TWI536967B - 生醫檢測裝置 - Google Patents

Description

生醫檢測裝置

本發明相關於一種生醫檢測裝置，尤相關於一種一次檢測多種生物標記之生醫檢測裝置，具結構極簡化及製造成本低廉的特色。

健康一直是人類生活中重要的課題之一，尤其是伴隨著文明的進步以及經濟上益發成長，許多文明病因此孕育而生。疾病預防的概念早已被大眾所接受，早期檢測為達到此目的方法之一。傳統上要在早期檢測出疾病之發生，意味著需要耗費相當之人、物、力、儀器及冗長之時間，甚至昂貴價格，因為通常只有大型醫院等機構才可提供上述之檢測服務。

疾病檢測可分為對人體侵入性之手法及體外檢測手法。後者漸漸成為發展之趨勢，因具有低風險性、方便性及時效性，可提供有別於大型醫院檢測服務之另一簡易檢測途徑。

以糖尿病為例，對全球人類健康之威脅日益增加，(導致之症狀都是相當嚴重的)，因此相關測定裝置之開發。目前，廠商多以電化學感應試片為主進行研究，但其製程較複雜而且須配合儀器判讀結果，因此成本提高。儀器需使用電力也是其一缺點，不僅耗能，也不易普及於資源缺乏的國家或地區。

本發明之一目的在於提供一種生醫檢測裝置，用於檢測一流體中至少一生醫標記例如：尿糖、NO₂ ^-、腎蛋白、尿蛋白、酮體、膽紅素、尿酸等之濃度。

本發明之另一目的在於提供一種平台具有高可獲得性、成本低廉且可免去電力需求之生醫檢測裝置。

本發明之又一目的在於提供一種操作簡易、不需經專業訓練而居家或是快速診斷使用之生醫檢測裝置。

為了達到上述及其他目的，本發明提供一種生醫檢測裝置，包括一親水層、一疏水層及至少一試紙。親水層包括有一曝露之導入部分以供一檢測流體之導入，疏水層則與親水層相接合，且設至少一簍空槽以供前述試紙對應容置，且試紙是接觸於親水層。每一試紙包含有一反應介質，反應介質之間可為相異者。

上述各元件滿足下列關係：任一試紙之親水性>親水層之親水性>疏水層之親水性。

檢測流體從親水層導入並傳遞，一旦抵達試紙處因親水性差異可輕易被吸入。藉由本發明之設計，可同時檢測多種生物標記，並具有使用容易、具可攜性、低成本的優勢。尤其親水層與疏水層材料可使用便宜的布質材料例如：棉材、布材……等等。

本發明另外特別之優點還包括：因檢測時間短、流體傳遞期間利用標準曲線校正方法精準推算檢測流體之半定量濃度、進行多種檢測時相鄰試紙之間不會交互感染。

生醫檢測裝置可更包括有一外殼，外殼可以包覆部份 或全部之親水層及疏水層，且外殼對應簍空槽之部位為透明，以提供使用者目視觀察試紙之變化情形。一範例中，上述外殼包含一透明基板與一透明蓋板，透明基板接合親水層，透明蓋板接合疏水層。

同樣為本發明特點之一，依據使用之材質包括親水層、疏水層、外殼之材質，生醫檢測裝置整體可製作成可撓曲或不可撓曲的。

親水層與疏水層之外型構成可以有多種可能，例如親水層與疏水層結合成一長條狀結構，而導入部位於親水層之一末端；作為替代，親水層與疏水層結合成一分支結構例如叉狀或X形，且導入部位該分支結構之一分叉位置；再作為替代，親水層與疏水層結合成一圓盤結構，且導入部位於圓盤結構之一中心位置。

在前述分支結構之場合中，其可包含複數分支條，且由一俯視視角觀察，分叉位置與每一簍空槽之間呈寬度縮減。

複數試紙至少其一係一部分接觸在疏水層之外側表面，另一部份接觸親水層，使親水層一部分自簍空槽曝露出。

參考第1~2圖，分別為一較佳實施例之生醫檢測裝置立體圖及縱向剖視圖。圖中顯示一生醫檢測裝置主藥包括有一親水層11、一疏水層12、二試紙13,14，還有用於包覆及保持前述構件之外殼10。本實施例之生醫檢測裝置整 體製作為長條狀。

外殼10主要由一透明基板101與一透明蓋板102構成。長條狀且為布質材料製作之親水層11及疏水層12相接合，其中親水層11於末端包括有一之導入部111，疏水層12挖設有兩個相隔開的簍空槽121,122。前述試紙13,14對應容置於二簍空槽121,122且延伸至接觸於親水層11，每一試紙都包含有各自之反應介質131,141，例如為酵素。為了不同種類生物標記之檢測目的，反應介質係為相異。本範例中，二試紙係分別用於檢測尿糖與尿蛋白。

