TW201629483A - 檢測裝置之製造方法及其所製成的檢測裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種檢測裝置之製造方法,包括以下步驟:以一分送單元分送複數個試劑液滴於一薄型基材;以及以薄型基材吸收試劑液滴以形成檢測裝置之至少一檢測區。
Description
本發明係關於一種檢測裝置之製造方法及其所製成之檢測裝置。
不論在臨床醫學上,或是食品檢驗上,皆有檢測特定標的物的需求。具體而言,在於醫學臨床上,藉由檢測人體各種生物分子的含量,例如血液、尿液等體液中的醣類、或各類型的蛋白質等的含量,則可初步評估人體各器官運作是否正常。而在食品檢驗上,更可藉由檢測食品原料或產品中的物質,以初步評估食品中是否含有過量的致癌物質或是農藥殘留等,甚或是利用檢測蛋白質的方法以鑑定基因改造食品。
一般而言,生醫檢測或食品安全檢測係以螢光檢測法為大宗,藉由目標生物分子(即檢測標的)與特定的螢光物質結合而產生螢光。然而,其需要大量的液態試劑,且需要具有一定體積的檢測基材,例如九十六孔培養皿等。然,液態試劑攜帶不便,又有保存不便、容易變質的問題。因此,傳統生醫檢測或食品安全檢測的方式,必須侷限在實驗室的環境下,或是在特定設備的需求下始能進行,而不適用於簡易且即時的檢測。也因此,從事生醫檢測或食品安全檢測的研發人員或業者亦著重於各種可簡化檢測步驟且不侷限在實驗室內的簡易檢測方法。
同時,隨著民眾的健康意識及對於食品安全的重視逐漸提高,居家自我檢測的概念已漸漸盛行。所謂居家自我檢測係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。另外,目前常見應用於居家檢測的檢測裝置,例如血糖檢測儀,須以複雜的方法及花費高成本製作。
而由於薄型基材便於攜帶,且例如纖維材質者具有可以吸收液滴,以使液滴與帶有特定標的物之液體樣本反應的特性,所以若能為此薄型基材開發出特定製程,有助於推廣這種生醫檢測裝置或食品安全檢測裝置,使檢測操作更為容易、成本更低。
有鑑於上述課題,本發明之目的為提供一種檢測裝置之製造方法及其所製成的檢測裝置,利用薄型基材的特性,並以簡易、新穎且成本低的製造方法,將薄型基材製備成尺寸小且便於攜帶的檢測裝置,可讓患者針對特定的標的物進行初步檢測,便於作為生醫檢測或食品安全檢測使用。
為達上述目的,依據本發明的一種檢測裝置之製造方法,包括以下步驟:以一分送單元分送複數個試劑液滴於一薄型基材;以及以薄型基材吸收複數個試劑液滴以形成檢測裝置之至少一檢測區。
在一實施例中,薄型基材具有至少一親水區,且以親水表面吸收複數個試劑液滴形成檢測區。
在一實施例中,親水區係由薄型基材具有之一疏水物質定義出來。
在一實施例中,其中製造方法包括以下步驟:以一表面處理單元添加疏水物質於薄型基材之一表面,以定義出親水區。
在一實施例中,檢測裝置係生醫檢測裝置或食品安全檢測裝置。
在一實施例中,分送單元包括壓電式噴頭。
在一實施例中,分送單元為壓印式分送單元,其包括一液滴形成元件以及一液滴容置單元,液滴形成元件具有至少一開口,液滴容置單元設置該液滴形成元件的一側。
在一實施例中,其中製造方法包括以下步驟:施予一外力於壓印式分送單元,使該些試劑液滴自開口凸出。
在一實施例中,其中製造方法包括以下步驟:以一液滴形成單元於分送單元上形成複數個試劑液滴,且複數個試劑液滴是彼此分離的。
在一實施例中,液滴形成單元之一表面具有至少一凹部,試劑容置於凹部,且試劑之液面之至少一部分突出於液滴形成單元之表面。
在一實施例中,其中製造方法包括以下步驟:以液滴形成單元之表面接近或接觸分送單元之一表面,使試劑部分地移轉至分送單元並形成該複數個試劑液滴。
在一實施例中,凹部係流道。
在一實施例中,薄型基材之材質包括竹材、木材、紙或棉。
為達上述目的,依據本發明的一種檢測裝置,係由前述之製造方法所製成。
