專利名稱：制造分析元件的方法
制造分析元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有至少 一個(gè)用于分析液體樣品的測(cè)試區(qū)域的分析元件以 及其制造方法。
為分析液體樣品，例如體液如血液或尿液，通常會(huì)利用分析設(shè)備，其
中有待分析的樣品位于分析元件的測(cè)試區(qū)域(Testfeld)上，和該樣品在被 分析之前所述測(cè)試區(qū)域中視需要與 一種或多種試劑反應(yīng)。分析元件的光學(xué) 的(尤其是光度測(cè)定的)以及電化學(xué)評(píng)價(jià)提供最常見(jiàn)的快速測(cè)定樣品中分 析物濃度的方法。具有用于分析樣品的分析元件的分析系統(tǒng)通常用于分 析、環(huán)境分析領(lǐng)域以及特別是醫(yī)療診斷領(lǐng)域。特別是在由毛細(xì)血管血液來(lái) 診斷血糖的領(lǐng)域之中，光度測(cè)定或電化學(xué)測(cè)定的分析元件十分重要。
已有不同形式的分析元件。例如，已知有基本上方形的小板，也稱為 載玻片，其中央具有多層的測(cè)試區(qū)域。以條帶形式設(shè)計(jì)的診斷分析元件稱 為測(cè)試條?，F(xiàn)有技術(shù)廣泛地描述過(guò)分析元件，例如在文獻(xiàn)CA2311496A1、 US5846837A或EP0821233A2、 US6036919A或WO97/02487中。
在毛細(xì)管間隙測(cè)試元件中，樣品液體在輸送通道(毛細(xì)管通道、毛細(xì) 管間隙)中借助毛細(xì)作用力從樣品施加部位移動(dòng)到遠(yuǎn)離所述樣品施加部位 的樣品檢測(cè)部位，以便在所述樣品檢測(cè)部位處進(jìn)行檢測(cè)反應(yīng)。毛細(xì)間隙測(cè) 試元件例如由CA2549143或US2003/0013M7A1是已知的。所迷微小毛細(xì) 管具有由親水性和任選疏水性材料構(gòu)成的內(nèi)涂層。所述液體輸送可以通過(guò) 與樣品液體相接觸的材料的親水和疏水表面性質(zhì)來(lái)控制。
現(xiàn)有技術(shù)已知另 一種分析元件，其是具有多個(gè)測(cè)試區(qū)域的分析帶 (Andysebander),其巻繞在盒中并被提供在分析儀器中使用。這種盒和 分析帶記栽于例如文獻(xiàn)DE 10332488Al、 DE 10343896Al、 EP 1424040Al、 WO2004/056296A1和CA2506358A1中。
本發(fā)明涉及任意形狀的分析元件，特別是條形測(cè)試元件(例如條形毛 細(xì)管間隙測(cè)試元件)和分析帶。
分析元件通常具有親水性和疏水性區(qū)域。這里，術(shù)語(yǔ)"疏水性"和"親水 性，，具有本領(lǐng)域通常理解的含義。親水性表面具有良好的水潤(rùn)濕性，而疏 水性表面具有差的水潤(rùn)濕性。表面的潤(rùn)濕性(因而，例如，在具有這種表 面的毛細(xì)管中的流速)可以根據(jù)水(或含水樣品)與所述表面之間形成的接觸角a得出。如果液滴接觸固體基底，會(huì)出現(xiàn)兩種極端的情形
-完全潤(rùn)濕粘著力大于內(nèi)聚力。因而，所述樣品將在所述固體表面 上鋪展。
腳不完全潤(rùn)濕粘著力(顯著地)小于內(nèi)聚力。因而，所述液體將收 縮成^求形液滴。
所述潤(rùn)濕性，以及由此導(dǎo)致的例如液體樣品在毛細(xì)管中的流速，隨著 接觸角a的減小而增加。用于填充每段毛細(xì)管的填充時(shí)間隨著接觸角而呈 指數(shù)增長(zhǎng)。在含水樣品的情況下，數(shù)據(jù)水接觸角足以表征材料特異性的毛 細(xì)管的性質(zhì)。在上下文中，術(shù)語(yǔ)"疏水化(hydrophobisieren)"是指引起含水 液體樣品與所述表面之間形成的接觸角增大的表面改變。
應(yīng)當(dāng)提到的是，所謂"超疏水性"表面是疏水性表面的極端情況。這種 表面是完全不潤(rùn)濕的，因此水滴被這些表面完全排斥(abperlen)。例如，這 種表面^t用作自清潔的表面。
現(xiàn)有技術(shù)中，例如薄膜的親水性或疏水性的表面性質(zhì)是通過(guò)用為此合 適的輔助物質(zhì)(例如洗滌劑或者蠟)浸漬和/或涂布處理后形成的。例如，
此能夠獲得例如特定結(jié)構(gòu)/ '':、 y '
在半導(dǎo)體技術(shù)和生物的邊緣領(lǐng)域，也即借助半導(dǎo)體芯片的分析領(lǐng)域(也
稱為"芯片實(shí)驗(yàn)室(Lab-on-a-chip)"),在很多情況下也有針對(duì)性地使用親水 化或疏水化的表面，以生產(chǎn)針對(duì)某些目標(biāo)物質(zhì)的所謂陣列。US 2006/0234269A1描述了一種這種芯片的實(shí)例，其具有功能化的表面。其中 使用了以半導(dǎo)體生產(chǎn)中常規(guī)的涂布技術(shù)功能化的多層設(shè)置，接著所述多層 設(shè)置通過(guò)光作用，例如通過(guò)激光輻射，有針對(duì)性地改性，并再次部分蝕刻 掉以便生成預(yù)期的功能化結(jié)構(gòu)。然而，這種多層工藝技術(shù)復(fù)雜，在許多情 況下需要麻煩的潔凈室技術(shù)和昂貴的處理技術(shù)，因而通常不適合于日常使 用的分析測(cè)試元件的大量生產(chǎn)。
