三維木質纖維檢測用具的制作方法
【專利摘要】三維木質纖維檢測用具包含一第一木質纖維基材及一第二木質纖維基材。當?shù)谝荒举|纖維基材與一液態(tài)檢體接觸時，液態(tài)檢體吸附至第一木質纖維基材并經(jīng)由毛細作用流至第二木質纖維基材，并與第二木質纖維基材的檢測試劑反應以達成檢測液態(tài)檢體的作用。本發(fā)明的木質纖維檢測用具具有包括天然材質、價格便宜、加工方便等優(yōu)勢，目的是使木質纖維基材在傳統(tǒng)利用之外，讓使用者不需花費額外的時間/金錢即可達成疾病預防檢測,進而成為日常健康維護的平臺。
【專利說明】三維木質纖維檢測用具

【技術領域】
[0001]本發(fā)明關于檢測用具，特別是關于利用毛細作用進行檢測的三維木質纖維檢測用具。

【背景技術】
[0002]隨著民眾的健康意識逐漸提高，居家自我檢測的概念已漸漸盛行。所謂居家自我檢測意指民眾可在家方便隨時檢測，通常可利用檢測試劑的顏色轉變，在簡便儀器或不需儀器肉眼判讀的條件下，可立即觀察有無疾病的征兆。此外當色差變大時，可再到醫(yī)院進一步詳細檢查。因此，居家自我檢測具有方便即時及節(jié)省支出的優(yōu)勢。
[0003]在居家自我檢測方面，檢測試紙為經(jīng)常使用的檢測用品。檢測試紙的優(yōu)點為:操作簡單、容易判讀及方便攜帶。檢測試紙的檢測原理主要是利用酵素或化學試劑與溶液中的特定物質進行生化反應，產(chǎn)生顏色或其他性質改變，以量測物質存在與否的定性反應，以及物質濃度的半定量反應。
[0004]舉例而言，居家使用型的血醣或尿糖檢驗試紙的原理為「葡萄糖氧化酶(glucoseoxidase)法」，利用葡萄糖氧化酶與葡萄糖之間的專一性催化反應使試紙變色，對他種還原性的物質則不起作用。利用酵素的技術在試紙上涂上一種葡萄糖氧化酶，當葡萄糖氧化酶與血液中的葡萄糖反應后，會使得試紙顏色產(chǎn)生變化，而使用者可根據(jù)試紙的顏色與顏色表比對，即可判讀血醣濃度的高低。這種簡易的血糖量測方法，造福許多糖尿病的患者，使其可隨時對病情作監(jiān)控，不僅改善生活品質，同時也擴大了醫(yī)療照護的范圍。
[0005]但是，檢測試紙仍需要特別攜帶，因此檢測試紙的方便性仍有改良的空間。因此，發(fā)展一種檢測平臺，其具有試紙的優(yōu)點，并擁有與日常用品匹配的便利性，為當前努力的目標。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的之一是開發(fā)一種檢測平臺，其具有試紙的優(yōu)點，并可擁有與日常用品匹配的便利性。
[0007]依據(jù)本發(fā)明的一實施例，一種三維木質纖維檢測用具包含一第一木質纖維基材及一第二木質纖維基材。第一木質纖維基材具有一接觸區(qū)及至少一凹槽，第二木質纖維基材設置于第一木質纖維基材的凹槽，其中第一木質纖維基材的材料與第二木質纖維基材的材料為不同。第二木質纖維基材包含至少一檢測試劑，當一液態(tài)檢體與該第一木質纖維基材的該接觸區(qū)接觸時，液態(tài)檢體吸附至第一木質纖維基材并經(jīng)由毛細作用流至第二木質纖維基材，并與第二木質纖維基材的檢測試劑反應以達成檢測檢體的作用。
[0008]以下經(jīng)由具體實施例配合所附的附圖詳加說明，當更容易了解本發(fā)明的目的、技術內(nèi)容、特點及其所達成的功效。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為示意圖，顯示本發(fā)明的木質纖維檢測用具。
