TWI626289B - 親水性黏合劑以及含有該親水性黏合劑之帶與元件 - Google Patents

Abstract

揭示一種親水性黏合劑組成物，其含有可混溶但不完全溶解於黏性聚合物基質(polymer matrix)之表面活性劑。當移除其他表面活性劑時黏合劑表面可連續補充該表面活性劑，例如於體外診斷元件內藉由表面流過液體樣本被帶走，而使其於表面上形成具本質上親水之黏合劑組成物以及不需要依賴已知親水性黏合劑之析出機轉(bloom mechanism)。此提供體外診斷元件製造商有較大設計選擇性，包括親水性黏合劑隔片(spacers)代替或結合親水性頂蓋(top covers)。

Description

親水性黏合劑以及含有該親水性黏合劑之帶與元件 相關專利申請案的交互參照

本專利申請案主張2013年3月22日提出之美國專利臨時申請序號61/804,422以及2013年5月3日提出之61/819,061的優先權，其以參照方式併於本文中。

發明領域

本發明係關於新穎親水性黏合劑以及係關於此類用於體外醫療診斷測試元件之構建。

發明背景

診斷學中，水溶液，包括生物液體諸如全血、血漿、鼻分泌物、痰、唾液、尿液、汗液和腦脊髓液，被用於監控和診斷臨床上重要特定成分之例行分析用途。

體外醫療診斷元件被用於各種環境包括醫院、診所、替代照管中心，以及居家中。這些元件已被各種製造商發展成能使臨床專業人員和非臨床專業人員在某些疾病診斷和管理上作出準確決定。此類護理點診斷元件通常被用於分析血液化學例如電解質和酸鹼度。例如，當環境和自來水公司發生重大之水源化學污染時，使用糖尿病例行 診斷試紙以監控血液內血糖濃度和細菌污染以及環境監管與其他機構之水源測定。

體外醫療診斷元件之製造商三大努力目標為：減少所需測試液體數量、縮短測試所需時間，以及改進該元件之準確度。測試元件之親水性成分在達到這些目標中扮演一個關鍵角色。這些測試元件一般含有容許從樣本進液口傳送生物液體至元件偵測區之微流體毛細管通道。通常，該樣本被置於試紙之進液口以及藉由機械性或毛細管流將樣本液體抽入元件內。當發生毛細管作用時，其通道壁將可靠地展示其親水性特徵以及當接觸樣本液體時以快速和一致方式同時地形成充填之微流體管道。該流體將一致地、濕潤整個分析區而於輸送經過通道時不會被卡住。

親水膜一般被用作為頂蓋，其具有以非親水性壓敏黏合劑或熱封所構建之隔片。此外，許多測試為進行於剛性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、玻璃或COC卡上，其需要親水性頂封以密閉通道以及提供親水性流動能力之通道機切削。

WO 2002/085185描述在一些診斷元件構建中使用某些結合或其可取代親水膜之親水性黏合劑。這些親水性黏合劑用於提供降低分析物之表面張力以促進元件黏附成分毛細管作用之結合優勢。

'185中所公佈之黏合劑和元件可供使用，但是該項技術將可持續改進而受益。明確而言，由於已知親水性技術依賴表面活性劑與黏性聚合物基質之不相容性以達到 親水性，因此不利於構建某些診斷元件。雖然此可提供所欲結果，但其導致黏合劑表面之表面活性劑異常，當用於某些構建時此終究將降低其親水性質之一致性。

現行技術中將出現這些和其他缺點。

發明概要

範例實施例係關於一種表面活性劑，其含有能於其表面本質上親水之黏合劑組成物因此不需依賴已知親水性黏合劑之析出機轉(bloom mechanism)。此提供體外診斷元件製造商有較大設計選擇性，包括使用親水性黏合劑隔片代替或結合親水性頂蓋。範例實施例之結果至少部分來自意外和未預期發現，其可預測其接觸角、親水性之共同措施、不易預估澆注時間(fill time)、許多先前技術中環繞此類元件之場所。

在一具體實施例中，黏合劑組成物包含一疏水性壓敏或熱活化聚合物基質以及一可混溶但不完全溶解於聚合物基質之表面活性劑，存在表面活性劑可賦予該黏合劑組成物之親水性。"可混溶但不完全溶解於"一詞意指該表面活性劑非為不可溶(而因此未如先前技術黏合劑使用不溶性表面活性劑之呈現析出現象)但亦非完全溶解於聚合物基質而使表面活性劑能於其內移動以及遠離聚合物基質。此移動容許表面活性劑於移除其他表面活性劑時連續地再補充至該黏合劑表面，例如當體外診斷元件中被液體樣本流攜離其表面時。

