TWI382177B - 二合一流體檢測試片 - Google Patents

Description

二合一流體檢測試片

本發明係關於一種檢測試片，特別是一種有關於適用於流體檢測的試片。

以流體檢測試片進行生化檢測與免疫檢測的習知技術中，流體檢測試片在其基板或底材上設計有流道或微流道結構及表面親疏水性處理，而因流道周圍並非吸水材質，且待測流體多為含有如蛋白質或是醣類等黏滯度高之組成物，所以當待測流體流過後，會在流道上殘留，使得待測流體無法完全反應，如此一來，不僅造成待測流體的浪費，更可能造成最終測試結果的誤差。

此外，習知技術的流體檢測試片在流體傳送方面，可設計有微流道結構，並係利用微流道結構產生的毛細現象，將流體經過流道被動傳送至反應偵測區域；另一種方式則是在注入待測流體時即利用加壓或真空負壓等方式，給予流體一驅動力，又或於流道中設置一個或以上之微閥門(micro-actuator or valve)等設計，使得流體可主動並依序通過流道，到達反應偵測區域。但是無論是上述任一種方式，待測流體注入流道後常常產生或捲入大小不一的氣泡使得流道阻塞，造成實際測量上之誤差，甚至致使測試失敗，而微閥門(micro-actuator or valve)增設又增加整體設計困難度與試片成本。

又，習知技術的檢測試片在製作上多使用模鑄、射出成型或壓印(imprint)的方式在基板上做出流道或微流道結構，所以必須使用聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)或聚丙烯(PP)等價格較高之塑膠聚合物作為材質且模具耗損較快，進而造成試片之總體成本的提高。

此外，由於進行的反應不同，亦須有不同的反應材料或試劑。習知技術的檢測試片往往設計成只具有單一試劑或反應材料，故只適用於單一反應及 單一種類的測試，無法針對單一樣本同時進行多種測試。若是要進行不同的測試，則需使用不同的檢測試片，如此一來，將造成使用上的不便及測試時間的耗費。

為克服上述缺點，本發明提供一種二合一流體檢測試片，可同時用於生化檢測與免疫檢測。主要包含一基板，基板自其上表面向下凹設供生化檢測的第一流道與供免疫檢測的第二流道，且第一流道與第二流道各自包含依序連接之第一流體區、第二流體區與第三流體區，第一流體區係供流體之注入。二合一流體檢測試片的特徵在於，在第一流道與第二流道的第二流體區與第三流體區之底部各自形成有硝化纖維層，硝化纖維層包含有中空網狀構型，其中第二流體區係供流體之傳送，第三流體區係供流體之反應。又，第二流體區的硝化纖維層平均厚度不大於第三流體區硝化纖維層厚度。在硝化纖維層之中空網狀構型中形成有反應材料。此外，基板具有縱向軸線，使第一流道與第二流道的第三流體區同時位於縱向軸線上。

因此，本發明之主要目的，係提供一種二合一流體檢測試片，可同時對單一樣本進行生化及免疫檢測。

本發明之另一目的，係提供一種二合一流體檢測試片，因具有可吸收液體的硝化纖維層，故可避免流道之液體殘留。

本發明之另一目的，係提供一種二合一流體檢測試片，其具有可吸收液體的硝化纖維層；由於單位體積的硝化纖維吸收液體量係為定值，故可經由設定基板上硝化纖維層的體積，而提供待測流體的定量檢測。

本發明之又一目的，係提供一種二合一流體檢測試片，具有中空網狀構型的硝化纖維層，由於流體流經中空網狀構型時，流體中的氣泡會被破壞，故可消彌較大的氣泡，避免微流道技術中氣泡阻塞流道的狀況發生，進而影響定量分析結果。

由於本發明係揭露一種二合一流體檢測試片，其中所利用物理、化學原理及溶液塗佈技術，已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭，故以下文中之說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照之圖式，係表達與本發明特徵有關之示意，並未亦不需要依據實際情形完整繪製，合先敘明。

