三维木质纤维检测用具的制作方法
【专利摘要】三维木质纤维检测用具包含一第一木质纤维基材及一第二木质纤维基材。当第一木质纤维基材与一液态检体接触时，液态检体吸附至第一木质纤维基材并经由毛细作用流至第二木质纤维基材，并与第二木质纤维基材的检测试剂反应以达成检测液态检体的作用。本发明的木质纤维检测用具具有包括天然材质、价格便宜、加工方便等优势，目的是使木质纤维基材在传统利用之外，让使用者不需花费额外的时间/金钱即可达成疾病预防检测,进而成为日常健康维护的平台。
【专利说明】三维木质纤维检测用具
【技术领域】
[0001]本发明关于检测用具，特别是关于利用毛细作用进行检测的三维木质纤维检测用具。
【背景技术】
[0002]随着民众的健康意识逐渐提高，居家自我检测的概念已渐渐盛行。所谓居家自我检测意指民众可在家方便随时检测，通常可利用检测试剂的颜色转变，在简便仪器或不需仪器肉眼判读的条件下，可立即观察有无疾病的征兆。此外当色差变大时，可再到医院进一步详细检查。因此，居家自我检测具有方便即时及节省支出的优势。
[0003]在居家自我检测方面，检测试纸为经常使用的检测用品。检测试纸的优点为:操作简单、容易判读及方便携带。检测试纸的检测原理主要是利用酵素或化学试剂与溶液中的特定物质进行生化反应，产生颜色或其他性质改变，以量测物质存在与否的定性反应，以及物质浓度的半定量反应。
[0004]举例而言，居家使用型的血醣或尿糖检验试纸的原理为「葡萄糖氧化酶(glucoseoxidase)法」，利用葡萄糖氧化酶与葡萄糖之间的专一性催化反应使试纸变色，对他种还原性的物质则不起作用。利用酵素的技术在试纸上涂上一种葡萄糖氧化酶，当葡萄糖氧化酶与血液中的葡萄糖反应后，会使得试纸颜色产生变化，而使用者可根据试纸的颜色与颜色表比对，即可判读血醣浓度的高低。这种简易的血糖量测方法，造福许多糖尿病的患者，使其可随时对病情作监控，不仅改善生活品质，同时也扩大了医疗照护的范围。
[0005]但是，检测试纸仍需要特别携带，因此检测试纸的方便性仍有改良的空间。因此，发展一种检测平台，其具有试纸的优点，并拥有与日常用品匹配的便利性，为当前努力的目标。
【发明内容】
[0006]本发明的目的之一是开发一种检测平台，其具有试纸的优点，并可拥有与日常用品匹配的便利性。
[0007]依据本发明的一实施例，一种三维木质纤维检测用具包含一第一木质纤维基材及一第二木质纤维基材。第一木质纤维基材具有一接触区及至少一凹槽，第二木质纤维基材设置于第一木质纤维基材的凹槽，其中第一木质纤维基材的材料与第二木质纤维基材的材料为不同。第二木质纤维基材包含至少一检测试剂，当一液态检体与该第一木质纤维基材的该接触区接触时，液态检体吸附至第一木质纤维基材并经由毛细作用流至第二木质纤维基材，并与第二木质纤维基材的检测试剂反应以达成检测检体的作用。
[0008]以下经由具体实施例配合所附的附图详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为示意图，显示本发明的木质纤维检测用具。
[0010]图2为柱状图，显示液体在木质纤维基材的内的流速。
[0011]图3为木质纤维基材的显微镜照片。
[0012]图4为照片显示木质纤维基材吸附染料的情形。
[0013]图5为图式显示木质纤维基材吸附亚硝酸盐的情形。
[0014]图6为照片显示三维木质纤维检测用具的检验结果，其用以检测亚硝酸盐。
[0015]图7A及图7B为照片显示三维木质纤维检测用具的检验结果，其用以检测葡萄糖。
[0016]【符号说明】
[0017]I第一木质纤维基材
[0018]11凹槽
[0019]12接触区
[0020]2第二木质纤维基材
【具体实施方式】
[0021 ] 本发明关于一种木质纤维检测用具，其主要元件为木质纤维基材及检测试剂。
[0022]木质纤维或可称为木质化组织，其指的是维管形成层向内的发展出植物组织的统称。此外，木质纤维通常取自乔木和灌木所形成的木质化组织。相较于滤纸，木质纤维相对较为抗酸碱及有机溶剂。木质纤维还具有强韧的机械结构，并此在浸润液体后仍可维持完整结构及机械强度，因此木质纤维可较滤纸具有结构强度方面的优势。