透明基板101於親水層11一側貼合、透明蓋板102於疏水層12一側貼合，藉此將二層包覆起來，只留下導入部111對外曝露以供一檢測流體之導入。透明蓋板102對應二簍空槽121,122之部位係呈透明，以供使用者目視觀察之用。

特別地，在本發明中任一試紙之親水性>親水層之親水性>疏水層之親水性。此外，外殼之親水性依一般情況當然需小於前述各構件。材料親水性之測定可利用各種量測方法例如最常用之接觸角法。

在使用此例之生醫檢測裝置時，將檢測流體例如血液或尿液由親水層11之導入部111導入，藉由側流原理，檢測流體以親水層11為流動通道開始擴散前行，如圖中箭頭所示。當抵達第一個試紙14所在位置，由於親水性差異使得檢測流體很容易地往試紙14流去，流體中特定成分便與試紙14之反應介質141開始作用，進而以顏色差異表現出 不同之檢測結果。使用者從對應的簍空槽122目視觀察結果。

其餘檢測流體繼續前行，當抵達次一試紙13所在位置，同樣由於親水性差異使得檢測流體很容易地往試紙13流去，流體中特定成分便與試紙13之反應介質131開始作用進而以顏色差異表現出不同之檢測結果。使用者從對應的簍空槽121目視觀察結果。

值得一提的是兩試紙13,14之間由於被一部分疏水層材料隔開，且因親水性差異流體也不會發生透過親水層流通之情形，基本上避免了相互之間感染的可能性，檢測結果相當準確。另外也因為親水層發揮涵養檢測流體中水分的功效，檢測流體之濃度會有些許變化，但基本上不會在傳遞過程期間產生過大變化，所以利用標準曲線校正方法精準推算檢測流體之半定量濃度。然而每種檢測都有其專屬的標準曲線，因此容置在簍空槽121,131的試片13,14和導入部111的距離間接影響了定量的準確度(檢測濃度必須在標準曲線上)。

在本實施例中外殼使用透明塑膠材料、親水層與疏水層採用棉質材料，因此裝置整體呈現出可撓曲特性。

習知常見的檢測裝置設計多是採用電化學感應裝置，且需配置導電膜或晶片等，導致製程複雜且成本昂貴，使用時需耗電也是一項缺點。有別於此，本發明之生醫檢測裝置則有許多優點：結構設計極簡化；作為其主體之親水層與疏水層可使用具高可獲得性及低廉成本之材料例如棉 類；另外還有不需鋪設習知技術之電極以及形成微流道；使用上具方便性，無須配合特定系統組件使用、也不需用電；材質輕柔、體積嬌小而具可攜性，更可製作成可撓曲版本如圖1之實施例；具有多功能性，可一次檢測多種生醫標記，不用針對不同類型檢測花費多筆金錢。本發明種種優勢都有助於產品成本降到最低，使得資源缺乏、經濟條件不佳的國家或地區也都足以負擔定點照護檢驗(point-of-care)，著實造福大眾健康。

參考圖3，為第二較佳實施例之生醫檢測裝置縱向剖視圖。本實施例之生醫檢測裝置於構造上與第一例相似，唯其差異處在於導入部不是位於親水層之一末端，而是親水層的中間部位。詳細而言，是連同親水層16、上方之蓋板17及疏水層18一起垂直地挖出一凹口19使親水層16一部分對外曝露而作為導入部161。

由此可知導入部位置並不受限，在裝置各個位置都是可能的設置位置。

參考圖4，為第三較佳實施例之生醫檢測裝置立體圖。本例之生醫檢測裝置具有與第一例相同的疊層結構，於此不再贅述。主要是強調親水層21與疏水層22結合成一分支結構20，如圖示之裝置外型為輻射三叉狀。在此裝置中，導入部211位於分支結構20之一分叉位置，且在親水層21的側端面上。分支結構20包含三分支條20a~20c，由前述分叉位置輻射狀延伸出去。三分支條之長度視需求而可變化設計，例如本例中二分支條20a,20b長度相同， 且都比分支條20c還長。本範例中，三試紙係分別用於檢測尿糖、尿酸與尿蛋白。

參考圖5，為第四較佳實施例之生醫檢測裝置立體圖。本例類似第三例，親水層51與疏水層52結合成一分支結構50，但此分支結構50特指為X形結構。導入部511如同前一例是位於分支結構50之一分叉位置(同時也是中心位置，由俯視圖觀察)，但並非在側端面上而是在親水層51的中間部位。分支結構50包含四分支條50a~50d由前述分叉位置向外延伸出去。