在一些具體實施例中，於載體層上提供單或雙面膠帶式之黏合劑組成物。在其他具體實施例中，該膠帶被用於構建一診斷元件包括側流和微流體元件。該膠帶可被用作為或元件基底之一部分、元件之頂蓋、作為一隔片，或元件之任何其他區域，其具有形成部分元件液流徑路之表面。

在另一具體實施例中，親水性黏合劑組成物包含丙烯酸壓敏黏性聚合物基質，其含有高至5重量%固體之乙氧基聚二甲基矽氧烷。

在另一具體實施例中，親水性黏合劑組成物包含丙烯酸熱活化黏性聚合物基質，其含有高至5重量%固體之乙氧基聚二甲基矽氧烷表面活性劑。

範例實施例之優勢為其微流體元件具有先前已知元件無法達到之效益。

一範例實施例之優勢為於體外診斷元件內針對需求修改可控制澆注時間之親水性能力。

另一範例實例之優勢為其於本質上親水之頂蓋和隔片材料上之成果。

又另一範例實例之優勢為用於形成消除親水性頂層基板所需提供足夠毛細親水性毛細管壁隔片材料或使用非親水性頂層板基板之成果。

仍又另一範例實例之優勢為微流體元件之構建，其可提供均勻濕潤和虹吸作用、易於製造、改良和簡化製造方法、改善元件可靠性，以及降低最終元件之成本。

範例實例之另一優勢為側流元件之構建，其具有均勻濕潤和虹吸作用、易於製造、改良和簡化製造方法、改善元件可靠性，以及降低最終元件之成本。

範例實例利用黏合劑之又另一優勢為在用於診斷測試元件電極、試劑或成分之流體通道內增加可用面積之能力。

從下列範例實例中所敘述、列舉實例、發明原理之更詳細說明可更彰顯本發明之該等和其他特徵及優勢。

10‧‧‧體外診斷元件

12‧‧‧基板

14‧‧‧頂蓋

16‧‧‧隔片

18‧‧‧毛細管

50‧‧‧體外診斷元件

52‧‧‧基底層

54‧‧‧基底層

56‧‧‧間隔層

58‧‧‧液體通道

圖1示意性說明根據一範例實施例之診斷元件。

圖2繪圖說明親水性黏合劑之剝離強度對接觸角。

圖3繪圖說明相對於增加表面活性劑負載之毛細管澆注時間和接觸角。

圖4繪圖說明累積表面活性劑萃取濃度。

圖5說明根據一範例實施例之微流體元件。

圖6說明一部分圖5之截面圖。

較佳實施例之詳細說明

本發明係關於親水性黏合劑和由其所製成之帶或膜，以及其於體外診斷元件之用途。例如該元件之親水成分可為根據範例實施例中一包含親水性熱封或壓敏膠帶之頂蓋或隔片。

熱封或壓敏膠帶便於製造元件以及被整合至元 件性能。有助於水基液流動之結合壓敏或熱封黏合劑與親水性將有利於元件製造商。提供具有可調節親水性之親水黏合劑有其優點，而因此可控制其澆注時間，包括增加元件設計之彈性、改善元件準確度、改善元件一致性、減少測試所需液體量之潛力，以及縮短測試所需時間。

本發明之範例實施例提供塗佈可控親水性之黏合劑以降低液體和材料毛細管孔間之表面張力差別以增強水基液體進入微流體元件內之流動性，而使親水性黏合系統適用作為隔片和頂蓋，該隔片和頂蓋能與各種裝置之元件形成黏著接合，因而更便於製造元件之製造效率、增加樣本液體從進液口至遠端試劑之傳送速率而因此縮短分析時間，藉由更有效傳送液體至一感測試劑使其使用更少量樣本體積，以及藉由利用與元件性能相容之化學品降低化學性干擾之危險。