[0010]圖2為柱狀圖，顯示液體在木質纖維基材的內(nèi)的流速。
[0011]圖3為木質纖維基材的顯微鏡照片。
[0012]圖4為照片顯示木質纖維基材吸附染料的情形。
[0013]圖5為圖式顯示木質纖維基材吸附亞硝酸鹽的情形。
[0014]圖6為照片顯示三維木質纖維檢測用具的檢驗結果，其用以檢測亞硝酸鹽。
[0015]圖7A及圖7B為照片顯示三維木質纖維檢測用具的檢驗結果，其用以檢測葡萄糖。
[0016]【符號說明】
[0017]I第一木質纖維基材
[0018]11凹槽
[0019]12接觸區(qū)
[0020]2第二木質纖維基材

【具體實施方式】
[0021 ] 本發(fā)明關于一種木質纖維檢測用具，其主要元件為木質纖維基材及檢測試劑。
[0022]木質纖維或可稱為木質化組織，其指的是維管形成層向內(nèi)的發(fā)展出植物組織的統(tǒng)稱。此外，木質纖維通常取自喬木和灌木所形成的木質化組織。相較于濾紙，木質纖維相對較為抗酸堿及有機溶劑。木質纖維還具有強韌的機械結構，并此在浸潤液體后仍可維持完整結構及機械強度，因此木質纖維可較濾紙具有結構強度方面的優(yōu)勢。
[0023]此外，相較于濾紙為二維檢測用具，本發(fā)明的木質纖維檢測用具為三維結構，因此更具有檢測的彈性。
[0024]請參照圖1，其為示意圖，顯示本發(fā)明的三維木質纖維檢測用具，其中本發(fā)明的第一木質纖維基材I具有接觸區(qū)12及凹槽11。一般而言，凹槽11的形狀、大小并未特別限制，可視檢測需求而設置。其中應注明的是，圖1實例中凹槽11的形狀僅為示意而非用以限制。一般而言，凹槽11的形狀可包含但不限于長方體、正方體、圓柱、半球體、V型或上述之外其余的形狀組合。凹槽11的位置亦可視不同檢測的需求而做彈性設置。
[0025]第一木質纖維基材的形狀、大小原則上并未限制，因此可依檢測標的來進行設計。常見的木質纖維基材的形狀包含但不限于圓柱、長方體、板狀等。
[0026]凹槽11可設置第二木質纖維基材2為檢測區(qū)，因此可將檢測試劑設置于第二木質纖維基材2，以便進行檢測。第二木質纖維基材2可為高出、相等或低于凹槽11。
[0027]第二木質纖維基材2設置于凹槽11的方式并未特別限制，目的為使第一木質纖維基材I與第二木質纖維基材2相互接觸即可，其方式包含但不限于將第二木質纖維基材2鑲嵌于凹槽11、或是將第二木質纖維基材2粘著于凹槽11，或是單純將第二木質纖維基材2置于凹槽11亦為可行。
[0028]第一木質纖維基材I與第二木質纖維基材2的材質為不同，較佳者第二木質纖維基材2的材質較第一木質纖維基材I的材質為致密。此外液體檢體在第一木質纖維基材I的流速較在第二木質纖維基材2的流速為快。
[0029]本發(fā)明可利用第一木質纖維基材I的內(nèi)部輸水孔道(圖中未示)所提供的毛細作用，使欲檢測標的物運送到達作為檢測區(qū)的凹槽11，進而避免第一木質纖維基材I表面輸水孔道因加工過程的物理性破壞而造成量測誤差，甚至達到控制液體樣本的流速的目的。第一木質纖維基材I的接觸區(qū)12位置較佳為第一木質纖維基材I的兩端。
[0030]可理解的是，第一木質纖維基材I的內(nèi)部輸水孔道(圖中未示)可使待檢測標的物經(jīng)由毛細作用運送至作為檢測區(qū)的凹槽11，利用第一木質纖維基材I的內(nèi)部輸水孔道可避免第一木質纖維基材I的表面因加工過程的物理性破壞而造成量測誤差，甚至達到控制液體樣本的流速的目的。檢體與第一木質纖維基材的接觸位置較佳為第一木質纖維基材的兩端。