承上所述,依據本發明之檢測裝置之製造方法,利用薄型基材本身所具有吸收液滴之特性,藉由分送單元分送試劑液滴於薄型基材,並待薄型基材吸收試劑液滴形成具有檢測區的檢測裝置後,即可作為生醫檢測或食品安全檢測的檢測裝置使用。換言之,本發明之製造方法為薄型基材開發出簡易且成本低的製程,而其有助於推廣此種薄型基材的檢測裝置。又,由於本發明之檢測裝置係以薄型基材製備而成,更有利於使用者隨身攜帶、或是常備於居家環境,以達到居家自我檢測的功效。
以下將參照相關圖式,說明依本發明較佳實施例之一種檢測裝置之製造方法及其所製成的檢測裝置,其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
本實施例之檢測裝置之製造方法即為製造檢測裝置的方法,以下簡稱為製造方法。其中,依本實施例之製造方法所製造完成的檢測裝置可作為生醫檢測裝置或食品安全檢測裝置。圖1為本發明第一實施例之檢測裝置之製造方法的步驟流程圖,請先參考圖1所示。本發明係提供一種檢測裝置之製造方法,包括以下步驟:以一分送單元分送複數個試劑液滴於一薄型基材(步驟S10);以及以薄型基材吸收試劑液滴以形成檢測裝置之至少一檢測區(步驟S20)。
圖2為本發明第一實施例之分送單元1及檢測裝置2的示意圖,請同時參考圖1及圖2所示。在步驟S10中,係以分送單元1分送(dispensing)複數個試劑液滴RD於一薄型基材21。本實施例之分送單元1係指可容置或承載試劑R,並可將試劑R以液滴的形態(試劑液滴RD)分送至其他基材的裝置,而本實施例係以滴管為例說明。而本實施例之薄型基材21係用於接收並吸收試(absorb)劑液滴RD,且本實施例之薄型基材21係選用纖維基材為其材料,可例如但不限於竹材、木材、紙或棉等植物性纖維,較佳係選用高密度纖維基材。於本實施例中,高密度纖維基材的平均孔徑的範圍係介於0.7~12 μm,較佳係介於1~20 μm,且依據待測樣本的種類調整選用不同孔徑的高密度纖維基材,舉例而言,若待測樣本為血液,可以使用孔徑為20 μm的高密度纖維基材,而若待測樣本為尿液,則可使用孔徑為10 μm的高密度纖維基材。另外,上述關於高密度纖維基材的平均孔徑之實施範圍及較佳實施範圍皆分別包含上述範圍內任二整數數值的組合。
如圖2所示,可將分送單元1可置放於鄰近薄型基材21的一側,並使分送單元1送出試劑液滴RD,當試劑液滴RD接近或接觸到薄型基材21時,可藉由薄型基材21的虹吸力及毛細力作用,將試劑液滴RD轉移至薄型基材21,薄型基材21吸收試劑液滴RD後,即形成檢測裝置2之檢測區22(步驟S20)。具體而言,當試劑液滴RD接觸到薄型基材21時,薄型基材21可破壞試劑液滴RD的表面張力,並進一步利用薄型基材21的虹吸力及毛細力作用將試劑液滴RD轉移至薄型基材21,而薄型基材21可藉由本身木質纖維基材的毛細作用及植物纖維的維管束組織,使得試劑液滴RD得以吸附於檢測區22。而本實施例之檢測裝置2的檢測區22係指薄型基材21吸收試劑液滴RD後的區域。
其中,試劑R可包含受體、胜肽、蛋白質、抗原、抗體、酵素、核酸、配體或其他與欲分離物反應之生物或化學物質,亦或是用於檢測食品添加物或農藥的化學物質,而當薄型基材21吸收試劑液滴RD而形成檢測區22後,檢測區22亦包括前述之生物或化學物質,以檢測待測樣本中的所對應的檢測標的。具體而言,待測樣本可以為血液、尿液等體液,亦可以為食品原料或產品,可直接將待測樣本置於檢測裝置2,並藉由待測樣本與試劑液滴RD中的生物或化學物質反應並呈色,以達到檢測之目的。本實施例之檢測裝置2可應用於任何經由呈色判定結果的檢測上,例如癌症檢測、基因檢測、蛋白質檢測、檢測各種病毒/細菌、過敏源及食品檢測等方面。
圖3A為本發明第二實施例之檢測裝置之製造方法的步驟流程圖,圖3B為本發明第二實施例之薄型基材的示意圖,請同時參考圖3A及圖3B所示。較佳的,本實施例之薄型基材21a更可具有至少一親水區23a,並且以親水區23a的親水表面吸收試劑液滴RD後,以形成如圖2所示的檢測區22。對應的,本實施例之製造方法更包含步驟S01,以一表面處理單元添加疏水物質(hydrophobic material)於薄型基材之一表面,以定義(defined)出親水區。其中,本實施例之表面處理單元係指可容置疏水物質,並可將疏水物質形成於薄型基材21a,藉此定義出親水區23a。具體而言,本實施例可藉由蠟染(wax printing)的方式定義出親水區23a,故疏水物質可以為蠟(wax),當然,在其他實施例中亦可以為其他具有疏水性的疏水物質,本發明並不限制,而表面處理單元則為可容置蠟並具有噴蠟功能之裝置,如印表機。並依據使用者所設定之圖案、形狀、或大小,將蠟設置於薄型基材21a上以形成疏水區24a(即非親水區),並同時定義出親水區23a。換言之,本實施例之親水區23a係由薄型基材21a上的所塗佈的疏水物質而被定義出來。