EP08212333A2描述了一種診斷測(cè)試載體，包括網(wǎng)狀物和含^r測(cè)層的 載體層，所述檢測(cè)層上方設(shè)置有對(duì)于測(cè)定液體樣品中分析物所需的試劑， 所述網(wǎng)狀物覆蓋所迷檢測(cè)層、比所述檢測(cè)層大并固定在所述檢測(cè)層上。所 述網(wǎng)狀物是親水性的，但其本身不具有毛細(xì)管活性，并且具有由不透樣品 的材料制成的惰性覆蓋層，其不覆所述樣品施加區(qū)。因此，EP0821233A2 同樣從可潤(rùn)濕的網(wǎng)狀物出發(fā)，其首先總體上提供了可能的樣品施加區(qū)。實(shí)際的樣品施加區(qū)之后通過(guò)例如膠帶形式的覆蓋來(lái)限定。然而，這種工藝通 常實(shí)踐起來(lái)復(fù)雜，需要多個(gè)單獨(dú)的生產(chǎn)步驟，并且在許多情況下例如通過(guò)
巻對(duì)巻(Roll-zu-Roll)方法，只受限地適合于大量生產(chǎn)。
US2001/0024805A1中涉及一種用于進(jìn)行分析的方法，包括提供用于培 養(yǎng)微生物的裝置。所迷裝置具有評(píng)測(cè)表面，該表面具有親水性的液體留著 區(qū)和在這些區(qū)之間的疏水性的突起表面。所述疏水性表面可以利用多種方 式變得疏水化。例如，可以將薄的丙烯酸化(acryliert)硅樹(shù)脂層或其它的疏 水性材料施加到聚乙烯膜上，該聚乙烯膜通過(guò)混入其中的潤(rùn)濕劑被制成親 水性的。
WO 2005/054845A1涉及一種用于測(cè)定液體中分析物的分析測(cè)試元件。 所述測(cè)試元件包括惰性載體、用于樣品材料的施加區(qū)、用于測(cè)定分析物的 檢測(cè)區(qū)以及用于從所迷施加區(qū)向檢測(cè)區(qū)輸送液體的通道或間隙。所述測(cè)試 元件在所述施加區(qū)周?chē)闹辽僖粋€(gè)區(qū)域具有疏水結(jié)構(gòu)化(strukturiert)的表 面。具有蓮花效應(yīng)的所述結(jié)構(gòu)化疏水表面通過(guò)涂布、浸透、噴涂、共擠出 或注塑制成。
CA 2506358 Al的主題涉及一種制造用于液體樣品的分沖斤帶的方法。 其中，多個(gè)彼此隔開(kāi)的測(cè)試元件設(shè)置在可巻繞的輸送帶上，并以自粘性測(cè) 試標(biāo)簽的形式安裝到所述輸送帶上。所述測(cè)試標(biāo)簽包括雙面膠帶以及作為 測(cè)試區(qū)域的具有狹窄寬度的檢測(cè)膜，所述檢測(cè)膜位于所述膠帶的上粘性層 的中央，以使得所述粘性層旁邊的(seitlich)膠帶保持露出。將構(gòu)造為織物 形式的覆蓋層施加到其上，該覆蓋層寬于所述檢測(cè)膜，其旁邊伸出的邊緣 通過(guò)所述旁邊的膠帶固定。所述覆蓋層在檢測(cè)膜外伸出的邊緣通過(guò)印刷斥 水性的浸漬物而疏水化，因此只有在檢測(cè)膜上方的中央?yún)^(qū)可以吸收液體樣 品并將其輸送到檢測(cè)膜上。
現(xiàn)有技術(shù)中已知的這些疏水化方法的缺點(diǎn)在于，用于涂布的輔助物質(zhì) (例如洗滌劑、熱轉(zhuǎn)印蠟(Thermotrasferwachs))必須以不變的品質(zhì)和可靠 的供給條件存在數(shù)年。另外，如果親水性和疏水性試劑同時(shí)使用的話會(huì)發(fā) 生干擾性的相互作用(例如印刷的疏水性熱轉(zhuǎn)印蠟與印制織物的洗滌劑涂 層之間的相互作用)。而且，通常不可能在親水性和疏水性涂布區(qū)域之間 生成清晰的邊緣。
此外，現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了利用電磁射線的輻射來(lái)進(jìn)行疏水化處理。根據(jù) EP 1291173A1,親水性層由某種熱敏組合物制成并受到IR射線輻射，其結(jié)果是所述層被照射的區(qū)域變成了強(qiáng)烈疏水性的。根據(jù)WO 98/43739A2, 通過(guò)等離子體處理制成親水性的表面可以通過(guò)施加溶劑、紫外線或加熱轉(zhuǎn) 化回疏水性的表面。然而，利用W0 98/43739A2中記載的非特異措施，這 種將親水化表面轉(zhuǎn)化成疏水性表面的方式在實(shí)踐中具有一些缺點(diǎn)。例如， 可以示例性提到，等離子體處理的表面只能暫時(shí)地保持其高能的疏水性狀 態(tài)。表面能量通常顯著升高，從而不是長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的。然而，這意味著所 述表面隨著時(shí)間流逝會(huì)再次回到其疏水性狀態(tài)，這會(huì)導(dǎo)致測(cè)試元件性質(zhì)的 明顯改變。這種親水化的低穩(wěn)定性通常也是W0 98/43739A2中記載方法能 有效的原因，因?yàn)榉駝t很可能所公開(kāi)的非特異的方法和原料例如加熱、溶 劑和UV光在穩(wěn)定的親水化表面的情況下將不會(huì)發(fā)生向疏水性狀態(tài)的改 變。