[0023]此外，相较于滤纸为二维检测用具，本发明的木质纤维检测用具为三维结构，因此更具有检测的弹性。
[0024]请参照图1，其为示意图，显示本发明的三维木质纤维检测用具，其中本发明的第一木质纤维基材I具有接触区12及凹槽11。一般而言，凹槽11的形状、大小并未特别限制，可视检测需求而设置。其中应注明的是，图1实例中凹槽11的形状仅为示意而非用以限制。一般而言，凹槽11的形状可包含但不限于长方体、正方体、圆柱、半球体、V型或上述之外其余的形状组合。凹槽11的位置亦可视不同检测的需求而做弹性设置。
[0025]第一木质纤维基材的形状、大小原则上并未限制，因此可依检测标的来进行设计。常见的木质纤维基材的形状包含但不限于圆柱、长方体、板状等。
[0026]凹槽11可设置第二木质纤维基材2为检测区，因此可将检测试剂设置于第二木质纤维基材2，以便进行检测。第二木质纤维基材2可为高出、相等或低于凹槽11。
[0027]第二木质纤维基材2设置于凹槽11的方式并未特别限制，目的为使第一木质纤维基材I与第二木质纤维基材2相互接触即可，其方式包含但不限于将第二木质纤维基材2镶嵌于凹槽11、或是将第二木质纤维基材2粘着于凹槽11，或是单纯将第二木质纤维基材2置于凹槽11亦为可行。
[0028]第一木质纤维基材I与第二木质纤维基材2的材质为不同，较佳者第二木质纤维基材2的材质较第一木质纤维基材I的材质为致密。此外液体检体在第一木质纤维基材I的流速较在第二木质纤维基材2的流速为快。
[0029]本发明可利用第一木质纤维基材I的内部输水孔道(图中未示)所提供的毛细作用，使欲检测标的物运送到达作为检测区的凹槽11，进而避免第一木质纤维基材I表面输水孔道因加工过程的物理性破坏而造成量测误差，甚至达到控制液体样本的流速的目的。第一木质纤维基材I的接触区12位置较佳为第一木质纤维基材I的两端。
[0030]可理解的是，第一木质纤维基材I的内部输水孔道(图中未示)可使待检测标的物经由毛细作用运送至作为检测区的凹槽11，利用第一木质纤维基材I的内部输水孔道可避免第一木质纤维基材I的表面因加工过程的物理性破坏而造成量测误差，甚至达到控制液体样本的流速的目的。检体与第一木质纤维基材的接触位置较佳为第一木质纤维基材的两端。
[0031]此外可对第一木质纤维基材I进行表面处理以增加木质纤维的稳定性，表面处理例如但不限于防水处理，防水试剂包含但不限于PDMS(聚二甲基硅氧烷，Polydimethylsiloxane)。
[0032]在一实施例中，第一木质纤维基材I可采用日常生活用品，其实施例包含但不限于搅拌棒、木筷或牙签。
[0033]其中本发明的一实施例中第一木质纤维基材I的材质为竹片，其材质为木质纤维，台湾较常见者为竹制材料。竹类植物的杆为木质，属灌木或乔木状，由于生长快速，因此有价格的优势。
[0034]牙签的优势包括天然材质、价格便宜、加工方便等优点。牙签取得方便并常用于餐后维护口腔卫生，本发明的目的之一即是让使用者在使用牙签清洁牙缝时，一并完成疾病及检测，使得使用者不需花费额外的时间即可达成疾病预防检测。
[0035]如前所述，第二木质纤维基材2可选自较第二木质纤维基材2致密的材料，第二木质纤维基材2的木材包含但不限于桦木、杨木、松木等。
[0036]检测试剂设置于第二木质纤维基材2的方式并未限制，较佳者为均匀吸附及散布于第二木质纤维基材2。但应可了解检测试剂亦可设置于第二木质纤维基材2的单侧、底面、双侧或其他组合。
[0037]检测试剂吸附于第二木质纤维基材2的方法例如但不限于经由将第二木质纤维基材2浸泡于检测试剂溶液以完成的制备。经由第二木质纤维基材2的毛细作用及植物纤维的维管束组织，使得检测试剂吸附于第二木质纤维基材2。其中将第二木质纤维基材2浸泡于检测试剂溶液后，可进行一干燥步骤，以制备可进行检测的木质纤维基材。
[0038]本发明的检测用木质纤维基材可以利用呈色(colorimetric)反应或是萤光进行检测，其中检测试剂包含一呈色剂或一萤光试剂。检测试剂的呈色剂或萤光试剂可依检测标的不同而做适应性改变。