詳細而言,本實施例之薄型基材21a可以為親水性材質的纖維基材,接著,依據疏水區24a的圖案,將疏水物質(蠟)噴塗或塗覆於薄型基材21a的表面,此時,未塗覆疏水物質的區域即為親水區23a。因此,本實施例之疏水區24a的圖案係具有複數個並列的圓形缺口,而圓形缺口即為親水區23a。在本實施例中,由於親水區23a實際上為由疏水區24a所圍繞定義形成的區域,故親水區23a為薄型基材21a保有本身所具有的纖維基材之親水特性。
圖3C為本發明第二實施例之分送單元1a及檢測裝置2a的示意圖,請同時參考圖3A至圖3C所示。當具有親水區23a與疏水區24a的薄型基材21a製備完成後(步驟S01),再以分送單元1a分送複數個試劑液滴RD於薄型基材21a(步驟S10)。本實施例之分送單元1a係以具有多個壓電式噴頭的印表機為例說明,實際應用上,可利用墨水匣容置試劑,並透過分送單元1a的壓電式噴頭將試劑以液滴的形態(試劑液滴RD)分送至薄型基材21a。在本實施例中,透過控制電壓來有效的調節壓電式噴頭噴出試劑液滴RD的量,更可為準確的將試劑液滴RD分送至薄型基材21a,以達到容易校準之功效。又,由於本實施例係使用薄型基材21a,而薄型基材21a具有親水區23a與疏水區24a(如圖3B),故可有效地將試劑液滴RD限制於被疏水物質所定義出的親水區23a內。具體而言,當試劑液滴RD分送至薄型基材21a時,於薄型基材21a的表面,即可將試劑液滴RD集中至親水區23a,並於親水區23a內吸收試劑液滴RD。抑或是,當試劑液滴RD被薄型基材21a所吸收時,避免試劑液滴RD在薄型基材21a內擴散至親水區23a以外的範圍,皆可有效地將試劑液滴RD限制於被疏水物質所定義出的親水區23a,以避免試劑液滴RD的流失,可達到節省試劑用量之功效。當薄型基材21a吸收試劑液滴RD後,並於親水區23a形成檢測裝置2a的檢測區22a(步驟S20)。換言之,本實施例之親水區23a在吸收試劑液滴RD後即形成檢測區22a。薄型基材21a之大小、親水區23a之大小、位置或是個數皆可依所需檢測之項目及本身設備而定。
另外,更可利用分送單元1a具有多個壓電式噴頭及其對應之墨水匣的特性,於不同的墨水匣中容置不同的試劑,即用於檢測不同標的物的試劑。舉例而言,可分別容置用於檢測不同特定化學物質的多種化學檢測試劑,或是檢測不同特定抗體(蛋白質)的多種抗原溶液。其中,化學檢測試劑可例如苯磺酰胺(sulfanilamide)、檸檬酸及N-(1-萘基)乙二胺(N-(1-naphthyl)ethylenediamine)之組合或對氨基苯磺酸(Sulfanilic acid)、1-萘胺(1-naphthylamine)及乙酸之組合,其可用於檢測食材中的亞硝酸鹽的含量,作為食品安全的檢測。而抗原溶液則可例如具有NC16A結構域的第十七型膠原蛋白抗原溶液,其可用於檢測抗-NC16A的抗體,作為類天疱瘡的檢測裝置。
因此,本實施例之分送單元1a具有多個壓電式噴頭之結構,更具有可以任意選擇或搭配不同試劑的特性,以製備可檢測多種不同特定標的物的檢測裝置,以擴充檢測項目之數量。在推廣檢測裝置的應用上,可於多個駐點設置分送單元1a,而駐點可例如診所、藥房、或是便利商店等,故單一駐點即可提供多種檢測項目的檢測裝置,令使用者可依據自身的需求,直接在前述之駐點取得符合需求的檢測裝置。舉例而言,若使用者具有檢測類天疱瘡的需求,可直接到診所、藥房、或是便利商店等駐點取得類天疱瘡的檢測裝置,以進行簡易的檢測,更可達到事先預防的效果。同樣的,使用者更可於駐點取得檢測不同化學物質之食品安全的檢測裝置,並可備於居家環境中,以隨時作為食材檢測之用。