圖1示意性說明一體外診斷元件10，其通用結構已為熟習該項技術者用於檢測生物和其他液體樣本時所周知。該元件10包括一為隔片16所分開之基板12和頂蓋14以形成至少一矩形毛細管18。此通道於頂部以覆蓋材料封閉以形成毛細管。在一些範例實施例中，該隔片16為用於形成毛細管18以及固定基板12至頂蓋14之親水性壓敏或熱活化帶。應瞭解隔片16雖然可為兩個單獨件，但其更通常為已被切割或蝕刻形成毛細管18壁單一間隔帶16。該間隔帶16亦提供防止液體滲漏之密封件。

通常，該元件10包括複數個用於從元件接收部位 輸送樣本至收集部位之毛細管。通常，檢體液被置於試紙之進液口以及樣本液體藉由機械方法或毛細管作用被抽入元件內。發生毛細管作用時，通道表面應可有效產生親水性質。形成微流體通道之毛細管當接觸樣本液體時應可迅速及恒定方式同時地被充填。該流體可均勻地流動、濕潤整個分析區域而於輸送經過通道期間不造成阻塞。

根據範例實施例之親水性黏合劑被用於構建元件以及可被用作為一或多種基板12、頂蓋14、及/或以範例實施例有利地達成作為間隔帶16。

應瞭解該元件係以圖形描述於圖1以及已知各種類型之毛細管流和其他診斷元件，雖然並未侷限於本發明之原理，其中一些於後續討論中藉由實例進行更詳細描述。

根據範例實施例之親水性黏合劑可被調製成具有熱黏合性(即一種熱活化黏合劑)或藉由施予壓力被黏合(即一種壓敏黏合劑)。黏合劑表面之親水性一或其用作為間隔帶16時之邊緣一可通過化學結構、濃度和黏合劑塗層內表面活性劑之分佈被控制。其親水性降低水溶液(例如水、血液、尿液、痰)之表面張力，因此容許液體迅速從入口區輸送至元件內遠端區域。

黏合劑為具有範圍從30-40dynes-cm^-1表面能之典型疏水性聚合物。一種提高體外診斷元件流動性之方法為增加該疏水性黏合劑之表面能。兩種方法可被用於改善生物液體通過一診斷元件之流動。一種方法為以各種表面 處理增加基板之表面能。另一種方法為降低該生物液體之表面張力。

根據範例實施例混合表面活性劑與一聚合物樹脂配製親水性膠帶以增強水基液體進入或通過診斷元件之虹吸作用。聚合物樹脂可選自具有適當玻璃轉變溫度以形成熱封塗層之成膜聚合物。此外，通常用作為壓敏黏合劑之樹脂可與表面活性劑被配製以形成親水性壓敏黏合劑。這些構造具有相互黏合診斷元件10之組件以及產生降低液體表面張力之高表面能表面之雙功能性。降低液體之表面張力容許液體從入口區迅速輸送至元件內之遠端試劑區域。迅速播散液體可縮短用於分析之所需時間。由於有效地進行液體虹吸作用而僅需少量樣本體積，以及僅需少數結構組件，因此可強化元件設計上之彈性。此容許其以更有效製造方法降低製造成本。

液體流動雖然為親水性產品之一個重要議題，但是親水性熱封和壓敏黏合劑之黏合性能必需具有承受組合及切割作業衝擊之足夠強度。應不損及毛細管通道之封閉以避免測試元件內之滲漏。較高黏合劑黏著強度，維持元件密封之能力較佳；然而，應不損及其親水性能。

溶解度參數係一種通常用於選擇溶劑及預測聚合物相容性、化學抗性和滲透率之工具。使用溶解度參數以瞭解表面活性劑與黏性聚合物間之關係。評估先前技術親水性黏合劑所使用表面活性劑與黏性聚合物之溶解度參數顯示其導致表面活性劑於膠帶製造過程中析出至塗層表 面之該黏合劑依賴表面活性劑與聚合物之不相容性。於確認析出之此類已知膠帶表面上進行連續表面活性劑-水萃取，可初步地從表面洗出大量表面活性劑，但於其後萃取無法移除額外表面活性劑。

研究黏合劑內表面活性劑之效應以測定其於可濕性、液體流率和黏合性之效果。測量於不同濃度和水接觸角被配製成基底膠之表面活性劑以測定表面活性劑於降低水表面張力之效果。

藉由於有機溶劑內溶解相同聚合樹脂以及進一步分別地調配增稠劑、增塑劑、抗氧化劑及表面活性劑以製備親水性熱封和壓敏膠帶。於PET薄板上鑄塑該經配製溶液以及將溶劑蒸發而形成終膠帶。