[0039]在本发明的一实施例中，检测试剂包含一酵素。如前所述，可利用酵素与溶液中的物质反应，产生颜色或其他性质改变，以量测物质存在与否的定性反应，以及物质浓度的定量反应。举例而言，测量「葡萄糖氧化酶(glucose oxidase)法」，则是利用葡萄糖氧化酶与葡萄糖之间的专一性催化作用使试纸变色。
[0040]液态检体举例但不限于一受试者的唾液、血液、尿液或其他体液。如前所述液态检体经由毛细作用吸附至第一木质纤维基材的纤维组织，并与检测试剂反应以达成检测液态检体的作用。此外亦可将固体检测物悬浮于液体溶剂之中，待标的检测物溶出于溶剂之中，再利用毛细作用进行上述的检测方式。
[0041]此外应注明的是，多重检测可以多重定性或是定量；详言之，多重检测可包含多样检测标的或是单一检测标的的多重浓度的检测，以达检测的多样性。
[0042]本发明的原理为利用木质纤维所具有的毛细作用，使木质纤维基材成为疾病预防检测平台。利用吸附于第二木质纤维基材2纤维组织的检测试剂，使得当第一木质纤维基材与一液态检体或一含有液体的检体接触时，经由毛细作用将标的检体吸附至木质纤维基材的纤维组织，并与检测试剂反应，以达成检测检体的作用。
[0043]其中应注明的是本发明的第一木质纤维基材，常用于进食或是喝饮料，例如:餐后维护口腔卫生，因此一较佳实施例为检测受试者的唾液。而唾液检测的优点包括:唾液检验为非侵入性、采集方便、成本不高、感染风险低、病人不须依赖医护人员即可自行采集、自行检验。
[0044]承上述，本发明的检测用木质纤维基材可用于检测唾液、血液、尿液或其他体液的相关生化性质，举例而言但不限于检测葡萄糖、亚硝酸根、酸碱度。以下仅为实施例说明检测原理及应用。
[0045]1.亚硝酸盐检测
[0046]食物中如有硝酸离子，口水中的消化酵素作用后会转变为亚硝胺，其已被医界证实为一致癌物。此外含有大量亚硝酸盐的饮水、蔬菜、粮食、鱼、肉制品、溃酸菜等经人食用后，大量亚硝酸盐可使人直接中毒。目前已有利用化学呈色反应的亚硝酸检测试纸，因此食物中亚硝酸检测亦为适宜的检测标的。
[0047]2.葡萄糖检测
[0048]血糖或尿糖的测量原理已如前述，其可使病患能够随时对自己的病情作监控。
[0049]3.酸碱度检测
[0050]在检测酸碱度方面，石蕊试纸是常用来测量溶液的酸碱度的指示用具。石蕊试纸是将纸张浸于含石蕊试剂的溶液中制成。石蕊试剂在酸性液中呈红色，在碱性液中呈蓝色。故可利用前述性质制备用以检测酸碱性的木质纤维基材。
[0051]以下通过具体实施例配合附图详加说明，可更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及所达成的功效，并据以实施，但不能以此限定本发明的保护范围。
[0052]第一木质纤维基材与第二木质纤维基材的比较:参照图2，其为柱状图显示液体在木质纤维基材的内的流速(n=8)。木质纤维基材为市售的咖啡搅拌棒或是竹签。其中液体在竹片木质纤维基材之中流动所需时间较木材木质纤维基材时间为短，因此液体在竹片木质纤维基材之中的流速较快。
[0053]此外请参照图3，其为木质纤维基材的显微镜照片，以及参照图4其为照片显示木质纤维基材吸附染料的情形。其中木材木质纤维基材较竹片木质纤维基材更为致密，并且具更均匀的呈色效果，代表染料吸附较竹片木质纤维更为均匀。
[0054]木质纤维基材吸附检测试剂的实验:实验步骤如下:利用吸量管(pipetman)滴2 μ L亚硝酸检测试剂于木质搅伴棒上，其中亚硝酸检测试剂包含50mmol/L对氨基苯磺酸胺(sulfanilamide)、330mmol/L 朽1 樣酸(citric acid)、10mmol/LN-(1-萘基)乙二胺(N-(l-naphthyl) ethylenediamine),等待干燥后,将涂布亚硝酸检测试剂的木质纤维基材与亚硝酸溶液接触即可作亚硝酸检测使用。
[0055]图5为图式显示木质纤维基材吸附亚硝酸，其中浓度在2.5mM的下呈现正相关(R2=0.99)。应注明的是此实施例并非三维检测的数据，其为单纯于搅拌棒上开凹槽检测亚硝酸盐的数据。