此外，現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)的方法是復(fù)雜和高成本的，因?yàn)楸仨氝M(jìn)行預(yù)先 疏水化(用熱敏組合物涂布/通過(guò)等離子體處理親水化)。
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)。特別地，本發(fā)明的目的也 在于提供一種制造分析元件的方法，通過(guò)該方法所述分析元件的表面區(qū)域 可以以成本高效和靈活的方式疏水化。特別地，所述方法應(yīng)當(dāng)適用于大工 業(yè)生產(chǎn)，特別適用于巻對(duì)巻方法。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)一種用于制造分析元件的方法可以實(shí)現(xiàn)該目的，所 述分析元件具有至少一個(gè)用于分析液體樣品的測(cè)試區(qū)域，其中提供了上面 設(shè)有聚合物織物的載體。所述聚合物織物的至少部分區(qū)域用UV激光照射 和由此疏水化。
為制造所述分析元件，提供了一種上面設(shè)有聚合物織物的載體。例如， 所述載體可具有平面的形狀，特別是呈條或帶的形式，或者成型為三維的。
在本文中，測(cè)試區(qū)域是在其中分析液體樣品的區(qū)域。所述測(cè)試區(qū)域優(yōu) 選設(shè)置在所述載體上。例如，測(cè)試區(qū)域?yàn)闄z測(cè)區(qū)，其設(shè)計(jì)成使得所述液體 樣品的某些成分，或者這些成分與存在于所述檢測(cè)區(qū)中的試劑的反應(yīng)可以 在此處^皮檢測(cè)到。 一個(gè)實(shí)例是其中進(jìn)行針對(duì)液體樣品(例如血樣)中葡萄 糖的檢測(cè)反應(yīng)以及其光度分析的區(qū)域。
因此，與例如已知的半導(dǎo)體工藝如US2006/0234269A1中記載的方法 不同，本發(fā)明是基于疏水性的織物，而在所述記載的方法中，芯片、微芯
以i水化。與這些通常需要成批制造的半導(dǎo)體技術(shù)相比，根據(jù)^發(fā)明:用織物明顯更適于大量生產(chǎn)，特別是巻對(duì)巻生產(chǎn)。
然而，與已知的同樣利用網(wǎng)狀物的方法不同，例如EP 0821233 A2中 記載的方法，可以省去必須利用通過(guò)由薄膜脫膠進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的覆蓋技術(shù)。
在本發(fā)明范圍內(nèi)的聚合物織物是由聚合物線制成的織物或由聚合物纖 維制成的非織造物(Vlies)。所述聚合物織物優(yōu)選由選自聚酯、聚酰胺、聚 丙烯和聚丙烯腈的組的聚合物組成。
設(shè)置在所述載體上的聚合物織物(在UV激光照射之前)優(yōu)選為親水 性的或親水化處理的，并用在所述分析元件(沒(méi)有經(jīng)過(guò)UV激光輻射)上 用于接收和/或輸送所述液體樣品的部分區(qū)域。特別優(yōu)選的是所述聚合物織 物直接接觸所述測(cè)試區(qū)域，例如所述聚合物織物完全或部分覆蓋著所述測(cè) 試區(qū)域，使其能夠接收非親水化區(qū)域中的液體樣品并將所述樣品進(jìn)一步轉(zhuǎn) 移到所述測(cè)試區(qū)域。然而，所述聚合物織物也可以在至少一個(gè)部分區(qū)域中 本身用作分析液體樣品的測(cè)試區(qū)域，并且在所述至少 一個(gè)部分區(qū)域中可以 例如包括用于檢測(cè)所述液體樣品中分析物的試劑。所述聚合物織物可以具 有用于使所述樣品散布在所述織物上的洗滌劑，但優(yōu)選其本身不具有用于 檢測(cè)分析物的試劑。這些試劑優(yōu)選僅位于檢測(cè)膜中。所述液體樣品優(yōu)選為 含水的液體樣品，例如血漿、血液、間質(zhì)液、尿液、唾液、汗液或來(lái)自水 分析(特別是死水(Altwasser))的樣品。
根據(jù)本發(fā)明，所述聚合物織物的至少一個(gè)部分區(qū)域用UV激光照射從 而所述照射區(qū)域得以疏水化。UV激光是通過(guò)波長(zhǎng)在lnm到380nm范圍的 激光器發(fā)出的光。用于才艮據(jù)本發(fā)明的方法中的UV激光的優(yōu)選波長(zhǎng)為248 nm、 266nm和355nm。所述UV激光優(yōu)選通過(guò)二極管泵浦固體激光器或受 激準(zhǔn)分子激光器提供。所述聚合物織物的至少一個(gè)部分區(qū)域優(yōu)選用UV激 光有針對(duì)性地照射。在本文中，"有針對(duì)性地"是指，不使用掩模等類似的 手段，而是采用適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件將至少一個(gè)激光束聚焦在所述部分區(qū)域 上，并使所述激光束掃過(guò)(掃描)該部分區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)所述聚合物織物 的空間分辨疏水化。然而，可替代地或另外地，在用激光照射時(shí)也可以使 用掩模方法，例如采用UV受激準(zhǔn)分子激光器的掩模照射方法。
