專(zhuān)利名稱(chēng)：試劑層的超聲直接固定及其制備剝離型試件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在用于測(cè)定液體樣品中特定成分的干分析試劑盒的制備中將一試劑層固定到襯底上的方法。這種試劑盒通常用于諸如尿液分析、血清分析、全血分析以及免疫測(cè)定這些臨床檢驗(yàn)領(lǐng)域中。
本發(fā)明還涉及一種制備剝離型試件的方法，該試件是一種用于測(cè)定全血中特定成分的干分析試劑盒，通常用于臨床檢驗(yàn)領(lǐng)域的全血分析中。
在臨床檢驗(yàn)領(lǐng)域中，體液(例如血液、尿液、唾液、腦脊髓液等)中各種成分的分析有助于診斷許多疾病或?qū)Ο熜нM(jìn)行客觀判斷。
這些分析的一般方法是一種叫做濕化學(xué)的方法，在這種方法中首先將體液(樣品)和試液放入一個(gè)測(cè)定池中并攪拌，然后在37℃下將測(cè)定池保溫一段給定的時(shí)間，最后用吸收光度計(jì)、熒光光度計(jì)、濁度計(jì)等測(cè)定由樣品的特定成分的反應(yīng)所生成的物質(zhì)。
另一方面，研究出一種叫做干化學(xué)的分析方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于試劑以干態(tài)形式提供，在分析中試劑的制備不是完全必需的，無(wú)需攪拌，無(wú)廢液出現(xiàn)，并且非常少量的樣品就足夠分析許多項(xiàng)目。利用干化學(xué)可在醫(yī)院的急救室、夜間醫(yī)院的護(hù)士辦公室、或醫(yī)生辦公室中進(jìn)行即時(shí)檢驗(yàn)。
干化學(xué)中所用的干分析試劑盒通常包括一試劑層和一個(gè)襯底板。可如下制備試劑層，即將能與樣品中的某種成分反應(yīng)的試劑滲入一種多孔基質(zhì)(例如紙、布、無(wú)紡布、篩網(wǎng)、膜濾紙、多孔狀淀土和陶瓷)中，然后干燥，或者將試劑與一種溶劑捏和的聚合物粘合劑的混合物施加到一薄樹(shù)脂膜上，然后干燥。當(dāng)如此利用切成條的試劑層，即利用諸如酶、底物或顏色生成物這些昂貴試劑時(shí)，使用有效面積大的試條是不經(jīng)濟(jì)的，會(huì)導(dǎo)致成本大幅度上升。
因此，考慮到可進(jìn)行目視比色法的尺寸、反射光度法中所用的光束直徑、測(cè)定值的準(zhǔn)確性以及在制備或使用中易于操作，將試劑層切成4至10mm的正方形或長(zhǎng)方形。用粘合劑例如雙面粘合帶、糊狀粘合劑或瞬時(shí)粘合劑或熱熔樹(shù)脂將切割后的試劑層固定到作為底層或把手的基底上。
而且，在某些情況下利用的用于干化學(xué)的干分析試劑盒的所謂剝離型試件包括一個(gè)其上依次具有一個(gè)試劑層和一個(gè)具有樣品測(cè)定功能的可脫落膜層的基底。在使用時(shí)，將樣品施加到剝離型試件上之后，剝開(kāi)膜層以便觀察試劑層的顯色。
更具體地說(shuō)，能夠?yàn)V出全血的微粒和測(cè)出到達(dá)試劑層的適當(dāng)量樣品的膜層被疊加在由用試劑浸透的熱塑性樹(shù)脂或非熱塑性物質(zhì)基質(zhì)制成的試劑層上。當(dāng)使用這種類(lèi)型的干分析試劑盒時(shí)，將樣品(全血)施加到膜層上，微粒和過(guò)量血液被擦離膜層的表面，并且剝開(kāi)膜層，暴露出試劑層以便觀察試劑層的顯色程度。在某些情況下，不用擦試即可剝開(kāi)膜層。
