生物医学装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种生物医学装置，其包含：多孔状亲水性基材；疏水性材料；流体入口；及二个或更多的试验区；其中流体垂直地流经该多孔状亲水性基材并分散至所述试验区中。本发明进一步提供一种用于制造生物医学装置的方法及该生物医学装置的用途。
【专利说明】生物医学装置
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物医学装置领域，尤其是针对具有多孔状基材的生物医学装置、其 制造方法及其使用方法。
【背景技术】
[0002] 生物流体量测在临床医学分析中扮演着相当重要的角色，然而已知的生物流体量 测方式不仅花费高昂，且在偏远地区施行不易，对于经济上不宽裕且居住于难以获得量测 机会的偏远地区居民而言，需要一种可携带、操作简易且可信度高的生物流体量测装置，例 如目前市场上常见的用于监控个人血糖的家用血糖仪。然而，家用血糖机虽然已活跃于市 场上多年，但其不够亲民的价格及昂贵的抛弃式样品载器，使其难以普及至每位需要者的 家中。此外，现有的家用生物流体量测装置仅能在每一生物流体样品上进行单一试验项目， 无法于单一生物流体样品中进行多项试验项目，使得珍贵的生物流体样品无法被有效利 用。因此，现今的生物流体量测装置不仅于价格上，更于生物流体样品有效利用性上有待改 进。
[0003] 现有技术已提出各种便宜且可供多重检验项目的生物医学装置。US8, 377, 710B2 揭示一种侧向流动且可经流体流过的层状生物医学装置，其是藉由该装置中的多孔性介质 及包含经聚合的光阻的不透流体的障壁图案所创造出的流道区域与一或多个检验区域，达 到可多重试验的效果。然而，由于在US8, 377, 710B2的生物医学装置中，流体仅在侧向方向 上流动（即水平传输），其仅受生物医学装置材料的毛细现象驱动，使得流体流动速度相当 缓慢，待测的生物流体自输入端，沿着流道，到达检验区须耗费很长的时间。此外，缓慢的侧 向流体流动方式将导致其于各流道的流体分散性差，使得最终达到检验区的流体量不均。 由于US8, 377, 710B2的侧向流体流动方式仍不够有效传输流体，其不仅需要输入更多待试 验流体量，且难以准确实施生物流体的量化分析。
[0004] 因此，本发明的一目标在于开发一种可有效利用生物流体的生物医学装置。
[0005] 此外，US8, 377, 710B2的生物医学装置的图案是藉由特定光阻或蜡所形成。而由 这些材料所组成的障壁图案对有机溶剂（例如酒精）的耐受性差，使得流道易受有机溶剂 破坏。
[0006] 鉴于此，本发明的另一目标在于开发一种可提供优异的抗有机溶液性而可操作于 以有机溶剂为基底的分析环境中的生物医学装置。
【发明内容】
[0007] 鉴于上述现有技术的缺陷，本发明的一方面提供一种生物医学装置，其包含：多孔 状亲水性基材；疏水性材料；流体入口；及二个或更多的试验区，其中待测的流体垂直地流 经所述多孔状亲水性基材并分散至所述试验区中。
[0008] 本发明的另一方面，提供一种用于制造生物医学装置的方法。
[0009] 借由上述技术方案，本发明的生物医学装置至少具有下列优点及有益效果：
[0010] 1.本发明的生物医学装置提供垂直流道及二或多个试验区，可同时进行多项检 测，藉此提高生物医学装置的检测效率及检测响应速度。
[0011] 2.本发明的生物医学装置可有效提高生物流体利用率，可在较少的生物流体或生 物医药检测试剂输入量下进行检测。
[0012] 3.本发明的生物医学装置易于制造及组装，可于单一基材上制作。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1的（a)及（b)为根据本发明的一具体实例的生物医学装置的俯视图及仰视 图。
[0014] 图2至5为本发明的一具体实例的生物医学装置流道试验结果。
[0015] 图6为本发明的一具体实例的生物医学装置耐有机溶剂试验结果。
【具体实施方式】
[0016] 于本发明的一具体实例中，本发明是针对一种生物医学装置，其包含：多孔状亲水 性基材；疏水性材料，其中将所述疏水性材料施加于该多孔状亲水性基材的至少一部分上 以形成疏水性障壁图案；流体入口，其位于该多孔性亲水性基材的表面上；及二个或更多 的试验区，其位于该多孔状亲水性基材的另一表面上并包含生物检验反应剂。