與現(xiàn)有技術(shù)的已知方法相比，特別是與WO 98/43739 A2中公開(kāi)的方法 相比，與非特異性光照不同，其由此實(shí)施了采用UV激光器的特異性處理。 這種特異性處理可以以空間分辨的形式實(shí)施，其可通過(guò)特異性UV激光輻 射的手段將化學(xué)的且長(zhǎng)期穩(wěn)定的親水性表面轉(zhuǎn)變成新的疏水狀態(tài)。
8所述分析元件上利用UV激光疏水化處理的聚合物織物部分區(qū)域，或 完全疏水化的聚合物織物可以用于，例如減緩或阻止液體樣品的流動(dòng)，或 者防止所迷部分區(qū)域被液體樣品潤(rùn)濕(例如在樣品施加過(guò)程中)?？梢酝?過(guò)在一個(gè)或多個(gè)部分區(qū)域中疏水化處理提供有親水性聚合物織物的方式 來(lái)生成親水性/疏水性的圖案。
利用uv激光輻射的結(jié)果是，所述聚合物織物在用uv激光輻射的區(qū) 域中結(jié)構(gòu)化，也就是說(shuō)所述表面結(jié)構(gòu)被所述激光所改變。特別地，所述聚 合物織物的聚合物表面可通過(guò)激光輻射而變得粗糙。優(yōu)選使用脈沖激光來(lái) 進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，其中脈沖激光束在部分區(qū)域中掃描所述聚合物表面，而所述 聚合物的表面通過(guò)所述激光脈沖以彼此具有一定間隔的方式打在所述聚 合物表面上而結(jié)構(gòu)化。通過(guò)選擇合適的激光參數(shù)(波長(zhǎng)、功率、脈沖率等 等)可以有針對(duì)性地產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)，所述微結(jié)構(gòu)引起了疏水的性質(zhì)。激光處 理的結(jié)果是，在所述聚合物織物的線或纖維的聚合物表面上產(chǎn)生了熔融的 圓形結(jié)構(gòu)(突起或凹坑)，所述結(jié)構(gòu)的平均間隔(例如凹坑到凹坑之間)
被稱為術(shù)語(yǔ)"點(diǎn)距(Hatch-Distance)"。
例如，所述聚合物織物的聚合物表面的部分區(qū)域可以通過(guò)這種結(jié)構(gòu)化 處理來(lái)修飾，使其具有所謂的"蓮花效應(yīng)"。例如，該效應(yīng)記載于WO 96/04123A1、 WO 00/58410 Al或WO 00/58415 Al中。這種表面具有突起 或凹坑，其中所述突起之間的距離在O.l到200pm之間，所述突起的高度 在0.1到lOOnm范圍內(nèi)，并且所述突起為疏水性的。
而且，所述聚合物織物在部分區(qū)域中可以通過(guò)UV激光以如下方式進(jìn) 行結(jié)構(gòu)化處理使得雜質(zhì)原子，優(yōu)選空氣分子，可以包含在所產(chǎn)生的凹坑 中，其結(jié)果是使所述聚合物表面成為疏水化的。
根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于，在用UV激光照射的過(guò)程中所述激光和 聚合物織物之間具有直接的相互作用，該直接相互作用引起了合意的疏水 效應(yīng)。不需要另外的輔助試劑。省去了用于制備疏水化的復(fù)雜制造方法步 驟(浸漬、浸透、等離子體處理)。用UV激光照射確保了在疏水性區(qū)域 的幾何形狀設(shè)計(jì)中具有很大程度的自由性。所述UV激光處理在在線操作 過(guò)程中是可很好調(diào)節(jié)的和控制的。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述聚合物織物為包括大致相互平行或 垂直的線的單親性(mon叩hile)織物，其中所述相互平行的線具有l(wèi)pm 到0.5mm的間隔，優(yōu)選相互為0,1到200pm。單親性織物是單#>線縱向和
9橫向交織而成的織物。單親性織物比常規(guī)類型的織物更為限定，例如在其
孔徑、均勻性、透氣性或其它性質(zhì)方面。典型的網(wǎng)眼寬度例如在105到285 微米之間，典型的線直徑在42到142微米之間，而典型的織物厚度在63 到260微米之間。
