专利名称：化验液体试样的仪器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于化验一种液体试样的仪器。本发明涉及的仪器适合在测定血液、尿液和其它物质的成分中用作临床诊断仪器。
用于化验液体试样的已知常规仪器是(1)把滤纸切成特定尺寸，并且用滤纸吸收与试样反应的试剂，然后把滤纸附着在一个支座上的化验仪器，还有(2)把含有试剂的明胶制成特殊形状，然后附着在一个支座上的仪器。在化验仪器准备完毕后，要求把液体试样滴到滤纸上或化验的明胶上。
然而，上述化验仪器要求制作过程包括滤纸或明胶的切割和附着。这不允许含有试剂的化验单元提纯，与现有化验仪器的形状相比，同样也不允许把化验仪器从整体上小型化。而且，为了能够使许多化验项目的化验使用同一台化验仪器，上述常规化验仪器需要许多滤纸或明胶的切割和附着，因此增加了制作过程中的步骤数目并且增加了制作费用。
因此，本发明的第一个目的是提供一种化验仪器，其盛装试样的化验单元已被改善。本发明的第二个目的是提供一种用很少步骤制作许多化验单元的化验仪器。本发明的第三个目的是提供一种检定器和试样所涂部件相互分离的化验仪器。
为了达到上述目的，本发明的液体化验仪器包括一个由有机高分子构成的支座，上述支座具有一个分成两个相互邻近区域的表面；一个在表面上的间隔层，形成把第一区域和第二区域分开的两个区域的边界；一个附加在第一区域并且含有一种试剂的检测层；还有一个附加在第二区域的水膨胀层，上述水膨胀层通过吸水扩张。
为了使用本仪器化验液体试样，把一滴液体试样涂到水膨胀层上。当涂上液体试样后，水膨胀层扩张，延伸到间隔层以外并且与检测层进入接触。然后由于毛细作用液体试样从水膨胀层向检测层移动，在那里它与试剂反应。如果试剂与特定成分反应时产生颜色或发光，包含在试样中的成分可用光学方法鉴定。依照试剂的性质，也可用其它方法来鉴定试样中的成分。
本发明的仪器的检测层是同试样滴加的位置(水膨胀层)分开的，所以当试样从水膨胀层流向检测层时，可以把试样中的一种特殊成分分离出来。一个例子是当化验血液时把血球分离出来。而且，可以把不同于包含在检测层中的试剂的另一种试剂放入水膨胀层中。
当间隔层是由防水材料构成时，即使上述试剂是一种液体，直到试剂与试样反应为止，包含在检测层中的试剂也将不流到水膨胀层上。
一种制作本发明的仪器的合适方法包括以下步骤(a)将一个由一种有机高分子构成的支座表面上的特定区域的周边改性，以便使它变得亲水；(b)构造一个位于改性过的周边上由防水材料构成的间隔层；(c)将该特定区域和另一个与间隔层相邻近的区域改性，以便使它们变得亲水；(d)给改性过的特定区域和另一个改性过的区域分别附加一个检测层和一个水膨胀层，上述检测层含有试剂，上述水膨胀层通过吸水扩张。
本发明使检测层的提纯成为可能，通过利用支座的亲水特性来制作一个检测层，一个间隔层，以及一个水膨胀层。而且，制作费用低，因为在制作过程中没有切割和附着工作并且多个检测层可以同时附加。
图1A-1E是展示化验仪器的一个实际实施例制作过程的透视图；图2是一幅化验仪器的截面视图，沿图1E中的线II-II截取；图3是一幅化验仪器在操作状态下的截面视图，沿图1E中的线II-II截取；将按照
本发明的一个实际实施例。图1画出了用来制作本发明的仪器的加工顺序。
首先，选择将要构成支座的有机高分子材料和支座的形状。可以用以下物质中的一种或多种作为有机高分子材料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、热塑性聚氨酯、聚异丁烯酸甲酯、聚氧乙烯、聚碳酸酯、尼龙、缩醛树脂、聚苯氧、聚对苯二甲酸亚丁基酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚或其它热塑性树脂；不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、邻苯二甲酸二烯丙基酯树脂或其它热固性树脂；苯乙烯丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、天然橡胶或其它橡胶。支座形状可以是薄板形、圆柱形、圆筒形、薄膜形或者可提供附着检测层和水膨胀层区域的任何形状。
如图1A所示，检测层将附加在其上的第一区域1a，和水膨胀层将附加在其上的第二区域(将在下面说明)，都是在支座1表面上确定的，由有机高分子构成。在这个例子中，第一区域是圆形的，第二区域是矩形的，包围在第一区域周围。改性各个第一区域1a的周边1b，以便使它们变得亲水。可用以下方法将支座部分改性以便使它们变得亲水化学处理包括遮盖疏水性有机高分子表面，然后用化学方法把亲水基团或接枝支链引入暴露区域(遮盖物没有覆盖有机高分子的地方)，只使暴露区域亲水；或者等离子处理；电晕放电处理；紫外线照射；或其它处理方法。在这些方法中，用紫外线照射非常有效，因为它不需要特殊的预先或过后处理并且所需仪器很简单。一只低压泵灯是理想的紫外线光源，因为它具有大约为100℃的低管壁温度，并且辐射高能量、短波长的紫外线。185nm的短波长紫外线很好，因为它们具有高能量，相伴随的下一个最佳波长是254nm。一次照射时间应正常持续从1到120分钟，照射距离介于0.5到8cm之间，并且照射强度从1到20mw/cm2。