利用去離子水測試親水性塗層之表面濕潤度。使用固著液滴法(sessile drop method)測量液態水與親水性薄膜表面所形成之接觸角。使用Rame-hart接觸角分析儀。

測試親水性壓敏和親水性熱封黏膠基板樣本對不銹鋼板之剝離強度。於配備225磅測力儀和液壓爪之MTS聯盟RT/1機械測試儀上進行測定。

接觸角習慣上被用以描述供用於體外診斷元件內材料親水性特性。接觸角雖然係一種親水性之良好指標，但是發明者驚訝地發現其難以預估澆注時間更為重要的性質。

從與圖1構造一致之聚酯膜和親水性膠帶製造5.08cm x 250μm x 1mm尺寸之微流體通道。毛細管設計係 利用親水性黏合劑作為覆蓋材料(即，頂蓋12)以及純聚酯作為毛細管18之間隔材料(即，隔片16)進行構建。在另一種構造中，毛細管設計係利用親水性黏合劑作為間隔帶16以及純聚酯作為頂蓋12以形成毛細管18進行構建，其中位於通道兩側之親水性間隔帶16切緣僅為毛細管之親水性構件。測量微流體通道內該親水性黏合劑對蒸餾水流率之影響。

當表面活性劑分子之極性頭基和非極性尾基僅微溶(即，混溶)於如圖2所示之黏性聚合物基質內時，發明者驚訝地發現可降低其接觸角和液體流動速率以及可最大化黏著力。其表面活性劑完全可溶於基板內之聚合物可使黏合劑具有高黏著力，但亦具有高接觸角和有限液體流動性。其表面活性劑不溶於基板內之聚合物可使黏合劑具有低接觸角和高液體流動率，但由於析出表面活性劑而降低黏著力。當針對需求修改該表面活性劑和聚合物而使表面活性劑為微溶時，其可達到平衡而導致黏合劑系統兼具有高黏著力但亦具有低接觸角和高液體流動率。

因此，發明者亦驚訝地發現單獨存在低接觸角並無法代表其澆注時間。於聚合物基質內使用微溶表面活性劑容許其以可控制方式針對需求修改澆注時間而同時仍可達到低接觸角。圖3說明以線性方式反應澆注時間之發現，然而接觸角突降然後保持水平；亦即，接觸角與澆注時間之間並無關聯性；圖3說明此發現以及其產生係利用以重量計52%丙烯酸甲氧乙酯、18.5%丙烯酸甲酯、18.5%丙烯酸乙酯、10%丙烯酸丁酯，和1%丙烯酸混合市售自Air Products 公司Dynol 604產品之非離子、乙氧基化炔二醇表面活性劑之黏合劑組成物。

由於一些診斷元件不需快速澆注時間，但是代之以努力達到準確控制其澆注時間，因此控制澆注時間之能力具有附加優勢。通過針對需求修改黏合劑之親水性可完成澆注時間之控制。因此，控制澆注時間之能力，包括在某些情況下刻意地增加澆注時間、開放設計者於體外診斷元件內併入更多複合、序列反應之可能性。

以去離子水洗滌時，可經由高性能液態層析法(HPLC)定量從黏合劑表面移除表面活性劑之數量。將親水性膠帶切割成五平方英寸，然後以兩毫升水清洗一分鐘。經由HPLC分析萃取液之表面活性劑濃度。於一分鐘期間分別利用兩毫升水進行相同五平方英寸樣本上之後續萃取以定量可隨著時間被移除之表面活性劑數量。

本發明之新穎特徵為當從黏合劑表面洗除表面活性劑時，由於表面活性劑溶解度之熱力學驅動表面活性劑再補充黏合劑之表面。圖4中，可看出當持續地以連續等分量水洗滌黏合劑表面時，額外表面活性劑連續地從表面被移除，其可藉由增加萃取表面活性劑之累積量獲得證明。

用於形成根據範例實例中親水性熱活化或壓敏黏合劑之聚合物基質包括用於形成習知親水性組成物之任何各種已知樹脂。就熱活化黏合劑而言，一般為使用成膜聚合物，而熱活化黏合劑具有不需塗佈至一載體層作為典 型壓敏黏合劑之附加優勢。