請參考第1圖，為本發明所提出之較佳實施例，為一種二合一流體檢測試片，可同時用於生化檢測與免疫檢測。二合一流體檢測試片1主要包含有基板10及支撐件19。基板10自其上表面100向下凹設供生化檢測的第一流道11與供免疫檢測的第二流道12。第一流道11包含依序連接之第一流體區111、第二流體區112與第三流體區113。第二流道12則包含有依序連接之第一流體區121、第二流體區122及第三流體區123。第一流道11的第一流體區111與第二流道12的第一流體區121互相連通，供流體之注入。當流體在注入互相通連的第一流體區111與121後，分別經由第一流道11與第二流道12的第二流體區112與122的傳送，各自到達第一流道11與第二流道12的第三流體區113與123；而流往第一流道11的流體，流至其第三流體區113時，流體中的待測成份會在此處進行生化反應，產生訊號以供偵測。同樣地，流向第二流道12的流體，在流至其第三流體區123時，流體中的待測成份則會在此處進行反應，產生訊號以供偵測。在較佳的實施狀態中，基板10為生物相容(biocompatible)材料。

請繼續參考第2圖，為本發明的二合一流體檢測試片俯視圖。為了便於偵測，在二合一流體檢測試片1上的第一流道11的第三流體區113與第二流道12的第三流體區123在設置上是位於基板10的同一縱向軸線14上。如此一來，配合偵測的偵測器只要在同一縱向軸線14上移動即可偵測到第一流道11的第三流體區113與第二流道12的第三流體區123所發出之反應訊號。

請繼續參考第3圖，為第1圖中第一流道11沿AA連線的剖面圖。在 第一流道11的第二流體區112與第三流體區113之底部，分別形成有中空網狀構型的硝化纖維層1121與1131。其中，第一流道11的第二流體區112的硝化纖維層1121平均厚度Da小於第一流道11的第三流體區113硝化纖維層1131厚度Db。又在硝化纖維層1121與1131的中空網狀構型中，包含有反應材料，反應材料的組成係與流體中所含有的待測成份的種類有關。此外，由於硝化纖維層1121與1131具有多孔性的中空網狀結構，所以可以吸收由第一流體區111流入的流體，且流體中的待測成份與存在於硝化纖維層1131中的反應材料進行反應。

請繼續參考第4圖，為第1圖中第二流道12沿BB連線的剖面圖。第二流道12亦與第一流道11相同，在其第二流體區122、及第三流體區123的底部分別形成有中空網狀構型的硝化纖維層1221及1231。又在硝化纖維層1221與1231的中空網狀構型中，與上述第一流道中的硝化纖維層1121及1131相同，均包含有反應材料，且亦因具有多孔性的中空網狀結構，所以可以吸收由第一流體區121流入的流體，且流體中的待測成份與存在於硝化纖維層1231中的反應材料進行反應。

由於第一流道11與第二流道12因具有可吸收液體的硝化纖維層1121、1131、1221及1231，故可避免流體殘留於第一流道11與第二流道12之中。此外，當流體流經具有中空網狀構型的硝化纖維層1121、1131、1221及1231時，流體中的氣泡會被破壞，故可避免氣泡阻塞第一流道11與第二流道12。

此外，為了降低流道與流體之間的毛細作用所造成的影響，本發明所提出之第一流道與第二流道並非習知技術所謂的微流道，在設計上，第1圖所示，第一流道11的第二流體區112寬度Wa、第一流道11的第三流體區113寬度Wb、第二流道12的第二流體區122寬度Wc，以及第二流道12的第三流體區123寬度Wd，則是均以至少0.3mm為佳。