[0017] 本发明的多孔状亲水性基材是藉由毛细现象传输流体。本发明的疏水性材料是施 加于该多孔状亲水性基材的至少一部分上，以定义疏水性障壁图案，其于该多孔状亲水性 基材中概括出通道区域。该通道区域进一步提供供待检验的流体用的流道及该流体入口与 这些试验区间的个别的流体联络。
[0018] 该待检验的流体大体上垂直地自该入口输入并流经该流道，其主要是由毛细现 象、表面张力及重力所驱使，且经分配至置有检验反应剂的试验区中。这些检验反应剂将试 验该流体，并提供可见的颜色或强度变化以供相关临床使用。
[0019] 相较于现有技术的仅利用毛细现象的水平流体传输方式，本发明不仅由毛细现 象、更由表面张力及重力所驱使，大体上的垂直流体传输方式可减短待测流体自输入后到 达检验区的时间，并可有效的提1?流体于各流道与最终到达检验区的分布均勻性。
[0020] 本发明的亲水性基材可选自包含乙酸硝化纤维素、乙酸纤维素、纤维纸、滤纸、面 纸、书写纸、布料、多孔状聚合物膜及其组合，选择具有适当表面张力的材料作为亲水性基 材，以达到有效的流体传输性。本发明的疏水性材料具有优良的抗水及抗有机溶剂性，例 如是酒精。该疏水性材料可为光固性树脂、热固性树脂或热塑性树脂，较佳为热固性丙烯酸 酯、热塑性丙烯酸酯、光固性丙烯酸酯、热固性硅树脂、热塑性硅树脂、光固性硅树脂、热固 性氟碳树脂、热塑性氟碳树脂、热固性环氧树脂、热塑性环氧树脂或光固性环氧树脂。更佳 是选自为热塑性丙烯酸酯、光固性丙烯酸酯、热固性硅树脂、热塑性硅树脂或热固性氟碳树 月旨。此外，本发明的疏水性材料不具有与呈色试剂或酵素试剂反应性，其与上述试剂呈惰性 反应有助于维持检测区呈色或酵素反应的衡定性，即减少干扰。
[0021] 本发明的流体入口可进一步包含亲水性胶体，其与测试流体不相互反应，以提高 该多孔状亲水性基材的流体吸收率。该亲水胶可自流体入口进一步进入流体流道内，并且 该亲水胶流体入口可作为用于吸附或固定呈色或酵素试剂的助剂，用于吸附或固定上述试 齐IJ。可用于本发明的亲水性胶体例如可包括天然胶与合成胶。天然胶可选自淀粉、改性淀 粉、阿拉伯胶、刺梧桐树胶、黄蓍胶、瓜耳豆胶、刺槐豆胶、石花菜、海藻胶、褐藻酸盐、鹿角菜 胶、聚葡萄糖、羟甲基纤维素、微晶纤维素、羧甲基纤维素、果胶、明胶、酪蛋白；合成胶可选 自聚乙烯基四氢吡咯酮、低甲氧基果胶、丙二醇褐藻酸盐、羟甲基刺槐豆胶、羟甲基瓜耳豆 胶。
[0022] 本发明的一具体实例提供一种生物医学装置，其中该装置的表面上具有一个流体 入口，且在该装置的另一表面上具有两个包含无色酚酞的试验区。当将一滴碱性溶液滴至 该流体入口上，且其被该多孔状亲水性基材吸收时，一段特定时间内，这些包含酚酞的试验 区将由无色转为经碱性溶液与酚酞反应所得的红色。
[0023] 本发明的一具体实例提供一种医学装置，其可耐丙酮、酒精及二甲基亚砜达特定 程度，其说明该医学装置具有抗有机溶剂性。
[0024] 本发明亦提供一种用于制造生物医学装置的方法，其包含：
[0025] 施加疏水性材料至多孔状亲水性基材至少一部分上，以形成疏水性障壁图案，并 于该多孔状亲水性基材的表面上界定出流体入口；
[0026] 于该多孔状亲水性基材的另一表面上形成两个或更多的试验区；及
[0027] 将生物检验反应剂置入这些试验区中。
[0028] 上述经施加疏水性材料之后的多孔状亲水性基材，至少一部分横切面全部由疏水 性材料所形成的疏水性障壁图案所填满，至少一部分横切面不包含疏水性材料。
[0029] 本发明的一较佳具体实例之一为上述经施加疏水性材料之后的多孔状亲水性基 材至少一部分横切面是全部由疏水性材料所形成的疏水性障壁图案所填满。
[0030] 该生物医学装置是由该疏水性材料所形成的疏水性障壁图案所构成界定流体 入口或试验区，试验区在可于同一生物医学装置中可形成同时进行单项检测、与空白组 (blank)及对照组（control)检测，也可形成或进行多项检测，视需求而定。
[0031] 上述施用疏水性材料以形成疏水性障壁图案的方法可为任何本发明所属