所述織物的處理過(guò)程，如在本發(fā)明范圍內(nèi)所提出，通常明顯不同于已 知的封閉表面功能化處理，例如已知的來(lái)自半導(dǎo)體技術(shù)或來(lái)自薄膜處理技 術(shù)。半導(dǎo)體加工或薄膜的功能化處理通常是利用涂布工藝來(lái)實(shí)施，例如利 用旋涂法或用刀涂法的涂布，但這種技術(shù)不能用于處理織物。因而，優(yōu)選 對(duì)載體提供根據(jù)本發(fā)明的制造方法，所述載體上用洗滌劑包覆所述聚合物 織物。在所述過(guò)程中，所述洗滌劑優(yōu)選涂布在所述聚合物織物的單根線或 纖維上，使得液體樣品與聚合物織物表面之間的表面張力降低。例如，與 上述半導(dǎo)體典型的涂布技術(shù)不同，可以將所述洗滌劑通過(guò)浸透處理施加到 所述聚合物織物上。
優(yōu)選地，所述洗滌劑為至少一種選自以下組的洗滌劑，包括二辛基 磺化琥珀酸鈉(DONS) ， Mega-8 (辛?；?N-甲基葡糖酰胺)和壬基苯 酚乙氧基化物，尤其是聚乙二醇[4-( 1，1,3,3-四甲基丁基)苯基]醚(Triton )。 所述洗滌劑，尤其是DONS，可以例如施加到聚酯織物上作為固體層，其 是通過(guò)用溶解在乙醇中的DONS浸透所述織物然后干燥來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
例如，可以用親水性，疏水性或已經(jīng)至少部分疏水化的聚合物織物來(lái) 開(kāi)始。然后用洗滌劑來(lái)浸透該織物，例如通過(guò)牽引所迷織物通過(guò)具有洗滌 劑如DONS適當(dāng)溶液的浴。還已知且可以利用其它的浸透技術(shù)，例如噴涂 技術(shù)等等。用這種洗滌劑浸透的結(jié)果是，所述織物變?yōu)橛H水性，或所述織 物的親水性提高。
與已知的半導(dǎo)體技術(shù)的批量處理不同，所述浸透還可以在大工業(yè)規(guī)沖莫 上實(shí)施，例如在巻對(duì)巻工藝中。在大工業(yè)規(guī)片莫上還可以與激光處理結(jié)合使 用。因而，本發(fā)明提供了一種在織物上的面施加(flachigAuftragsverfahren) 的方法如浸透法與以激光結(jié)構(gòu)化形式的空間分辨方法的結(jié)合。所有這些步 驟可以實(shí)現(xiàn)為巻對(duì)巻工藝。
隨后，可以用UV激光輻射，以便再次有針對(duì),性地疏水化處理所述織 物的以該方式親水化處理過(guò)的部分區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在 所述聚合物織物被UV激光照射過(guò)的部分區(qū)域中，所述洗滌劑至少部分地 被UV激光去除。這里，用UV激光照射引起的疏水化是基于從聚合物織物中去除洗滌劑過(guò)程，特別是通過(guò)燒蝕，并且任選地還基于所述聚合物織 物的表面結(jié)構(gòu)化。
已發(fā)現(xiàn)用洗滌劑浸透的織物在部分區(qū)域中的重新疏水化特別以如下方 式實(shí)施，使得出現(xiàn)了超疏水化。因而，在很多情況下不僅是洗滌劑，尤其
是DONS會(huì)從織物表面燒蝕掉，而且該燒蝕也會(huì)發(fā)生在所述聚合物織物的
線的表面結(jié)構(gòu)上，如所說(shuō)明的那樣。然而，這種超疏水化過(guò)程，即這種完 全的不潤(rùn)濕性，是一種非常理想的特性，尤其對(duì)于分析測(cè)試元件領(lǐng)域來(lái)說(shuō)。 因此，對(duì)于測(cè)試區(qū)域的血液阻隔性質(zhì)來(lái)說(shuō)，可能需要這種超疏水化。在這 方面，常規(guī)的疏水性在許多情況下是不夠的。
質(zhì)(特別是:利用:熱轉(zhuǎn)印蠟印制用DONS浸^^的PET織物)'，有針對(duì)性 地UV激光照射涂有洗滌劑的聚合物織物具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。在已知的熱轉(zhuǎn)印 蠟施加中，施加到薄膜上的蠟混合物通過(guò)加熱液化并被印制在浸有DONS 的PET織物上。在該過(guò)程中，親水性DONS與疏水性蠟混合物相混合。 在這種情況下，生成有效疏水阻隔的前提條件是精確設(shè)定洗滌劑(DONS) 和蠟的混合比例。不可能在帶有蠟的疏水性區(qū)域和不帶蠟的親水性區(qū)域之 間產(chǎn)生限定的邊界；而是形成過(guò)渡區(qū)域。UV激光照射避免了這些缺點(diǎn)。 在親水性和疏水性試劑之間沒(méi)有發(fā)生相互作用。有多種可能性來(lái)在分析元 件上設(shè)計(jì)親水性和疏水性區(qū)域。而且，通過(guò)UV激光處理生成的疏水性質(zhì) 在至少6個(gè)月的時(shí)間內(nèi)高度穩(wěn)定。
根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方式的變形方式在于，所述分析元件是用 于測(cè)定液體樣品中的分析物的測(cè)試元件，所述測(cè)試元件包括液體樣品施加 區(qū)，其中所述聚合物織物在所述施加區(qū)周?chē)膮^(qū)域被UV激光照射并因此 得以疏水化。這里，所述測(cè)試元件優(yōu)選是測(cè)試帶或設(shè)置在分析帶上的測(cè)試 標(biāo)簽。
在本文中，施加區(qū)是分析元件用于接收液體樣品的區(qū)域，所述液體樣 品在所述分析元件上進(jìn)行傳送、混合、分離、與試劑接觸和/或以其它方式 處理并分析。
