發現經由PDMS塗布的攪拌棒其表面具有疏水性，因此紅墨水僅由攪拌棒內部運送，並到達凹槽檢測區，對照組的表面則充滿紅墨水，代表表面有紅墨水通過。

利用攪拌棒檢測葡萄糖

提供木質及竹製攪拌棒，將其以4 μl PDMS進行表面處理，並將5μl之NO₂ ^-檢驗試劑滴在凹槽內，其包含50 mmol/L sulfanilamide,330 mmol/L citric acid(99.5%,Sigma-Aldrich),10 mmol/L N-(1-naphthyl)ethylenediamine。請參照附件5，其顯示木質及竹製攪拌棒塗佈亞硝酸鹽檢測試劑，並與不同濃度的亞硝酸鹽溶液反應，由左到右的亞硝酸鹽溶液濃度，分別為0,156,625,2500 μM。

綜合上述，本發明之木質纖維檢測用具之優勢包括天然材質、價格便宜、加工方便，並可利用毛細作用使木質纖維基材成為疾病的預防檢測平台及基材，並且可以讓使用者不需花費額外的時間即可達成疾病預防檢測。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

1‧‧‧木質纖維基材

11‧‧‧凹槽

2‧‧‧檢測試劑

Claims (11)

1. 一種木質纖維檢測用具，包含：一木質纖維基材；以及至少一檢測試劑，其塗佈於該木質纖維基材之一木質纖維組織，其中當該木質纖維基材與一檢體接觸時，該檢體為一液態檢體或含有液體之一檢體並藉由毛細作用吸附至該木質纖維基材，並與該檢測試劑反應以達成檢測該檢體之作用。
2. 如請求項1所述的木質纖維檢測用具，其中該木質纖維基材為一攪拌棒、一牙籤或一木筷。
3. 如請求項1所述的木質纖維檢測用具，其中該木質纖維組織為竹片。
4. 如請求項1所述的木質纖維檢測用具，其中該木質纖維基材包含一凹槽。
5. 如請求項4所述的木質纖維檢測用具，其中該檢測試劑設置於該凹槽。
6. 如請求項4所述的木質纖維檢測用具，其中該凹槽之形狀可包含長方體、正方體、圓柱、半球體、V型或上述形狀組合。
7. 如請求項1所述的木質纖維檢測用具，其中該檢測試劑包含一呈色劑或一螢光試劑。
8. 如請求項1所述的木質纖維檢測用具，其中該檢測試劑包含一酵素試劑。
9. 如請求項1所述的木質纖維檢測用具，其中該液體檢體係為一受試者之唾液、血液或尿液。
10. 如請求項1所述的木質纖維檢測用具，係用以檢測葡萄糖、亞硝酸根或酸鹼度。
11. 如請求項1所述的木質纖維檢測用具，其中該木質纖維基材係經疏水性表面處理。