[0031]此外可對第一木質纖維基材I進行表面處理以增加木質纖維的穩(wěn)定性，表面處理例如但不限于防水處理，防水試劑包含但不限于PDMS(聚二甲基硅氧烷，Polydimethylsiloxane)。
[0032]在一實施例中，第一木質纖維基材I可采用日常生活用品，其實施例包含但不限于攪拌棒、木筷或牙簽。
[0033]其中本發(fā)明的一實施例中第一木質纖維基材I的材質為竹片，其材質為木質纖維，臺灣較常見者為竹制材料。竹類植物的桿為木質，屬灌木或喬木狀，由于生長快速，因此有價格的優(yōu)勢。
[0034]牙簽的優(yōu)勢包括天然材質、價格便宜、加工方便等優(yōu)點。牙簽取得方便并常用于餐后維護口腔衛(wèi)生，本發(fā)明的目的之一即是讓使用者在使用牙簽清潔牙縫時，一并完成疾病及檢測，使得使用者不需花費額外的時間即可達成疾病預防檢測。
[0035]如前所述，第二木質纖維基材2可選自較第二木質纖維基材2致密的材料，第二木質纖維基材2的木材包含但不限于樺木、楊木、松木等。
[0036]檢測試劑設置于第二木質纖維基材2的方式并未限制，較佳者為均勻吸附及散布于第二木質纖維基材2。但應可了解檢測試劑亦可設置于第二木質纖維基材2的單側、底面、雙側或其他組合。
[0037]檢測試劑吸附于第二木質纖維基材2的方法例如但不限于經(jīng)由將第二木質纖維基材2浸泡于檢測試劑溶液以完成的制備。經(jīng)由第二木質纖維基材2的毛細作用及植物纖維的維管束組織，使得檢測試劑吸附于第二木質纖維基材2。其中將第二木質纖維基材2浸泡于檢測試劑溶液后，可進行一干燥步驟，以制備可進行檢測的木質纖維基材。
[0038]本發(fā)明的檢測用木質纖維基材可以利用呈色(colorimetric)反應或是螢光進行檢測，其中檢測試劑包含一呈色劑或一螢光試劑。檢測試劑的呈色劑或螢光試劑可依檢測標的不同而做適應性改變。
[0039]在本發(fā)明的一實施例中，檢測試劑包含一酵素。如前所述，可利用酵素與溶液中的物質反應，產(chǎn)生顏色或其他性質改變，以量測物質存在與否的定性反應，以及物質濃度的定量反應。舉例而言，測量「葡萄糖氧化酶(glucose oxidase)法」，則是利用葡萄糖氧化酶與葡萄糖之間的專一性催化作用使試紙變色。
[0040]液態(tài)檢體舉例但不限于一受試者的唾液、血液、尿液或其他體液。如前所述液態(tài)檢體經(jīng)由毛細作用吸附至第一木質纖維基材的纖維組織，并與檢測試劑反應以達成檢測液態(tài)檢體的作用。此外亦可將固體檢測物懸浮于液體溶劑之中，待標的檢測物溶出于溶劑之中，再利用毛細作用進行上述的檢測方式。
[0041]此外應注明的是，多重檢測可以多重定性或是定量；詳言之，多重檢測可包含多樣檢測標的或是單一檢測標的的多重濃度的檢測，以達檢測的多樣性。
[0042]本發(fā)明的原理為利用木質纖維所具有的毛細作用，使木質纖維基材成為疾病預防檢測平臺。利用吸附于第二木質纖維基材2纖維組織的檢測試劑，使得當?shù)谝荒举|纖維基材與一液態(tài)檢體或一含有液體的檢體接觸時，經(jīng)由毛細作用將標的檢體吸附至木質纖維基材的纖維組織，并與檢測試劑反應，以達成檢測檢體的作用。