在其他的實施例中,亦可以如圖2所示之分送單元1,或其他類型的分送單元將試劑液滴RD分送至薄型基材21,本發明並不限制。圖4A為本發明第三實施例之分送單元的分解示意圖,圖4B為圖4A所示之分送單元的示意圖,請同時參考圖4A及圖4B所示。本實施例之分送單元可以為壓印式(stamping)分送單元1b,其包括一液滴形成元件11b以及一液滴容置單元12b。液滴形成元件11b具有至少一開口111b,而液滴容置單元12b設置於液滴形成元件11b的一側,故當施予一外力於壓印式分送單元1b時,容置於液滴容置單元12b的試劑,即可於開口111b凸出,亦即形成試劑液滴RD自開口111b凸出的態樣(可先參考圖4C所示)。
較佳的,本實施例之壓印式分送單元1b更包括一固定件13b,使液滴形成元件11b與固定件13b可共同形成容置液滴容置單元12b的空間。具體而言,本實施例之液滴形成元件11b與固定件13b可以為塑膠片、或疏水性的薄膜,本實施例係以塑膠片為例說明。透過二片塑膠片(液滴形成元件11b與固定件13b)黏合相對的二側邊,而液滴形成元件11b與固定件13b中間未黏合的部分則可容置液滴容置單元12b,以形成液滴形成元件11b與固定件13b夾持液滴容置單元12b,並以固定件13b固定液滴容置單元12b的態樣,如圖4B所示。本實施例之液滴容置單元12b可以為保水基材,而本實施例所稱之保水基材係指吸收液體至飽和後可透過施壓而使液體溢出的基材,例如藉由可擠壓而使液體溢出的基材,可例如但不限於棉花或海綿等保水基材。
在本實施例中,液滴容置單元12b可在吸收試劑R至飽和的狀態後,再設置液滴形成元件11b與固定件13b之間;或是可設置於液滴形成元件11b與固定件13b之間後,再將試劑R可由液滴形成元件11b與固定件13b未黏合的二側邊填充至液滴容置單元12b(圖4B僅以箭頭符號表示試劑R的注入方向),使液滴容置單元12b吸收試劑R至飽和的狀態。而液滴形成元件11b的開口111b可接收因飽和或外力按壓而溢出的試劑R,並於開口的形成液滴的型態(試劑液滴RD),如圖4C所示。
圖4C為圖4B所示之A-A剖面線的剖面圖,請同時參考圖4B及圖4C所示。本實施例之壓印式分送單元1b可透過液滴形成元件11b,將試劑液滴RD分送至薄型基材21b,而薄型基材21b的親水區23b吸收試劑液滴RD後,可形成具有複數個檢測區22b的檢測裝置2b(可先參考圖7所示)。具體而言,本實施例之檢測裝置之製造方法更包括施予一外力於壓印式分送單元1b,使試劑液滴RD自開口111b凸出的步驟。在本實施例中,使用者可直接持取壓印式分送單元1b,並施予一外力於壓印式分送單元1b,即輕壓壓印式分送單元1b,使試劑液滴RD形成於開口111b。並且,同時將液滴形成元件11b對應於薄型基材21b的親水區23b,進而使試劑液滴RD轉移至薄型基材21b。另外,或可藉由薄型基材21b本身所具有之虹吸力及毛細力的作用,將試劑液滴RD轉移至薄型基材21b,故不限定分送單元1b與薄型基材21b的上下方向關係,亦可將薄型基材21b置於分送單元1b的上方。
另外,本實施例之薄型基材21b除了具有親水區23b與疏水區24b以外,更具有間隔件25b,故當壓印式分送單元1b接近薄型基材21b時,即可將自開口111b凸出的試劑液滴RD分送至薄型基材21b,換言之,分送單元1b與薄型基材21b無需完全接觸即可達到分送試劑液滴RD之目的。較佳的,可於親水區23b的二側設置間隔件25b(如圖4B所示),或是於薄型基材21b的二側設置間隔件25b,且間隔件25b的高度H小於自開口111b凸出之試劑液滴RD的高度h(如圖4C所示),使試劑液滴RD可確實轉移至薄型基材21b。換言之,間隔件25b的高度H係依據凸出之試劑液滴RD的高度h進行調整,故可先量測凸出之試劑液滴RD的高度h後,再決定間隔件25b的高度H。舉例而言,若開口111b的直徑為6 mm的圓形孔洞,並使用棉花作為液滴容置單元12b,則在液滴容置單元12b吸收試劑R至飽和狀態時,自開口111b凸出之試劑液滴RD的高度h約為3.8 mm,此時,可將間隔件25b的高度H設計為3.5 mm左右。以上為其中一實施例之具體說明,本發明不以此為限。