用於形成範例實例基板之範例聚合物包括聚烯烴，包括但不侷限於聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯化乙烯、聚乙烯乙酸酯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯醯胺、聚丙烯晴、聚丙烯、聚(1-丁烯)、聚(2-丁烯)、聚(1-戊烯)、聚(2-戊烯)、聚(3-甲基-1-戊烯)、聚(4-甲基-1-戊烯)、1,2-聚-1,3-丁二烯、1,4-聚-1,3-丁二烯、聚異戊二烯、聚氯丁二烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚碳酸酯、乙烯-丙烯酸異丁酯共聚物，以及二或多個聚烯烴或一個聚烯烴和非烯烴之隨機或嵌段共聚物。同樣，祗要該製成聚合物具有親水性，亦可使用二或多個聚合物之混合物。

該頂蓋或間隔帶亦包含一或多層聚酯例如聚乙烯對苯二甲酸酯、聚乙烯間苯二甲酸酯-對苯二甲酸酯、聚對苯二甲酸-1,4-環己二甲酯、聚間苯二甲酸-1,4-環己二甲酯之共聚物，以及聚乙烯間苯二甲酸酯-對苯二甲酸酯共聚物；聚(1,4-亞苯基)對苯二甲酸酯和間苯二甲酸酯以及共聚物；聚(1,4-亞苯基)-4,4'-聯苯二甲酸酯；衍生自脂族二元酸例如順丁烯二酸、己二酸和癸二酸之聚酯以及聚烴基化合物例如聚乙二醇、新戊二醇、丁二醇、甘油、異戊四醇，以及纖維素。

根據本發明範例實施例內黏合劑組成物之聚合物基質較佳為丙烯酸類聚合物或共聚物。範例丙烯酸成分包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、 丙烯酸羥乙酯(HEA)、丙烯酸甲氧乙酯、丙烯酸卡必酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸，以及其共聚物或混合物。進一步將瞭解可配製含少量用於形成該共聚物之一或多種非丙烯酸成分之丙烯酸共聚物，舉例諸如醋酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮和二甲基丙烯醯胺。較佳為利用非芳族引發劑和交聯劑聚合烷基(烷基)丙烯酸酯或烷氧基(烷基)丙烯酸酯以配製丙烯酸類壓敏黏合劑。在一較佳具體實施例中，該聚合物基質係一種其主要成分為丙烯酸甲氧乙酯之丙烯酸共聚物。

必需最小化未反應組分諸如單體、引發劑和交聯劑之濃度以降低干擾。通常，未反應單體於配製物內之濃度為在ppm範圍內。

用於本發明之成膜聚合物具有足夠容許該聚合物成膜之Tg或Tc以及能使形成聚合物為可熱封之足夠低溫(例如於70至100℃之範圍)。

在一些具體實施例中，該組成物呈最小或低螢光值具有其優勢。在一些具體實施例中，由於其呈現最小或低螢光值以及包含烷基(甲基)丙烯酸酯，因此被選擇作為用於本發明之材料。可有利地提供包含無結晶聚烯烴例如聚乙烯、聚丙烯或聚烯烴混合物之低螢光頂蓋或間隔帶。

聚合物可滲混各種表面活性劑以賦予聚合物表面親水性。適合用於本發明之表面活性劑包括可有效賦予親水性聚合物膜表面親水性之任何表面活性劑。若該表面活性劑僅微溶於聚合物基質內時可使用任何類型之表面活 性劑；亦即，可滲混該表面活性劑但不可完全溶解。然而，已測定出非離子表面活性劑較佳以及在一些具體實施例中，該表面活性劑為一種乙氧基化聚二甲基矽氧烷(PDMS)。然而應瞭解選擇特定表面活性劑時在某些情況下需依賴聚合物基質以及表面活性劑於其中之可混溶性。其他適合表面活性劑包括其他非離子乙氧基化表面活性劑包括乙氧基化二級醇、乙氧基化脂肪酸，以及乙氧基化苯酚；非離子乙炔表面活性劑例如炔二醇和乙氧基化炔二醇；以及在某些具體實施例中可使用陰離子表面活性劑，例如二辛基磺基琥珀酸鈉、二苯氧基雙磺酸鈉，或月桂基硫酸鈉。