在所述施加區(qū)周?chē)膮^(qū)域中的疏水化清楚界定了所述施加區(qū)，其中例 如設(shè)置有毛細(xì)通道或親水性聚合組織的開(kāi)口。當(dāng)液體樣品(例如，血液) 施加到所述施加區(qū)時(shí)，過(guò)量的樣品液體或者被所述施加區(qū)吸收(例如，被 吸入毛細(xì)通道或通過(guò)親水性聚合物織物進(jìn)一步輸送到分析區(qū)上)，或者從所述疏水化區(qū)域滴落，故只有所述施加區(qū)是潤(rùn)濕的并且避免了對(duì)分析元件 施加區(qū)周?chē)腿菁{所述分析元件的測(cè)量?jī)x器的污染。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，為了產(chǎn)生測(cè)試元件，在所述載體上施加
檢測(cè)膜同時(shí)保持邊緣不被覆蓋(Freihaltung),所述檢測(cè)膜被聚合物織物所覆 蓋，所述聚合物織物在旁邊區(qū)域伸出超過(guò)該覆蓋膜并覆蓋所述載體未覆蓋 的邊緣，并且所述聚合物織物在旁邊區(qū)域通過(guò)UV激光照射而疏水化。優(yōu) 選地，在該情況下使用的載體為膠帶，尤其是雙面膠帶，通過(guò)它將所述測(cè) 試元件作為自粘性測(cè)試標(biāo)簽傳送到輸送帶上。所述分析元件的設(shè)計(jì)優(yōu)選對(duì) 應(yīng)于CA2506358A1中描迷的分析帶，不同的是所述檢測(cè)膜外的聚合物織 物未印制有斥水性浸漬物，而是通過(guò)UV激光在旁邊區(qū)域照射而疏水化。 因而，特別以參考形式引入CA2506358A1。
該發(fā)明進(jìn)一步涉及一種根據(jù)本發(fā)明方法生產(chǎn)的分析元件，其包含至少 一個(gè)用于分析液體樣品的測(cè)試區(qū)域，其中所述分析元件包含上面設(shè)置有聚 合物織物的載體。所述聚合物織物的至少一個(gè)部分區(qū)域通過(guò)UV激光照射 而疏水化。
依照優(yōu)選實(shí)施方式的變形方式，根據(jù)本發(fā)明的分析元件是具有在條帶 方向上彼此間隔開(kāi)的多個(gè)測(cè)試元件的分析帶。
本發(fā)明下面將在附圖基礎(chǔ)上進(jìn)行更詳細(xì)的描述。 在所述附圖中


圖1示意性地表示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的分析帶形式的分析元件的透視
圖2示意性地表示了根據(jù)本發(fā)明的分析帶形式的分析元件的透視圖， 其是根據(jù)本發(fā)明方法生產(chǎn)；
圖3A和3B表示了在激光處理前(圖3A)和激光處理后(圖3B )通 過(guò)UV激光照射進(jìn)行疏水化處理的聚合物織物放大圖；以及
圖4表示了根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)方法的示例性實(shí)施方式的流程示意圖。
圖l表示了現(xiàn)有技術(shù)已知的分析元件。該分析元件是分析帶3，其中 如圖1中以局部圖形式所示，該帶包括可巻繞的輸送帶1和設(shè)置于其上的、 在該帶方向上彼此間隔開(kāi)的多個(gè)測(cè)試元件2。所述測(cè)試元件2 (圖1中所 示只是其中之一)，例如用于分析體液，尤其是血液。
所述測(cè)試元件2具有多層的設(shè)計(jì)作為自粘性測(cè)試標(biāo)簽。雙面膠帶5用 作該測(cè)試元件2的載體4。狹窄的檢測(cè)膜6粘貼在雙面膠帶5的粘性層上的中央，這樣旁邊的邊緣7保持在載體上不被覆蓋。所述檢測(cè)膜6被聚合 物織物8所覆蓋。所迷聚合物織物8比檢測(cè)膜6寬，所以該聚合物織物8 在旁邊的區(qū)域9中伸出超過(guò)檢測(cè)膜6。因此，所述聚合物織物8在旁邊區(qū) 域9中通過(guò)膠帶5的邊緣7固定。
在現(xiàn)有技術(shù)中，旁邊區(qū)域9由作為斥水浸漬物的疏水性熱轉(zhuǎn)印蠟10印 制，這樣只有中央測(cè)試區(qū)域(檢測(cè)區(qū)14)能夠吸收施加的液體樣品且受限 地鋪展。所述聚合物織物8包含洗滌劑，該洗滌劑在用熱轉(zhuǎn)印蠟IO浸漬 時(shí)與其發(fā)生混合。在該過(guò)程中，熱轉(zhuǎn)印蠟IO和洗滌劑之間必須保持臨界 平衡，以便給旁邊區(qū)域9設(shè)置所需的疏水性。
圖2表示了根據(jù)本發(fā)明的分析帶形式的分析元件，其根據(jù)本發(fā)明的方 法生產(chǎn)。
所述分析元件基本上具有和根據(jù)圖1中的分析元件相同的設(shè)計(jì)。相同 的附圖標(biāo)記表示分析帶3的相同組件。然而，與根據(jù)圖l的分析元件不同 的是，根據(jù)圖2的本發(fā)明的分析元件不具有由熱轉(zhuǎn)印蠟制成的印刷。取而 代之的是，所述聚合物織物被洗滌劑浸漬的8的旁邊區(qū)域9通過(guò)UV激光 照射進(jìn)行了疏7K化處理或甚至超疏水化處理。這些設(shè)置在兩旁的疏水區(qū)域 11的功能是，使得局部化的樣品施加到祐:提供到設(shè)計(jì)為施加區(qū)15的所述 聚合物織物12上，其設(shè)置在中央且設(shè)計(jì)成親水性的，而液體樣品不會(huì)污 染其周?chē)?，所述樣品不?huì)潤(rùn)濕或僅差地潤(rùn)濕旁邊的疏水性區(qū)域11。