下一步，如图1B所示，由防水材料构成的间隔层2在改性过的周边1b上形成。用作防水材料的最佳物质是一种含有可结合羧基或羟基的官能团的树脂，或者一种表面活性剂。这是因为在改性之前，存在于有机高分子材料表面的分子，甚至碳原子或氢原子，都经常被改性替换为羧基或羟基。所以，如果防水材料是一种含有以化学或物理方式结合这些分子的官能团的树脂，或者如果它是一种表面活性剂，它与改性过的周边区域1b相结合并且容易形成间隔层2。很多这种类型的防水材料是已知的，例如硅烷偶合剂、氟化丙烯酸共聚物乳液、氨基变性硅油、硅烷偶合剂一氟化烷基硅氯化物混合物、聚氧化烯变性硅油、氟基表面活性剂或者氟硅表面活性剂。
依据间隔层2的结构，如图1c所示，由间隔层2环绕的第一区域1a，和把间隔层2包围在其中的矩形的第二区域1c都被改性过，以便使它们变得亲水。如果用紫外线照射来进行改性，如上面所述，用一种氟基或硅基物质作为构成间隔层2的防水材料最好。这是因为当暴露在紫外线中时，氟基或硅基物质不活泼，所以间隔层2的作用不会因紫外线照射而减弱。区域1a和1c可以同时改性，或者分别用一个蔽光框来遮挡紫外线来进行改性。即使当每个区域的改性分别执行时，如果用一种氟基或硅基物质作为防水材料，蔽光框的结构精度要求也不是很高。
最后，把一种通过溶解试剂制成的液体涂到第一区域1a(附图1D)上，并且把水膨胀材料构成的凝胶涂到第二区域1c(附图1E)上。例如，水膨胀材料可以是吸水性树脂、粘土或其它层形无机混合物。涂在第一区域1a的液体干燥后变成检测层3。涂在第二区域1c的凝胶干燥后变成水膨胀层4。可以同时把液体分别涂在区域1a和1c上，也可以逐个进行。
图1E画出了通过上述过程获得的化验仪器的透视图。图2是沿图1E中的线II-II截取的截面视图。当使用该仪器进行化验时，把几滴液体试样涂到水膨胀层4上。当涂上液滴后，水膨胀层扩张，延伸到间隔层以外并且与检测层3进入接触。然后由于毛细作用液体试样从水膨胀层4向检测层3移动，在那里它与试剂反应。图3所示为水膨胀层4正在膨胀以及检测层3正在与液体试样反应。为了能够使许多个项目的化验使用同一台化验仪器，可以在同一支座1上做出多个检测层3，每一个检测层3都单独地被多个位于支座1上的闭合间隔层2中的一个所包围。附图画出了一台按照同时化验两个项目的目的制作的仪器。这能使液体试样同时从水膨胀层流向多个检测层3，在那里它分别与每份试剂反应。
权利要求
1.一种化验液体试样的仪器，所述仪器包括一个由有机高分子构成的支座，所述支座具有一个分成两个相互邻近区域的表面；一个在表面上的间隔层，形成把第一区域和第二区域分开的两个区域的边界；一个附加在第一区域并且含有一种试剂的检测层；以及一个附加在第二区域的水膨胀层，所述水膨胀层通过吸水扩张。
2.按照权利要求1所述的仪器，其特征在于该间隔层由防水材料构成。
3.按照权利要求1所述的仪器，其特征在于水膨胀层主要由遇水膨胀的吸水性树脂构成。
4.按照权利要求1所述的仪器，其特征在于第二区域包围第一区域。
5.按照权利要求1所述的仪器，其特征在于水膨胀层含有一种不同于包含在检测层中的试剂的第二试剂。
6.按照权利要求1所述的仪器，其特征在于有机高分子或者是一种热塑性树脂，一种热固性树脂，或者一种橡胶，或者它们的一种混合物。
7.一种制作一台化验液体试样的仪器的方法，所述方法的步骤包括(a)把一个由一种有机高分子构成的支座表面上的特定区域的周边改性，以便使它变得亲水；(b)构造一个位于改性过的周边上由防水材料构成的间隔层；(c)把该特定区域和其它与间隔层相邻近的区域改性，以便使它们变得亲水；(d)给改性过的特定区域和另一个改性过的区域分别附加一个检测层和一个水膨胀层，所述检测层含有试剂，所述水膨胀层通过吸水扩张。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于用紫外线照射作为改性每一部分的途径，以便使它变得亲水。
9.按照权利要求7所述的方法，其特征在于；防水材料或者是一种含有可结合羧基或羟基的官能团的树脂，或者是一种表面活性剂。
10.按照权利要求8所述的方法，其特征在于防水材料包括氟基或硅基。
11.按照权利要求1所述的仪器用作一种临床诊断仪器。
全文摘要
一种化验液体试样的仪器,上述仪器包括:一个由有机高分子构成的支座,上述支座具有一个分成两个相互邻近区域的表面;一个在表面上的间隔层,形成把第一区域和第二区域分开的两个区域的边界;一个附加在第一区域并且含有一种试剂的检测层;还有一个附加在第二区域的水膨胀层,上述水膨胀层通过吸水扩张。
文档编号B01L3/00GK1174995SQ97114778
公开日1998年3月4日 申请日期1997年7月28日 优先权日1996年7月29日
发明者福冈隆夫, 大久保章男 申请人:株式会社京都第一科学