[0043]其中應注明的是本發(fā)明的第一木質纖維基材，常用于進食或是喝飲料，例如:餐后維護口腔衛(wèi)生，因此一較佳實施例為檢測受試者的唾液。而唾液檢測的優(yōu)點包括:唾液檢驗為非侵入性、采集方便、成本不高、感染風險低、病人不須依賴醫(yī)護人員即可自行采集、自行檢驗。
[0044]承上述，本發(fā)明的檢測用木質纖維基材可用于檢測唾液、血液、尿液或其他體液的相關生化性質，舉例而言但不限于檢測葡萄糖、亞硝酸根、酸堿度。以下僅為實施例說明檢測原理及應用。
[0045]1.亞硝酸鹽檢測
[0046]食物中如有硝酸離子，口水中的消化酵素作用后會轉變?yōu)閬喯醢罚湟驯会t(yī)界證實為一致癌物。此外含有大量亞硝酸鹽的飲水、蔬菜、糧食、魚、肉制品、潰酸菜等經(jīng)人食用后，大量亞硝酸鹽可使人直接中毒。目前已有利用化學呈色反應的亞硝酸檢測試紙，因此食物中亞硝酸檢測亦為適宜的檢測標的。
[0047]2.葡萄糖檢測
[0048]血糖或尿糖的測量原理已如前述，其可使病患能夠隨時對自己的病情作監(jiān)控。
[0049]3.酸堿度檢測
[0050]在檢測酸堿度方面，石蕊試紙是常用來測量溶液的酸堿度的指示用具。石蕊試紙是將紙張浸于含石蕊試劑的溶液中制成。石蕊試劑在酸性液中呈紅色，在堿性液中呈藍色。故可利用前述性質制備用以檢測酸堿性的木質纖維基材。
[0051]以下通過具體實施例配合附圖詳加說明，可更容易了解本發(fā)明的目的、技術內(nèi)容、特點及所達成的功效，并據(jù)以實施，但不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。
[0052]第一木質纖維基材與第二木質纖維基材的比較:參照圖2，其為柱狀圖顯示液體在木質纖維基材的內(nèi)的流速(n=8)。木質纖維基材為市售的咖啡攪拌棒或是竹簽。其中液體在竹片木質纖維基材之中流動所需時間較木材木質纖維基材時間為短，因此液體在竹片木質纖維基材之中的流速較快。
[0053]此外請參照圖3，其為木質纖維基材的顯微鏡照片，以及參照圖4其為照片顯示木質纖維基材吸附染料的情形。其中木材木質纖維基材較竹片木質纖維基材更為致密，并且具更均勻的呈色效果，代表染料吸附較竹片木質纖維更為均勻。
[0054]木質纖維基材吸附檢測試劑的實驗:實驗步驟如下:利用吸量管(pipetman)滴2 μ L亞硝酸檢測試劑于木質攪伴棒上，其中亞硝酸檢測試劑包含50mmol/L對氨基苯磺酸胺(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,將涂布亞硝酸檢測試劑的木質纖維基材與亞硝酸溶液接觸即可作亞硝酸檢測使用。
[0055]圖5為圖式顯示木質纖維基材吸附亞硝酸，其中濃度在2.5mM的下呈現(xiàn)正相關(R2=0.99)。應注明的是此實施例并非三維檢測的數(shù)據(jù)，其為單純于攪拌棒上開凹槽檢測亞硝酸鹽的數(shù)據(jù)。
[0056]三維木質纖維基材的制備
[0057]于竹質攪拌棒上斜切一個開口后，將木質攪伴棒鑲嵌進竹質攪拌棒上斜切的凹槽，即可得到本發(fā)明的三維木質纖維基材。
[0058]以三維木質纖維基材檢測亞硝酸
[0059]將涂布亞硝酸檢測試劑的三維木質纖維基材與亞硝酸溶液接觸即可作亞硝酸檢測。請參照圖6，其為照片顯示三維木質纖維檢測用具的檢驗結果，于定性結果可觀察出，隨著亞硝酸濃度的提升，于木質攪拌棒上檢測區(qū)的紅色呈現(xiàn)效果也越深且分布相當均勻，即使用肉眼觀察可發(fā)現(xiàn)低濃度0.156mM的顏色結果和控制組有所分別。