較佳的實施方式則為,先將液滴形成元件11b對應於薄型基材21b的親水區23b後,再藉由輕壓壓印式分送單元1b,並使壓印式分送單元1b與間隔件25b接觸後,即可使試劑液滴RD於開口111b而轉移至薄型基材21b,即於按壓的同時形成試劑液滴RD並轉移至薄型基材21b。
圖5為本發明第四實施例之分送單元的示意圖,圖5同樣為圖4A所示之壓印式分送單元的另一實施態樣,請參考圖5所示。在本實施例中,本實施例之壓印式分送單元1c更具有一壓力提供單元14c,設置於液滴形成元件11c的相對側,於本實施例即設置於固定件13c相對於液滴形成元件11c一側,且較佳的,固定件13c與壓力提供單元14c可以為一體的結構。本實施例之壓力提供單元14c係指可供施力的元件,例如使用者可藉由持取本實施例之壓力提供單元14c,以便對於壓印式分送單元1c施予外力,使試劑液滴RD可形成於開口111c,以及將試劑液滴RD轉移至薄型基材21b,而試劑液滴RD的部分請參考圖4C。當然,在其他實施例中,亦可以透過自動化的機械設備,以機械手臂夾取壓力提供單元14c,以對於壓印式分送單元1c施予外力,本發明不以此為限。
圖6A為本發明第五實施例之分送單元的示意圖,圖6B為圖6A所示之分送單元的分解示意圖,其中,第五實施例的分送單元亦為圖4A所示之壓印式分送單元另一實施態樣,請同時參考圖6A及圖6B所示。本實施例之壓印式分送單元1d的液滴形成元件11d及固定件13d可以如前述的疏水材質(塑膠片)相對設置並黏合四側邊,而液滴容置單元12d同樣容置於液滴形成元件11d與固定件13d之間。同樣的,本實施例之液滴形成元件11d具有複數個開口111d。在本實施例中,每個開口111d之間更設置有密封部15d,而密封部15d係由固定件13d與液滴形成元件11d相互黏合所形成。密封部15d的形成同時使液滴容置單元12d被分成複數個獨立的液滴容置次單元121d,且每個液滴容置次單元121d對應於其中一開口111d。
在本實施例中,液滴容置次單元121d被封閉於液滴形成元件11d與固定件13d之間,而固定件13d同樣具有複數個開口131d,以對應於該些液滴容置次單元121d及開口111d。試劑R便可由開口131d填充至液滴容置次單元121d(圖6A僅以箭頭符號表示試劑R的注入方向),使液滴容置次單元121d吸收試劑R至飽和的狀態。而試劑液滴RD轉移至薄型基材21b的作動方式可參考前述之壓印式分送單元1b,於此不加贅述。本實施例之壓印式分送單元1d的液滴容置單元12d可被分割形成複數個液滴容置次單元121d,且集中設置於開口111d的一側,故可節省試劑R的用量。另一方面,由於各個液滴容置次單元121d為獨立的結構,故可由不同的開口131d注入用於檢測不同檢測標的之多種試劑,進而可一次製備可檢測不同檢測標的的檢測裝置2b(可先參考圖7所示)。
圖7為本發明第六實施例之分送單元及其製成之檢測裝置的示意圖,而第六實施例的分送單元同樣為圖4A所示之壓印式分送單元的另一實施態樣,請參考圖7所示。本實施例之壓印式分送單元1e的液滴形成元件11e可以如前述為疏水材質(塑膠片)具有至少一開口111e的結構,而固定件13e則是可以為立體的結構,如圖7所示,固定件13e具有四側壁環繞液滴形成元件11e的周緣設置,並形成一空間,以將液滴容置單元12e固定在該空間內。而試劑液滴RD轉移至薄型基材21b的作動方式可參考前述之壓印式分送單元1b,於此不加贅述。
圖8為本發明第七實施例之分送單元的側視圖,請參考圖8所示。第七實施例的分送單元同樣為壓印式分送單元1f,具有複數個液滴形成部16f及疏水部17f。具體而言,壓印式分送單元1f同樣係由棉質纖維所組成,且其係被疏水物質所定義,進而形成複數個親水性的液滴形成部16f及疏水部17f。其中,液滴形成部16f即為棉質纖維本身的親水性材質,而疏水部17f係由疏水物質滲透棉質纖維所形成。因此,試劑R可被親水性的液滴形成部16f所吸收至飽和,並於一側形成試劑液滴RD,而試劑液滴RD轉移至薄型基材21b的作動方式同樣可參考前述之壓印式分送單元1b,於此不加贅述。