該組成物亦可包含技術中已知用於黏合劑配製物之其他成分，包括例如交聯劑、增稠劑、增塑劑以及抗氧化劑。

最初，該選定親水性聚合物樹脂通常與適當溶劑混合以形成於溶劑內聚合物之溶劑溶液。該聚合物於容許溶解聚合物之條件下被混合和溶解於溶劑內。此類條件包括例如，於從20至30℃範圍內之溫度，但視所選擇特定聚合物亦可使用較高溫度。依此所選擇範例溶劑包括但不侷限於甲苯、甲乙酮、二甲苯、醋酸乙酯、四氫呋喃、二氯甲烷、正庚烷、正醋酸丁酯、丙酮、醋酸纖維素、乙二醇甲醚、正丁醇、異丙醇，以及乙醇。

一旦形成之後，混合聚合物溶液和聚合物溶劑與僅微溶於聚合物溶液和聚合物溶劑之適當表面活性劑。根據聚合物和表面活性劑之總重量，以例如高至約10重量% 之表面活性劑數量進行混合，其表面活性劑對聚合物之固體比例範圍通常為從1：99至10：90。表面活性劑與聚合物之混合數量範圍較佳為從約3至6重量%以及在一具體實施例中該混合比例以固體為基礎為約95重量%樹脂及約5重量%表面活性劑。

一旦形成聚合物、溶劑和表面活性劑(以及配製物中任何其他成分)之混合物，將該混合物澆注於載體(此時通常為一PSA)上或者使其形成薄膜(此時通常為一熱活化黏合劑)。藉由加熱或其他方法(例如藉由降低壓力)從薄膜移除含於組成物內之溶劑。

當頂蓋或隔片層包含壓敏黏合劑時，其較佳為使用至少一離形襯底(release liner)以保護該黏合劑表面。若使用襯底時，其較佳為不從襯底傳遞化合物至會干擾生物材料分離之密封表面。

如圖1所述更通常為根據本發明具體實施例所形成之親水性膠帶和薄膜可被應用於毛細管流動型之各種微流體元件。在分析過程運用毛細管傳遞液體樣本之微流體診斷元件上下文中，此類元件包括如圖5和6所示模塑於適當聚合物基質中之微流體通道。微流體元件通常指一種具有一或多個液體通道、通路、腔室，或具有至少一介於0.1μm和500mm間之內截面尺寸(寬度或深度)而可使液體樣本從進液口至偵測區之導管。形成通道之另一技術包括於基板，亦稱為基底部，上層合熱封或壓敏膠帶之步驟，接著於層合板之黏合層內蝕刻出通道。此類構造之優勢為可輕 易地構建該微流體元件而不需如圖6具體實施例所述將液體通道模塑於基底層內。可利用技術者所己知之習知微流體製造技術進行該蝕刻過程，包括但不侷限於光蝕刻、濕式化學蝕刻、雷射燒蝕、空氣噴砂技術、射出成型、壓印、沖切以及其他技術。

又另一種形成通道之技術為於層合至基板之前將膠帶預切割成通道。該熱活化或壓敏膠帶可為轉移帶、單面膠帶，或雙面膠帶。該熱活化膠帶需要施予熱以進行層合，反之該壓敏膠帶需要施予壓力以進行層合。亦可利用其他黏合方法例如聲焊技術、紫外線固化黏合等。

該微流體診斷元件通常包含一具有一或多個液體通道、通路、腔室，或其內導管之實質上平面基底部分。該基底部分包含各種材料，包括高分子材料例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚二甲基矽氧烷、聚碸，以及矽基基板例如玻璃、石英和多晶矽，以及其他習知應用之基板材料。

再一次參考圖1，於本發明一具體實施例中，使用該頂蓋14作為膠帶，其可為此處所述之親水性膠帶，而封閉微流體通路或通道。頂蓋基板表面具有親水性之事實可加強液體流動通過該元件之通路和通道。如上所述，該親水性覆蓋基板可包含具有親水性之各種類型材料，例如一親水性壓敏黏合層，或一親水性熱活化層。

本發明另一具體實施例中，基底部分12和頂蓋14之間形成毛細管通道18壁之間隔帶16具有親水性。於毛細 管至少一表面之隔片為親水性。毛細管壁具有親水性之事實可加強液體流動通過微流體通路和通道。如上所述，該親水性隔片可包含具有親水性之各種類型材料，例如一親水性壓敏黏合層，或一親水性可熱封層。