在製作上，硝化纖維層1121、1131、1221及1231的形成方式如下所述。先將硝化纖維粉末(nitrocellulose powder)與含有酯類(ester)和酮類(ketone)的 有機溶劑混合後形成硝化纖維溶液；再將硝化纖維溶液澆注(casting)於第一流道11的第二流體區112與第三流體區113的底部以及第二流道12的第二流體區122及第三流體區123的底部。經乾燥後，於第一流道11的第二流體區112底部則會形成硝化纖維層1121，第一流道11的第三流體區113的底部則形成硝化纖維層1131，第二流道12的第二流體區122的底部則形成硝化纖維層1221，而於第二流道12的第三流體區123的底部則形成硝化纖維層1231。為達較佳的澆注效果，第一流道11及第二流道12之表面粗糙度(Ra值)以介於3微米至50微米之間為佳。

硝化纖維粉末與含有酯類和酮類的有機溶劑混合的較佳體積比例為1：9。由於單位體積的硝化纖維吸收液體量係為定值，故可由欲吸收之待測流體的體積推算出對應的硝化纖維溶液的體積，之後再行澆注，藉此可固定檢測所需液體之體積量，並適用於微量檢測。

反應材料形成於硝化纖維層1121、1131、1221及1231中的方式則如下所述。待硝化纖維層1121、1131、1221及1231分別乾燥成形後，將含有反應材料的反應溶液注入，經過風乾或是冷凍乾燥(lyophilization)後，反應材料則會以粉末狀的形式留存在硝化纖維層1121、1131、1221及1231之中。反應材料形成於其中的方式除可以先形成硝化纖維層之後再注入反應材料後的順序形成方式外，亦可將含有反應材料的反應溶液，加入由硝化纖維粉末(nitrocellulose powder)與含有酯類(ester)和酮類(ketone)的有機溶劑組成的硝化纖維溶液中；混合完畢之後，再將混合好的溶液澆注(casting)於第一流道11的第二流體區112與第三流體區113的底部以及第二流道12的第二流體區122、第三流體區123的底部，經過風乾或冷凍乾燥程序，同時將硝化纖維溶液形成硝化纖維層1121、1131、1221及1231，以及將反應材料形成粉末狀留存在硝化纖維層1121、1131、1221及1231之中。

如上所述，第一流道11係供生化檢測，而第二流道12係供免疫檢測。由於生化與免疫檢測所需進行之反應有所差異，故形成於第一流道11的硝 化纖維層1121與1131中的反應材料之組成，與形成於第二流道12的硝化纖維層1221與1231中的反應材料組成亦有所不同。例如，進行生化檢測時，係用酵素催化流體中的待測物質與化學試劑，進而產生出訊號以供偵測。所以要進行生化檢測，為了進行生化檢驗，第一流道11的硝化纖維層1121與1131中的反應材料會包含有酵素與化學試劑。另一方面，若要檢測檢體中的某些蛋白質，例如：甲型胎兒蛋白(α-fetoprotein)是否存在，則是利用具有專一性之抗體，與待測蛋白質進行專一性結合，再利用其他化學試劑與已結合上待測蛋白質的抗體進行反應，發出可供偵測的訊號。所以供免疫檢測的第二流道12，其硝化纖維層1221與1231中的反應材料則含有抗體及化學等試劑。

此外，在較佳的實施狀態中，第二流道12上可增設第四流體區(未圖示)，其底部亦形成有硝化纖維層，藉以吸收多餘之流體。並且，如第4圖所示，第二流道12的第二流體區122硝化纖維層1221的厚度Dc與第三流體區123硝化纖維層1231的厚度Dd相同。

以上所述僅為本發明較佳實施例而已，並非用以限定本發明申請專利權利；同時以上的描述對於熟之本技術領域之專門人士應可明瞭與實施，因此其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含於下述之申請專利範圍。