另外,分送單元1g亦可以為疏水性基材上承載試劑R,且係以試劑液滴RD的形態分布。接著,再將分送單元1g上所分布試劑液滴RD轉移至薄型基材21、薄型基材21a或薄型基材21b。以下先說明製造本實施例之分送單元1g的方法,圖9為本發明第八實施例之檢測裝置之製造方法的步驟流程圖。如圖9所示,本實施例之檢測裝置之製造方法的步驟更包括:以一液滴形成單元於分送單元上形成複數個試劑液滴,且複數個試劑液滴是彼此分離的(步驟S02),即為製造分送單元1g的步驟。
請同時搭配圖10A及圖10B所示,圖10A為本發明一實施例之製造分送單元1g的示意圖,圖10B為圖10A所示之製造分送單元1g的剖面示意圖。本實施例係先以一液滴形成單元3於分送單元1g上形成複數個試劑液滴RD,本實施例之液滴形成單元3係指可承載試劑R並於分送單元1g形成試劑液滴RD的裝置。具體而言,本實施例之液滴形成單元3及分送單元1g皆為疏水性的基材,其中液滴形成單元3可以為鐵夫龍或塑膠片等疏水性基材,而分送單元所使用的基材可以紙基棉基或是木質纖維為基底,並以蠟塗覆於外層以形成表為疏水性的基材。液滴形成單元3的長寬比可以為3:2,而液滴形成單元3的表面具有複數個凹部31,而本實施例之凹部31可以為長條形的流道,較佳的,流道的長寬比介於1:10~1:3之間。因此,試劑R可容置於凹部31,且試劑R之液面因為表面張力之因素,其至少一部分突出於液滴形成單元3之表面。
於步驟S02中,以液滴形成單元3之表面接近或接觸分送單元1g之表面,以破壞試劑R液面的表面張力,並利用分送單元1g之虹吸力及毛細力的作用使試劑R部分地移轉至分送單元1g,此時,即可於分送單元1g的表面形成複數個試劑液滴RD。由於分送單元1g為疏水性的基材及試劑液滴RD本身的內聚力,使試劑液滴RD係以彼此分離的(separated)方式配置於分送單元1g。
較佳的,液滴形成單元3的疏水性大於分送單元1g的疏水性,故當液滴形成單元3的表面接近或接觸分送單元1g的表面時,除了分送單元1g之虹吸力及毛細力的作用以外,更可利用液滴形成單元3的疏水性大於分送單元1g的特性,亦即分送單元1g的親水性大於液滴形成單元3的特性,而有效的將試劑R部分地移轉至分送單元1g,而分送單元1g本身即為疏水性的基材,更可使試劑R於分送單元1g的表面形成複數個試劑液滴RD。
圖10C為圖10A所示之分送單元1g製造檢測裝置2b的示意圖,圖10D為圖10C所示之製造檢測裝置2b之一實施方式的剖面示意圖,請同時參考圖9、圖10C及圖10D所示。同樣的,將分送單元1g置放於經步驟S01所製成的薄型基材21b的一側,在其他實施例中,亦可使用薄型基材21或薄型基材21a。需特別說明的是,圖10C及圖10D所示者為薄型基材21b置放於分送單元1g的上方,當然,亦可將薄型基材21b置放於分送單元1c的下方使用,本發明並不限制。在步驟S10中,可如圖10D所示,將薄型基材21b的間隔件25b頂抵於分送單元1g,使薄型基材21b靠近分送單元1g至兩者之間的間距為間隔件25b的高度H,進而使試劑液滴RD接觸薄型基材21b,使薄型基材21b藉由其本身所具有之虹吸力及毛細力的作用,將試劑液滴RD轉移至薄型基材21b,並可緩和的吸收試劑液滴RD,以維持薄型基材21b吸收試劑液滴RD後的形狀。
另外,亦可將薄型基材21a直接與分送單元1g接觸,如圖11所示,圖11為圖10C所示之製造檢測裝置之另一實施方式的剖面示意圖。在本實施例中,薄型基材21a可迅速的吸收試劑液滴RD,並利用薄型基材21a之親水區23a及疏水區24a的結構設計(請參考圖3B所示),將試劑液滴RD限制在親水區23a內。
在薄型基材21a吸收試劑液滴RD後,即形成檢測裝置2a之檢測區22a(步驟S20),便可依據試劑R的種類而應用於各類型的生醫檢測或食品檢測上。而製造檢測裝置2a之步驟S10及S20的細節內容可參考前述實施例,於此不加贅述。另外,在其他實施例中,更可於液滴形成單元的多個凹部中容置用於檢測不同檢測標的之多種試劑,以製備可檢測多種不同特定標的物的檢測裝置,更符合大量製造、省時之目的。
接下來將以實驗例具體說明本發明之檢測裝置2a的實際操作方式及效果。然需注意的是,以下說明是用來詳述本發明以使此熟習該項技術者能夠據以實現,且同樣可應用本發明其他實施例的檢測裝置進行,但並非用以限定本發明之範圍。