[0056]三维木质纤维基材的制备
[0057]于竹质搅拌棒上斜切一个开口后，将木质搅伴棒镶嵌进竹质搅拌棒上斜切的凹槽，即可得到本发明的三维木质纤维基材。
[0058]以三维木质纤维基材检测亚硝酸
[0059]将涂布亚硝酸检测试剂的三维木质纤维基材与亚硝酸溶液接触即可作亚硝酸检测。请参照图6，其为照片显示三维木质纤维检测用具的检验结果，于定性结果可观察出，随着亚硝酸浓度的提升，于木质搅拌棒上检测区的红色呈现效果也越深且分布相当均匀，即使用肉眼观察可发现低浓度0.156mM的颜色结果和控制组有所分别。
[0060]以三维木质纤维基材检测葡萄糖
[0061]将涂布葡萄糖检测试剂的三维木质纤维基材与葡萄糖溶液接触即可作检测，其中葡萄糖检测试剂(2yL)包含葡萄氧化酶(Glucose oxidase) 75units/mL, HRP15units/mL, 1mM dimethylaminobenzoic acid, 2mM4_氛基安替比林(4-aminoantipyrine), 10% (w/v)PEG(MW=35, OOOg/mol)。
[0062]请参照图7A及图7B，其为照片显示三维木质纤维检测用具的检验结果，于定性结果可观察出，随着葡萄糖浓度的提升，于木质搅拌棒上检测区的紫黑颜色也越深且分布相当均匀，即使用肉眼观察也可发现低浓度2.5mM的颜色结果也和控制组有所分别。此外可将检测完成后的木质搅拌棒取出独立分析，经由影像软体(例如Image J)的帮助，可容易判别低浓度2.5mM的颜色平均强度和控制组的差别。
[0063]综合上述，本发明的木质纤维检测用具的优势包括天然材质、价格便宜、加工方便，并可利用毛细作用使木质纤维基材成为疾病的预防检测平台及基材，并且可以让使用者不需花费额外的时间即可达成疾病预防检测。
[0064]以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以之限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。
【权利要求】
1.一种三维木质纤维检测用具，其特征在于，包含: 一第一木质纤维基材，其中该第一木质纤维基材具有一接触区及至少一凹槽；以及 一第二木质纤维基材，其设置于该第一木质纤维基材的该凹槽，其中该第一木质纤维基材的材料与该第二木质纤维基材的材料为不同，该第二木质纤维基材具有至少一检测试剂吸附于该第二木质纤维基材，其中当一液态检体与该第一木质纤维基材的该接触区接触时，该液态检体吸附至该第一木质纤维基材并经由毛细作用流至该第二木质纤维基材，并与该第二木质纤维基材的该检测试剂反应以达成检测该检体的作用。
2.如权利要求1所述的三维木质纤维检测用具，其特征在于，该第一木质纤维基材为一搅拌棒、一牙签或一木筷。
3.如权利要求1所述的三维木质纤维检测用具，其特征在于，该第一木质纤维基材的材料为竹片。
4.如权利要求1所述的三维木质纤维检测用具，其特征在于，该第一木质纤维基材的表面经防水处理。
5.如权利要求1所述的三维木质纤维检测用具，其特征在于，该凹槽的形状可包含长方体、正方体、圆柱、半球体、V型或上述形状组合。
6.如权利要求1所述的三维木质纤维检测用具，其特征在于，该第二木质纤维基材的材质较该第一木质纤维基材的材质为致密。
7.如权利要求1所述的三维木质纤维检测用具，其特征在于，该液态检体在该第一木质纤维基材的流速较在该第二木质纤维基材的流速为快。
8.如权利要求1所述的三维木质纤维检测用具，其特征在于，该检测试剂包含一呈色剂或一萤光试剂。
9.如权利要求1所述的三维木质纤维检测用具，其特征在于，该液体检体为一受试者的唾液、血液或尿液。
10.如权利要求1所述的三维木质纤维检测用具，用以检测葡萄糖、亚硝酸根或酸碱度。
【文档编号】G01N21/77GK104251857SQ201310365913
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年6月25日
【发明者】官振盟, 罗伯特·S·蓝格, 郑兆珉 申请人:郑兆珉