如上所述，否則另類選擇必需確保該通道具有足夠親水性以使沿著毛細管、覆蓋基板或間隔帶移動之液體樣本具有固有親水性或可與表面活性劑被配製或可為二者之組合。亦即，該具有表面親水性之熱活化頂蓋或隔片黏合劑可被塗佈至/用於該通道。或者，該頂蓋或隔片黏合劑可包括亦具有親水性以提供使液體樣本濕潤通道所需親水性之壓敏黏合劑。於構建微流體診斷元件中使用此類材料亦可簡化該元件之製造過程。在本發明之上下文中，不僅通道之整個壁表面需要具有親水性；而非僅微流體通道或通路之部分需要具有親水性。在一些情況下，該微流體通道或通路可賦予比其他部分較低親水性以調整液體樣本之流動速率。一種方法為利用雙面隔片結構，其親水性壓敏黏合劑或熱活化黏合劑被置於聚酯或其他薄膜之其一或兩面上而形成層合隔片。

如圖5和6中所描述，微流體體外診斷元件50可被含於以黏合間隔層56隔開之相對基底層52、54。然而圖5中僅顯示單基底層52，其於圖6中顯示為液體通道58、二者基底層52、54。該間隔層56具有於其間提供其內從儲液器通過檢測液體至收集點之液體通道58。定義該液體通道58邊界之至少一部分基底層52、54和間隔帶56之表面具有親水 性。

在其他具體實施例中，該診斷元件50可為一種其具有足夠大液體通道而使毛細管作用非為主要驅動力及/或根本不存在之側流式裝置，其從通道一端流動至另一端之液體單純藉由濕潤其親水性表面所造成之結果。

關於用於檢測台中之材料，此類材料可為軟性或剛性，但是此類材料較佳為透明和無色；化學上與電泳分離可相容；以400至800nm波長中極少或無光譜發射證明其在檢測條件下呈現極少或無螢光；在電泳期間具有尺寸安定性和可承受壓力；以及於電泳過程中散熱。

在下列實例之內文中進一步藉由圖解描述本發明，但並非僅侷限於此。

實例1-9

將丙烯酸共聚物(以重量計之50%丙烯酸甲氧乙酯、18.5%丙烯酸甲酯、18.5%丙烯酸乙酯、10%丙烯酸丁酯，和3% HEA)溶解於醋酸乙酯而形成加入不同表面活性劑之親水性黏合劑組成物。在各例子中，該組成物接下來散佈於高分子膜上以及使溶劑蒸發而形成一親水性壓敏黏合劑塗層。

為如下表1中九種不同市售表面活性劑製作含有95重量%所述丙烯酸樹脂與5重量%表面活性劑之實例，其亦標示經測得之接觸角以及於不銹鋼上之180°剝離強度。

實例10(比較)

77]比較實施例為藉由已知析出機轉操作之利用不溶性表面活性劑被配製。將市售Vitel 3300和3500樹脂具有玻璃轉變溫度介於-15℃至+15℃間之聚酯樹脂溶解於甲乙酮和甲苯(7：3重量比)之溶劑內。將供應自Cytec公司之商用表面活性劑、氣溶膠OT溶解於溶液內以產生5重量%樹脂(以固含量計)之表面活性劑濃度。如實例1所述形成熱封黏合劑之親水性塗層。

實例11-13

將丙烯酸壓敏共聚物(以重量計之52%丙烯酸甲氧乙酯、18.5%丙烯酸甲酯、18.5%丙烯酸乙酯、10%丙烯 酸丁酯，和1%丙烯酸)溶解於醋酸乙酯內。將乙氧基聚二甲基矽氧烷表面活性劑(Silsurf A008-UP)溶解於樹脂溶液內以產生1%(實例11)、5%(實例12)和10%(實例13)聚合物，以上均以重量計(以固含量計)之表面活性劑濃度。如實例1所述形成親水性塗膜。

測量根據實例10-13所製成樣本帶以決定一段時間內萃取溶劑之累積量，其結果示於表2。結果顯示實例10呈現析出現象，其具有高初步親水性但未增加累積。相反地，實例11-13全部顯示一些初步親水性，其以穩定速率隨著時間而增加。此顯示根據範例具體實施例所形成之黏合劑組成物存在固有親水性，其繪圖示於圖4。