如上所述，將試劑層直接固定到基底上的最常用的方法是用雙面粘合帶進(jìn)行固定。然而，雙面粘合帶通常使用聚丙烯樹(shù)脂，并且含有不是少量的聚合引發(fā)劑、單體、穩(wěn)定劑、增塑劑和濕潤(rùn)劑。這些成分在與試劑層接觸時(shí)趨于和試劑層中的試劑發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致活性組分的顯色或分解。因此，對(duì)于每個(gè)項(xiàng)目需要嚴(yán)格選擇雙面粘合帶。
而且，用雙面粘合帶固定具有如此缺陷，即粘合劑與處理機(jī)粘附會(huì)導(dǎo)致機(jī)器故障，而與試劑層表面粘附會(huì)使部分試劑層不與樣品反應(yīng)，從而導(dǎo)致顏色形成不均。
為了消除這些與雙面粘合帶有關(guān)的缺陷，可用熱熔性粘合劑(含有在80-150℃軟化的熱塑性樹(shù)脂的粘合劑)進(jìn)行固定。然而，在這種情況下，整個(gè)試劑層必須在100-110℃下保持幾秒鐘以便熔化熱熔性粘合劑，這會(huì)導(dǎo)致試劑，特別是蛋白質(zhì)(例如酶、抗體和抗原)的變性。另外，熱熔性粘合劑與雙面粘合帶類(lèi)似，含有增塑劑、穩(wěn)定劑及其類(lèi)似物質(zhì)，這些組分對(duì)試劑具有不良影響。
正如JP-B-53-6551(如此所用的“JP-B”一詞意指“被審查過(guò)的
公開(kāi)日本專(zhuān)利申請(qǐng))中所公開(kāi)的，業(yè)已提出一種包括將試劑層封閉到織物或棉網(wǎng)中并用熱熔性粘合劑熔融膠合封皮兩邊的方法”作為這些顯著問(wèn)題的解決方案。這個(gè)包括將試劑層封閉到尼龍網(wǎng)中并用熱熔性粘合劑膠合其兩邊的方法成功地解決了上述兩個(gè)問(wèn)題。然而，在運(yùn)輸過(guò)程中由于震動(dòng)尼龍網(wǎng)變得松馳，結(jié)果導(dǎo)致試劑層趨于移動(dòng)或脫落。另外，這種方法煩瑣且昂貴。
JP-B-6-68488中公開(kāi)了一種用于檢測(cè)的組合物的制備方法，該法包括將一個(gè)熱塑性樹(shù)脂層插入試劑層和基底之間并借助激光束或超聲波切割薄層以便通過(guò)熔融固定切割區(qū)域。這種技術(shù)可制備用于干分析的多層試劑盒，而無(wú)需用粘合劑。然而，所制備的試劑盒是夾緊作為把手的支桿才能被拿起或者在使用時(shí)放到一個(gè)平臺(tái)上的類(lèi)型。而且，被激光束或超聲波切下的邊緣浪費(fèi)了。另外，需要產(chǎn)生用于切割疊層的足夠能量的激光束或超聲波的機(jī)器，而這種機(jī)器通常是昂貴的。
特別是，此處被固定到基底上的試劑層是玻璃纖維濾紙等，它可將用于利用免疫反應(yīng)(所謂干免疫測(cè)定法)的微分析中的抗體、抗原、抗體-抗生物素蛋白-生物素復(fù)合物等化學(xué)膠合到其上，因此使用雙面粘合帶或熱熔性粘合劑不僅會(huì)導(dǎo)致上述問(wèn)題而且會(huì)引起其它問(wèn)題，即未反應(yīng)成分或影響反應(yīng)的物質(zhì)被非特異性吸咐到玻璃纖維濾紙上，從而導(dǎo)致大的誤差。
而且，由于剝離型試件至少包括三層，因此制備過(guò)程因?yàn)樯婕暗絻蓚€(gè)步驟而變得煩瑣；其中一個(gè)步驟是用于將第一層粘附到第二層上，其次一個(gè)步驟是用于將第三層粘附到第二層上。