圖3A和3B表示了被UV激光照射疏水化的聚合物織物放大圖。這里， 圖3A表示了激光處理前的聚合物織物，而圖3B表示了激光處理后的該織 物。通過(guò)比較這兩幅圖，4艮明顯激光處理產(chǎn)生了表面粗糙性，這影響了所 述表面的潤(rùn)濕性質(zhì)。
所述聚合物織物是聚酯織物。它是單親性織物，包含大致彼此平行或 垂直的線13,其中彼此平行的線13具有大約80-120微米的間隔。
所述激光照射是利用不同的UV激光類型實(shí)施的。因此，使用了波長(zhǎng) 248nm、頻率100Hz、脈沖能量7mJ而且光點(diǎn)尺寸400微米的受激準(zhǔn)分子 激光器。在三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，脈沖數(shù)量在10個(gè)脈沖，15個(gè)脈沖和20個(gè)脈沖之 間變化。而且，使用了波長(zhǎng)266nm的4-f二極管激光器。該二極管激光器 同樣以脈沖模式運(yùn)行，脈沖頻率30kHz,脈沖能10微焦。光點(diǎn)尺寸為l8 微米。
在這種情況下，所述聚合物織物用根據(jù)上述說(shuō)明的DONS浸漬。所述
13激光處理在織物線上生成了細(xì)微的結(jié)構(gòu)且附帶局部去除了 DONS。所述結(jié) 構(gòu)化可以在圖3B中以線13的槽紋形式清楚表現(xiàn)出來(lái)。在該過(guò)程中，向著 超疏水性區(qū)域方向上的接觸角發(fā)生了改變，也就是說(shuō)進(jìn)入具有站立液滴 (stenhendTr叩f)的區(qū)域。 一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)UV激光進(jìn)行這種樣式處理的 織物的疏水性質(zhì)或疏水功能可以在血液和/或鹽水的測(cè)試中檢測(cè)到。例如， 根據(jù)本發(fā)明處理的織物與常規(guī)方式疏水化(例如用蠟的方式)的織物相比， 顯示出至少相等或增加的疏水性質(zhì)，直至得到根據(jù)本發(fā)明處理的織物上的 站立的球形液滴。
圖4表示了根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)方法用于生產(chǎn)測(cè)試元件的示例性實(shí)施方式 流程示意圖。所示方法步驟可以由圖4中未示出的額外步驟加以補(bǔ)充。而 且，盡管所示的順序是優(yōu)選的，但其不是必需的，例如還可以結(jié)合、重復(fù) 或時(shí)間上并行實(shí)施一個(gè)或多個(gè)方法步驟。例如，所述方法可以用于生產(chǎn)圖 2中所示的測(cè)試元件2，故其單個(gè)組件及其功能可以參考例如該圖的說(shuō)明。
第一方法步驟410中提供了輸送帶1。然后，在接下來(lái)的方法步驟412 中將載體4和雙面膠帶5施加到該輸送帶1上。然后在方法步驟414中， 可以將檢測(cè)膜6形式的測(cè)試區(qū)域14施加到以該方式制備的傳送帶1上， 或施加到載體4和粘性層5上。
與此并行地，可以在方法步驟416中提供聚合物織物8。然后在方法 步驟418中用洗涂劑浸透所述聚合物織物8,所述洗滌劑例如是根據(jù)上述 說(shuō)明中的DONS。
在方法步驟420中，將以這種方式浸透的聚合物織物8施加到方法步 驟414中制備的測(cè)試元件上，使得該聚合物織物8覆蓋載體4和檢測(cè)膜6, 如圖2所示。
隨后，在方法步驟422中，對(duì)以這種方式制備的測(cè)試元件2在附圖2 中附圖標(biāo)記11所示的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行UV激光處理。在該步驟422中的UV激 光處理過(guò)程中，去除掉聚合物織物8在區(qū)域11中的洗滌劑，此外，修飾 該聚合物織物8的表面，如前述圖3A和3B中所示。這樣產(chǎn)生了疏水區(qū)域 11,其在大多數(shù)情況下甚至顯示出超疏水性，尤其在用DONS和UV激光 處理時(shí)。在該方式下，設(shè)置在中央的聚合物織物12變得用于施加含水液 態(tài)樣品例如血樣的經(jīng)界定表面。因而，該超疏水區(qū)域11有效地界定了所 述測(cè)試區(qū)域或才全測(cè)區(qū)14。
參見(jiàn)上面，替代圖4所示的生產(chǎn)方法的生產(chǎn)方法也是可能的。因而，
14可以例如，首先將用洗滌劑浸透的聚合物織物8施加到具有檢測(cè)膜6的載 體4上，之后從以這種方式涂布的載體中切掉相應(yīng)的區(qū)域，然后才將其施 加到傳輸帶l上，例如通過(guò)粘合劑粘結(jié)的方式?？梢栽谑┘拥絺鬏攷上 之前或之后進(jìn)行UV激光處理。原則上，其他生產(chǎn)方法也是可行的。