[0060]以三維木質纖維基材檢測葡萄糖
[0061]將涂布葡萄糖檢測試劑的三維木質纖維基材與葡萄糖溶液接觸即可作檢測，其中葡萄糖檢測試劑(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]請參照圖7A及圖7B，其為照片顯示三維木質纖維檢測用具的檢驗結果，于定性結果可觀察出，隨著葡萄糖濃度的提升，于木質攪拌棒上檢測區(qū)的紫黑顏色也越深且分布相當均勻，即使用肉眼觀察也可發(fā)現(xiàn)低濃度2.5mM的顏色結果也和控制組有所分別。此外可將檢測完成后的木質攪拌棒取出獨立分析，經(jīng)由影像軟體(例如Image J)的幫助，可容易判別低濃度2.5mM的顏色平均強度和控制組的差別。
[0063]綜合上述，本發(fā)明的木質纖維檢測用具的優(yōu)勢包括天然材質、價格便宜、加工方便，并可利用毛細作用使木質纖維基材成為疾病的預防檢測平臺及基材，并且可以讓使用者不需花費額外的時間即可達成疾病預防檢測。
[0064]以上所述的實施例僅為說明本發(fā)明的技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，當不能以之限定本發(fā)明的專利范圍，即大凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種三維木質纖維檢測用具，其特征在于，包含: 一第一木質纖維基材，其中該第一木質纖維基材具有一接觸區(qū)及至少一凹槽；以及 一第二木質纖維基材，其設置于該第一木質纖維基材的該凹槽，其中該第一木質纖維基材的材料與該第二木質纖維基材的材料為不同，該第二木質纖維基材具有至少一檢測試劑吸附于該第二木質纖維基材，其中當一液態(tài)檢體與該第一木質纖維基材的該接觸區(qū)接觸時，該液態(tài)檢體吸附至該第一木質纖維基材并經(jīng)由毛細作用流至該第二木質纖維基材，并與該第二木質纖維基材的該檢測試劑反應以達成檢測該檢體的作用。
2.如權利要求1所述的三維木質纖維檢測用具，其特征在于，該第一木質纖維基材為一攪拌棒、一牙簽或一木筷。
3.如權利要求1所述的三維木質纖維檢測用具，其特征在于，該第一木質纖維基材的材料為竹片。
4.如權利要求1所述的三維木質纖維檢測用具，其特征在于，該第一木質纖維基材的表面經(jīng)防水處理。
5.如權利要求1所述的三維木質纖維檢測用具，其特征在于，該凹槽的形狀可包含長方體、正方體、圓柱、半球體、V型或上述形狀組合。
6.如權利要求1所述的三維木質纖維檢測用具，其特征在于，該第二木質纖維基材的材質較該第一木質纖維基材的材質為致密。
7.如權利要求1所述的三維木質纖維檢測用具，其特征在于，該液態(tài)檢體在該第一木質纖維基材的流速較在該第二木質纖維基材的流速為快。
8.如權利要求1所述的三維木質纖維檢測用具，其特征在于，該檢測試劑包含一呈色劑或一螢光試劑。
9.如權利要求1所述的三維木質纖維檢測用具，其特征在于，該液體檢體為一受試者的唾液、血液或尿液。
10.如權利要求1所述的三維木質纖維檢測用具，用以檢測葡萄糖、亞硝酸根或酸堿度。
【文檔編號】G01N21/77GK104251857SQ201310365913
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權日:2013年6月25日
【發(fā)明者】官振盟, 羅伯特·S·藍格, 鄭兆珉 申請人:鄭兆珉