1‧‧‧二合一流體檢測試片

10‧‧‧基板

19‧‧‧支撐件

100‧‧‧上表面

11‧‧‧第一流道

12‧‧‧第二流道

14‧‧‧縱向軸線

111、121‧‧‧第一流體區

112、122‧‧‧第二流體區

113、123‧‧‧第三流體區

1121、1131、1221、1231‧‧‧硝化纖維層

Da‧‧‧硝化纖維層1121平均厚度

Db‧‧‧硝化纖維層1131厚度

Dc‧‧‧硝化纖維層1221平均厚度

Dd‧‧‧硝化纖維層1231厚度

Wa‧‧‧第二流體區112的寬度

Wb‧‧‧第三流體區113的寬度

Wc‧‧‧第二流體區122的寬度

Wd‧‧‧第三流體區123的寬度

第1圖，為本發明較佳實施例二合一流體檢測試片之示意圖。

第2圖，為本發明較佳實施例二合一流體檢測試片之俯視圖。

第3圖，為本發明較佳實施例二合一流體檢測試片第一流道剖面之示意圖。

第4圖，為本發明較佳實施例二合一流體檢測試片第二流道剖面之示意圖。

1‧‧‧二合一流體檢測試片

10‧‧‧基板

19‧‧‧支撐件

100‧‧‧上表面

11‧‧‧第一流道

12‧‧‧第二流道

111、121‧‧‧第一流體區

112、122‧‧‧第二流體區

113、123‧‧‧第三流體區

Wa‧‧‧第二流體區112的寬度

Wb‧‧‧第三流體區113的寬度

Wc‧‧‧第二流體區122的寬度

Wd‧‧‧第三流體區123的寬度

Claims (12)

1. 一種二合一流體檢測試片，可同時用於生化檢測與免疫檢測，主要包含一基板，該基板自其上表面向下凹設供生化檢測的第一流道與供免疫檢測的第二流道，該第一流道與第二流道各自包含依序連接之第一流體區、第二流體區與第三流體區，該第一流體區係供流體之注入，其特徵在於：一硝化纖維層，形成於該第一流道與第二流道的第二流體區與第三流體區之底部，該硝化纖維層包含有中空網狀構型，其中該第二流體區係供流體之傳送，該第三流體區係供流體之反應；且該第二流體區與第三流體區的最小寬度為0.3 mm，以及該第二流體區的硝化纖維層平均厚度小於該第三流體區硝化纖維層厚度；一反應材料，形成於該硝化纖維層之中空網狀構型中；以及該基板具有一縱向軸線，使該第一流道與第二流道的第三流體區恰同時位於該縱向軸線上。
2. 如申請專利範圍第1項的二合一流體檢測試片，其中該第一流道與第二流道的第一流體區互相連通。
3. 如申請專利範圍第1項的二合一流體檢測試片，其中該硝化纖維層係以硝化纖維溶液經澆注(casting)於第二流體區與第三流體區之底部再經乾燥後所形成。
4. 如申請專利範圍第3項的二合一流體檢測試片，其中該硝化纖維溶液係以硝化纖維粉末混合酯類與酮類溶劑所形成。
5. 如申請專利範圍第4項的二合一流體檢測試片，其中該硝化纖維粉末與酯類與酮類溶劑所混合的較佳比例為1：9。
6. 如申請專利範圍第1項的二合一流體檢測試片，其中該基板為生物相容(biocompatible)材料。
7. 如申請專利範圍第第1項項的二合一流體檢測試片，其中該第一流道與第二流道之表面粗糙度Ra為3微米至50微米之間。
8. 如申請專利範圍第3項的二合一流體檢測試片，其中該反應材料係以一反 應溶液注入該硝化纖維層，再經乾燥過程後形成粉末狀。
9. 如申請專利範圍第3項的二合一流體檢測試片，其中該反應材料係以一反應溶液注入該硝化纖維溶液，再經乾燥過程同時將硝化纖維溶液形成硝化纖維層、將該反應材料形成粉末狀。
10. 如申請專利範圍第1項的二合一流體檢測試片，其中該反應材料為化學及酵素試劑。
11. 如申請專利範圍第1項的二合一流體檢測試片，其中該反應材料為抗體及化學試劑。
12. 如申請專利範圍第1項的二合一流體檢測試片，其中該第二流道進一步包括第四流體區，該第四流體區之底部亦形成有硝化纖維層，該硝化纖維層包含有中空網狀構型，供多餘流體之貯存。