特別地，前述分支結構50設計成由一俯視視角觀察，分叉位置與每一簍空槽53a~53d之間呈固定地寬度縮減之態樣。藉此，確保所提供特定量之檢測流體能導入擴散至每一分支條，不會發生流體只被某些分支條“搶走”之情形。

參考圖6，為第五較佳實施例之生醫檢測裝置立體圖。本例具有與第一例相同的疊層結構，主要是強調親水層56與疏水層57結合成一圓盤結構55，而複數簍空槽58a~58f之間可相隔同一或不同角度而排列。導入部561是在親水層56的中間部位。

參考圖7，為第六較佳實施例之生醫檢測裝置縱向剖視圖。其中顯示試紙62一部分接觸在疏水層61外側表面，並彎曲延伸入簍空槽611中直到另一部份接觸親水層60。由於試紙62不完全覆蓋住簍空槽611，使得親水層60一部分由簍空槽611曝露出，如圖示之曝露區601。這樣的 結構配置有助於避免吸收檢測溶液已達飽和之試紙相對於親水層發生回滲導致汙染之情形。

10‧‧‧外殼

101‧‧‧基板

102,17‧‧‧蓋板

11,16,21,51,56,60‧‧‧親水層

111,161,211,511,561‧‧‧導入部

12,18,22,52,57,61‧‧‧疏水層

121,122,53a~53d,58a~58f,611‧‧‧簍空槽

13,14,62‧‧‧試紙

131,141‧‧‧反應介質

19‧‧‧凹口

20,50‧‧‧分支結構

20a~20c,50a~50d‧‧‧分支條

55‧‧‧圓盤結構

601‧‧‧曝露區

圖1係本發明第一較佳實施例之生醫檢測裝置立體圖。

圖2係本發明第一較佳實施例之生醫檢測裝置縱向剖視圖。

圖3係本發明第二較佳實施例之生醫檢測裝置縱向剖視圖。

圖4係本發明第三較佳實施例之生醫檢測裝置立體圖。

圖5係本發明第四較佳實施例之生醫檢測裝置立體圖。

圖6係本發明第五較佳實施例之生醫檢測裝置立體圖。

圖7係本發明第六較佳實施例之生醫檢測裝置縱向剖視圖。

10‧‧‧外殼

101‧‧‧透明基板

102‧‧‧透明蓋板

11‧‧‧親水層

111‧‧‧導入部

12‧‧‧疏水層

121,122‧‧‧簍空槽

13,14‧‧‧試紙

131,141‧‧‧反應介質

Claims (10)

1. 一種生醫檢測裝置，包括：一親水層，包括有一曝露之導入部以供一檢測流體之導入；一疏水層，與該親水層相接合，且設有至少一簍空槽；以及至少一試紙，對應容置於該至少一簍空槽且接觸於該親水層，每一試紙包含有一反應介質，不同試紙之反應介質為相異；其中，滿足一關係：任一試紙之親水性>該親水層之親水性>該疏水層之親水性。
2. 如申請專利範圍第1項所述之生醫檢測裝置，其中該至少一試紙係一部分接觸在該疏水層之外側表面，另一部份接觸該親水層，使該親水層一部分自該簍空槽曝露出。
3. 如申請專利範圍第2項所述之生醫檢測裝置，另包含一外殼，其中該外殼包含一透明基板與一透明蓋板，該透明基板接合該親水層，該透明蓋板接合該疏水層。
4. 如申請專利範圍第2項所述之生醫檢測裝置，另包含一外殼，其中該外殼為可撓曲。
5. 如申請專利範圍第1項所述之生醫檢測裝置，其中該親水層與該疏水層結合成一長條狀結構，且該導入部位於該親水層之一末端。
6. 如申請專利範圍第1項所述之生醫檢測裝置，其中該親水層與該疏水層結合成一分支結構，且該導入部位於該分支結構之一分叉位置。
7. 如申請專利範圍第6項所述之生醫檢測裝置，其中該分支結構包含複數分支條，且由一俯視視角觀察，該分叉位置與每一簍空槽之間呈寬度縮減。
8. 如申請專利範圍第6項所述之生醫檢測裝置，其中該分支結構係指一X形結構，且該導入部位於該X形結構之中心位置。
9. 如申請專利範圍第1項所述之生醫檢測裝置，其中該親水層與該疏水層結合成一圓盤結構，且該導入部位於該圓盤結構之一中心位置。
10. 如申請專利範圍第1項所述之生醫檢測裝置，其中該親水層與該疏水層至少其一為棉材料。