【技术领域】中具有通常知识的人所熟知的方法，通常可包含，但不限于，印刷方法网印 (screen-printing)、喷墨印刷（injet printing)、涂布方法或点胶方法。其中，印刷方 法可为网印（screen-printing)或喷墨印刷（injet printing),涂布方法包含如刮刀式 涂布（knife coating)、滚轮涂布（roller coating)、微凹版印刷涂布（micro gravure coating)、流涂（flow coating)、含浸涂布（dip coating)、喷雾涂布（spray coating)、帘 涂（curtain coating)、或上述方法的组合。其中优选较佳为藉由以网印或喷墨印刷实施该 疏水性材料的施加及这些试验区的形成，以形成疏水性障壁图案。
[0032] 适用于本发明的生物医学装置可根据应用需求选择是否视情况增添另一功能性 基材，该功能性基材的基材材料例如可包含但不限于：天然纤维片、玻璃基材、硅基材、聚合 物基材（如聚甲基丙烯酸甲酯基材、聚碳酸酯基材或聚对苯二甲酸乙二酯基材）。本发明的 生物医学装置的该功能性基材例如可为包含电子卷标的膜片（RF ID containing film)作 为功能性基材系，以提供标记试片标记，亦可为包含血球滤膜，以提供血清检测之用。
[0033] 本发明所属【技术领域】中具有通常知识的人可基于前述内容，制造或使用本发明的 具体实例，并可知悉及了解本文中所述的特定具体实例中的变化、结合及其等效。本发明所 属【技术领域】中具有通常知识的人亦应了解，前述的具体实例并非用于限制本发明的范围， 本发明是由在其范围和精神内的所有具体实例所界定的。
[0034] 制作生物医学装置及其流道与耐溶剂试验
[0035] 藉由网印方法将疏水性材料施加至多孔状亲水性基材的至少一部分上，以形成第 一疏水性障壁图案。再藉由网印方法将疏水性材料施加至该多孔状亲水性基材的另一表面 上形成第二疏水性障壁图案。将可发生呈色反应的试剂置于这些障壁图案区域中，观察其 变化。
[0036] A.疏水性材料的表面张力与其黏度
[0037] 疏水性材料种类及经标准方法测定的表面张力与黏度数据结果列如表一所示。 其中，疏水性材料A至E均购自长兴公司（商品型号如表一所示），疏水性材料F购自 Aldrich。
[0038] 表一
[0039]
【权利要求】
1. 一种生物医学装置，其包含： 多孔状亲水性基材； 疏水性材料，其中将疏水性材料施加于所述多孔状亲水性基材的至少一部分上以形成 疏水性障壁图案； 流体入口，其位于所述多孔性亲水性基材的表面上；及 二个或更多的试验区，其位于所述多孔状亲水性基材的另一表面上，并包含生物检验 反应剂； 其中流体垂直地流经所述多孔状亲水性基材并分散至所述试验区中。
2. 根据权利要求1所述的生物医学装置，其中所述疏水性材料为光固性树脂、热固性 树脂或热塑性树脂。
3. 根据权利要求1所述的生物医学装置，其中所述疏水性材料包含热塑性丙烯酸酯、 光固性丙烯酸酯、热固性硅树脂、热塑性硅树脂或热固性氟碳树脂。
4. 根据权利要求1所述的生物医学装置，其中所述疏水性材料具有抗水及抗有机溶剂 性。
5. 根据权利要求1所述的生物医学装置，其中所述流体入口是由在所述多孔状亲水性 基材表面上的疏水性障壁图案所界定的。
6. 根据权利要求1所述的生物医学装置，其中所述二个或更多的试验区是由位于所述 多孔状亲水性基材的另一表面上的疏水性障壁图案所界定的。
7. 根据权利要求1所述的生物医学装置，其中所述亲水性基材选自包含乙酸硝化纤维 素、乙酸纤维素、纤维纸、滤纸、面纸、书写纸、布料、多孔状聚合物膜及其组合。
8. 根据权利要求1所述的生物医学装置，其中所述流体入口进一步包含亲水性胶体。
9. 一种用于制造生物医学装置的方法，其包含： 施加疏水性材料至多孔状亲水性基材的至少一部分上，以形成疏水性障壁图案，并于 所述多孔状亲水性基材的表面上界定出流体入口； 于所述多孔状亲水性基材的另一表面上形成两个或更多的试验区；及 将生物检验反应剂置入所述试验区中。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中可藉由网印或喷墨印刷实施所述疏水性材料的 施加及所述试验区的形成。
【文档编号】G01N33/50GK104090094SQ201410226109
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2013年5月28日
【发明者】吴督宜, 郑兆珉, 王玺凯, 叶彦廷, 杜伟铭 申请人:长兴化学工业股份有限公司