實驗例:以檢測裝置2a進行亞硝酸鹽的測試:
本實驗例係以第三實施例之壓印式分送單元1b為例說明。將壓印式分送單元1b的液滴容置單元12b吸取化學檢測試劑(即為前述實施例之試劑R),其中,化學檢測試劑包含50 mmol/L 的對氨基苯磺酰胺(sulfanilamide)(≧ 99% ,Sigma-Aldrich),330 mmol/L 的檸檬酸(≧ 99.5%,Sigma-Aldrich),和10 mmol/L N-(1-萘基) 乙二胺(N-(1-naphthyl)ethylenediamine)(≧98%,Sigma-Aldrich)。接著,藉由壓印式分送單元1b將化學檢測試劑轉移至薄型基材21a後,並於25°C下風乾15分鐘以形成檢測裝置2a。接著,將待測樣本滴取於檢測裝置2a的檢測區22a,其中,待測樣本的來源為包括以去離子水配置的亞硝酸鹽標準品(緩衝液組),以及於火鍋湯頭中添加亞硝酸鹽標準品(spiking test)(食品組),待7分鐘後,以ImageJ影像分析軟體進行檢測區22a的呈色強度判定。
圖12A及圖12B為應用圖4B所示之檢測裝置檢測亞硝酸鹽的結果示意圖,結果請參考圖12A及圖12B,藉由待測樣本與化學檢測試劑的作用後,偵測其呈色反應的平均強度,可看出隨著亞硝酸鹽濃度的增加,其呈色反應的平均強度係隨之增加。
綜上所述,依據本發明之檢測裝置之製造方法,利用薄型基材本身所具有吸收液滴之特性,藉由分送單元分送試劑液滴於薄型基材,並待薄型基材吸收試劑液滴形成具有檢測區的檢測裝置後,即可作為生醫檢測或食品安全檢測的檢測裝置使用。換言之,本發明之製造方法為薄型基材開發出簡易且成本低的製程,而其有助於推廣此種薄型基材的檢測裝置。又,由於本發明之檢測裝置係以薄型基材製備而成,更有利於使用者隨身攜帶、或是常備於居家環境,以達到居家自我檢測的功效。
以上所述僅為舉例性,而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇,而對其進行之等效修改或變更,均應包含於後附之申請專利範圍中。
1、1a、1g、1f‧‧‧分送單元
1b、1c、1d、1e‧‧‧壓印式分送單元
11b、11c、11d、11e‧‧‧液滴形成元件
111b、111c、111d、111e、131d‧‧‧開口
12b、12c、12d、12e‧‧‧液滴容置單元
121d‧‧‧液滴容置次單元
13b、13c、13d、13e‧‧‧固定件
14c‧‧‧壓力提供單元
15d‧‧‧密封部
16f‧‧‧液滴形成部
17f‧‧‧疏水部
2、2a、2b‧‧‧檢測裝置
21、21a、21b‧‧‧薄型基材
22、22a、22b‧‧‧檢測區
23a、23b‧‧‧親水區
24a、24b‧‧‧疏水區
25b‧‧‧間隔件
3‧‧‧液滴形成單元
31‧‧‧凹部
H、h‧‧‧高度
R‧‧‧試劑
RD‧‧‧試劑液滴
S01~S20‧‧‧步驟
1b、1c、1d、1e‧‧‧壓印式分送單元
11b、11c、11d、11e‧‧‧液滴形成元件
111b、111c、111d、111e、131d‧‧‧開口
12b、12c、12d、12e‧‧‧液滴容置單元
121d‧‧‧液滴容置次單元
13b、13c、13d、13e‧‧‧固定件
14c‧‧‧壓力提供單元
15d‧‧‧密封部
16f‧‧‧液滴形成部
17f‧‧‧疏水部
2、2a、2b‧‧‧檢測裝置
21、21a、21b‧‧‧薄型基材
22、22a、22b‧‧‧檢測區
23a、23b‧‧‧親水區
24a、24b‧‧‧疏水區
25b‧‧‧間隔件
3‧‧‧液滴形成單元
31‧‧‧凹部
H、h‧‧‧高度
R‧‧‧試劑
RD‧‧‧試劑液滴
S01~S20‧‧‧步驟