實例14

將丙烯酸熱封共聚物(以重量計之53%丙烯酸甲氧乙酯、23%甲基丙烯酸甲酯、23%丙烯酸甲酯、1%丙烯酸)溶解於醋酸乙酯內。將乙氧基聚二甲基矽氧烷表面活性劑(Silsurf A008-UP)溶解於樹脂溶液內以產生5：95之表面 活性劑固體對聚合物比例(亦即，5重量%樹脂(以固含量計)之表面活性劑濃度)。親水性塗層之形成如同實例1。去離子水於表面之接觸角為從5至10度之範圍以及於10oz/in測量對不銹鋼之180度剝離黏著力。

上述專利說明雖然圖解和描述範例具體實施例，但是熟習該項技術者應瞭解其可作出各種變化及以相等物代替其元件而不偏離本發明之範圍。此外，本發明之教示可作出許多修飾以適應特定情況或材料而不偏離其基本範圍。因此，本發明非擬侷限於此處執行本發明所關注最佳模式中揭示之特定具體實施例，反之本發明將包括在申請專利範圍附件範圍內之全部具體實施例。

Claims (20)

1. 一種包含一疏水性聚合物基質和一表面活性劑之組成物，其中該表面活性劑可被混溶但不完全溶解於聚合物基質，其中該組成物係一種親水性壓敏或親水性熱活化黏合劑，且其中該聚合物基質包含丙烯酸甲氧乙酯。
2. 如請求項1之組成物，其中該組成物係一種親水性壓敏黏合劑。
3. 如請求項1之組成物，其中該組成物係一種親水性熱活化黏合劑。
4. 如請求項1之組成物，其中該表面活性劑係一種非離子表面活性劑。
5. 如請求項4之組成物，其中該表面活性劑係乙氧基聚二甲基矽氧烷。
6. 如請求項1之組成物，其中該表面活性劑對聚合物基質之比例以固含量計為在1：99至10：90之範圍。
7. 如請求項6之組成物，其中以固含量計，該表面活性劑以3重量%至6重量%之範圍存在於聚合物基質中。
8. 一種包含一疏水性丙烯酸共聚物基質和一表面活性劑之組成物，其中該表面活性劑係乙氧基聚二甲基矽氧烷，該乙氧基聚二甲基矽氧烷可被混溶但不完全溶解於該丙烯酸共聚物，其中該丙烯酸共聚物對乙氧基聚二甲基矽氧烷之相對重量百分比以固含量計，為95重量%丙烯酸共聚物和5重量%乙氧基聚二甲基矽氧烷，其中該組成物被配製成一親水性壓敏或親水性熱活化黏合劑，且其中該丙烯酸共聚物基質係一包含丙烯酸甲氧乙酯之共聚物。
9. 如請求項8之組成物，其中該丙烯酸共聚物基質係一種50%丙烯酸甲氧乙酯、18.5%丙烯酸甲酯、18.5%丙烯酸乙酯、10%丙烯酸丁酯和3%HEA之共聚物，以上均以重量計。
10. 如請求項8之組成物，其中該丙烯酸共聚物基質係一種53%丙烯酸甲氧乙酯、23%甲基丙烯酸甲酯、23%丙烯酸甲酯、1%丙烯酸之共聚物，以上均以重量計。
11. 如請求項8之組成物，其中該丙烯酸共聚物基質係一種52%丙烯酸甲氧乙酯、18.5%丙烯酸甲酯、18.5%丙烯酸乙酯、10%丙烯酸丁酯和1%丙烯酸之共聚物，以上均以重量計。
12. 一種包含如請求項1之組成物的層之帶，其中該帶於該層之一表面展現表面活性劑之再補充性。
13. 如請求項12之帶，其中該組成物的層係支撐於載體層上。
14. 如請求項13之帶，其進一步包含於該組成物的層之一面上的一離形襯底，該面係相對於該載體層。
15. 如請求項12之帶，其中該組成物的層係一種自撐式親水性熱活化膠膜。
16. 一種包含一液體流道之診斷元件，其中該如請求項1之組成物形成一部分之液體流道。
17. 如請求項16之診斷元件，其中該液體流道係由一基底、一頂蓋和一界定通道相對側之隔片所形成之狹長通道。
18. 如請求項17之診斷元件，其中該隔片包含該組成物。
19. 如請求項17之診斷元件，其中該頂蓋包含該組成物。
20. 如請求項16之診斷元件，其中該元件係一種微流體或側流式裝置。