附圖標(biāo)記列表
1傳輸帶
2測(cè)試元件
3分析帶
4載體
5雙面膠帶
6檢測(cè)膜
7邊緣
8聚合物織物
9旁邊區(qū)域
10熱轉(zhuǎn)印蠟
11疏水性區(qū)域
12中央設(shè)置的聚合物織物
13線
14測(cè)試區(qū)域/檢測(cè)區(qū) 15施力口區(qū)
410提供輸送帶
412施加載體和雙面膠帶
414施加^r測(cè)膜
416提供聚合物織物
418用洗滌劑浸透聚合物織物
420施加浸透的聚合物織物
422 UV激光處理
權(quán)利要求
1.一種用于制造分析元件的方法，所述分析元件具有至少一個(gè)用于分析液體樣品的測(cè)試區(qū)域(14)，其中提供了其上設(shè)有聚合物織物(8)的載體(4)，其特征在于所述聚合物織物(8)的至少一個(gè)部分區(qū)域(9)用UV激光照射從而得以疏水化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物織物(8) 為包括大致相互平行或垂直的線(13)的單親性織物，其中所述相互平行 的線(13)彼此間具有l(wèi)iam到0.5mm的間隔。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于提供了載體，其 上面具有用洗滌劑涂布的聚合物織物(8)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述洗滌劑為至少一 種選自由下列組成的群組的洗滌劑二辛基磺化琥珀酸鈉(DONS),辛 ?；?N-甲基葡糖酰胺和壬基苯酚乙氧基化物，尤其是聚乙二醇[4-( 1,1,3,3-四曱基丁基)苯基]醚。
5. 根據(jù)前兩個(gè)權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述聚合 物織物(8)被UV激光照射過(guò)的部分區(qū)域(9， 11)中，所述洗滌劑至少 部分地通過(guò)UV激光去除。
6. 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的方法，其中在用UV激光去除了洗滌劑的 那些區(qū)域中，聚合物織物(8)發(fā)生超疏水化。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述分析元件 為測(cè)試元件(2),其用于測(cè)定液體樣品中的分析物，所述測(cè)試元件包括 液體樣品施加區(qū)(15),其中所述聚合物織物(8)在所述施加區(qū)(15) 周?chē)膮^(qū)域(9)被UV激光照射并從而得以疏水化。
8. 根據(jù)前迷權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，為了產(chǎn)生測(cè)試 元件(2),在所述載體(4)上施加檢測(cè)膜(6)并同時(shí)保持邊緣(7)未 被覆蓋，所述檢測(cè)膜(6)被聚合物織物(8)所覆蓋，其中所述聚合物織 物(8)在旁邊區(qū)域(9)伸出超過(guò)所述檢測(cè)膜(6)并覆蓋所述載體(4) 未被覆蓋的邊緣(7),并且所述聚合物織物(8)旁邊區(qū)域(9)通過(guò)UV 激光照射而疏水化。
9. 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述載體(4)為膠 帶(5),通過(guò)它將所述測(cè)試元件(2)作為自粘性測(cè)試標(biāo)簽轉(zhuǎn)移到輸送帶U)上。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其中使用了巻對(duì)巻方法。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法所制造的分析元件，包括至少一個(gè)用于分析液體樣品的測(cè)試區(qū)域(14)，其中所述分析元件含有其上設(shè) 有聚合物織物(8)的載體(4),其特征在于所述聚合物織物(8)的至 少部分區(qū)域(9, 11 )用UV激光照射而疏水化。
12.根據(jù)前一權(quán)利要求的分析元件，其特征在于所述分析元件是具有在 條帶方向上彼此間隔開(kāi)的多個(gè)測(cè)試元件(2)的分析帶(3)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造分析元件的方法，所述分析元件具有至少一個(gè)用于分析液體樣品的測(cè)試區(qū)域(14)，其中提供了上面設(shè)有聚合物織物(8)的載體(4)。所述聚合物織物(8)的至少部分區(qū)域(9)用UV激光照射并從而得以疏水化。
文檔編號(hào)G01N33/48GK101687364SQ200880023215
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月3日
發(fā)明者B·科肖雷克, J·K·羅珀, W·芬克 申請(qǐng)人:霍夫曼-拉羅奇有限公司