圖1為本發明第一實施例之檢測裝置之製造方法的步驟流程圖。 圖2為本發明第一實施例之分送單元及檢測裝置的示意圖。 圖3A為本發明第二實施例之檢測裝置之製造方法的步驟流程圖。 圖3B為本發明第二實施例之薄型基材的示意圖。 圖3C為本發明第二實施例之分送單元及檢測裝置的示意圖。 圖4A為本發明第三實施例之分送單元的分解示意圖。 圖4B為圖4A所示之分送單元的示意圖。 圖4C為圖4B所示之A-A剖面線的剖面圖。 圖5為本發明第四實施例之分送單元的示意圖。 圖6A為本發明第五實施例之分送單元的示意圖。 圖6B為圖6A所示之分送單元的分解示意圖。 圖7為本發明第六實施例之分送單元及其製成之檢測裝置的示意圖。 圖8為本發明第七實施例之分送單元的側視圖 圖9為本發明第八實施例之檢測裝置之製造方法的步驟流程圖。 圖10A為本發明一實施例之製造分送單元的示意圖。 圖10B為圖10A所示之製造分送單元的剖面示意圖。 圖10C為圖10A所示之分送單元製造檢測裝置的示意圖。 圖10D為圖10C所示之製造檢測裝置之一實施方式的剖面示意圖。 圖11為圖10C所示之製造檢測裝置之另一實施態樣的剖面示意圖。 圖12A及圖12B為應用圖4B所示之檢測裝置檢測亞硝酸鹽的結果示意圖。
S10~S20‧‧‧步驟
Claims (14)
- 一種檢測裝置之製造方法,包括以下步驟: 以一分送單元分送複數個試劑液滴於一薄型基材;以及 以該薄型基材吸收該複數個試劑液滴以形成該檢測裝置之至少一檢測區。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造方法,其中該薄型基材具有至少一親水區,且以該親水表面吸收該複數個試劑液滴形成該檢測區。
- 如申請專利範圍第2項所述之製造方法,其中該親水區係由該薄型基材具有之一疏水物質定義出來。
- 如申請專利範圍第3項所述之製造方法,包括以下步驟: 以一表面處理單元添加該疏水物質於該薄型基材之一表面,以定義出該親水區。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造方法,其中該檢測裝置係生醫檢測裝置或食品安全檢測裝置。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造方法,其中該分送單元包括壓電式噴頭。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造方法,其中該分送單元為一壓印式分送單元,其包括: 一液滴形成元件,具有至少一開口;以及 一液滴容置單元,設置於該液滴形成元件的一側。
- 如申請專利範圍第7項所述之製造方法,更包括以下步驟: 施予一外力於該壓印式分送單元,使該些試劑液滴自開口凸出。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造方法,包括以下步驟: 以一液滴形成單元於該分送單元上形成該複數個試劑液滴,且該複數個試劑液滴是彼此分離的。
- 如申請專利範圍第9項所述之製造方法,其中該液滴形成單元之一表面具有至少一凹部,該試劑容置於該凹部,且該試劑之液面之至少一部分突出於該液滴形成單元之該表面。
- 如申請專利範圍第10項所述之製造方法,包括以下步驟: 以該液滴形成單元之該表面接近或接觸該分送單元之一表面,使該試劑部分地移轉至該分送單元並形成該複數個試劑液滴。
- 如申請專利範圍第10項所述之製造方法,其中該凹部係流道。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造方法,其中該薄型基材之材質包括竹材、木材、紙或棉。
- 一種檢測裝置,係由申請專利範圍第1項至第13項中任一項所述之製造方法所製成。
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- 2015-07-14 US US14/798,911 patent/US9764303B2/en active Active
Cited By (2)
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CN108627613B (zh) * | 2017-03-24 | 2020-10-13 | 郑兆珉 | 检测试片制造装置及制造方法 |
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