另外，在去除膜層時(shí)，必需在膜層和試劑層之間進(jìn)行剝離。在基底和試劑層之間的交界面對(duì)試件進(jìn)行剝離是相當(dāng)不便的?？紤]到這一點(diǎn)，試劑層和基底之間的粘著強(qiáng)度應(yīng)該大于試劑層和膜層之間的粘著強(qiáng)度(此后稱(chēng)作“層間剝離強(qiáng)度”)。而使兩個(gè)粘合交界面之間的層間剝離強(qiáng)度有差異是相當(dāng)煩瑣的。
可一次層疊粘附三層，同時(shí)利用兩種粘合劑使兩個(gè)粘合交界面之間的層間剝離強(qiáng)度有差異。然而，如上所述，粘合劑中所用的成分趨于對(duì)試劑層中的試劑會(huì)有不良影響。因此，使用粘合劑是不受歡迎的。
因此需要開(kāi)發(fā)一種用于制備剝離型試件的理想方法，利用這種方法不用粘合劑就可一次固定三層，同時(shí)還能使層間剝離膠合強(qiáng)度有差異。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)可如下解決干分析試劑盒制備中的上述問(wèn)題可利用熱塑性樹(shù)脂作為試劑層和襯底板之一或兩者的材料，并且從外部將超聲振動(dòng)和壓力施加到試劑層與襯底板的組合體上以便產(chǎn)生摩擦熱。
本發(fā)明所用的超聲波熔融技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)與由粘合劑進(jìn)行的粘著不同，構(gòu)成一個(gè)或幾個(gè)層的熱塑性樹(shù)脂是由超聲波產(chǎn)生的摩擦熱進(jìn)行熔融和固定的。因此，試劑層中的試劑不會(huì)受到粘合劑中存在的增塑劑或溶劑的影響。由于熱量是在層的表面瞬時(shí)產(chǎn)生并迅速減少的，因此試劑層中的試劑不會(huì)變性。
此方法是經(jīng)濟(jì)的；因?yàn)閷⒃噭雍突字苯庸潭ǖ揭黄?，從而無(wú)需切掉邊緣。由于本發(fā)明所用的超聲振動(dòng)直接被傳送到試劑層，因此使用的超聲波發(fā)生器相對(duì)便宜些。
在由若干熱塑性樹(shù)脂層或熱塑性樹(shù)脂層和非熱塑性多孔層的組合構(gòu)成的層狀物從其一側(cè)受到超聲破碎，從而導(dǎo)致超聲熔融的情況下，本發(fā)明的發(fā)明人業(yè)已發(fā)現(xiàn)，在比較各界面間的層間剝離膠合強(qiáng)度時(shí)，界面離施加有超聲波的那一側(cè)越近，層間剝離強(qiáng)度就越大。正是通過(guò)將這個(gè)原理應(yīng)用到剝離型試件的制備中來(lái)完成本發(fā)明的。
當(dāng)借助產(chǎn)生熱量并將熱量直接傳送到幾個(gè)層中的裝置一次熔融膠合三個(gè)層時(shí)，雖然離施加有熱量的那一側(cè)較近的界面能夠被固定，但是就熱量傳導(dǎo)而論要想固定離那一側(cè)較遠(yuǎn)的界面是困難的。即使可以固定較遠(yuǎn)的界面，較近的界面到那時(shí)也將會(huì)被較大的熱量損壞，并且試劑將完成失去活性。
相反，根據(jù)本發(fā)明的方法，熱量不是直接而是間接被傳到幾個(gè)層中。即，超聲振動(dòng)被傳送到幾個(gè)層中以便產(chǎn)生摩擦熱。這樣，就不會(huì)出現(xiàn)上述問(wèn)題。
因此，本發(fā)明提供了一種相當(dāng)新的制備干分析試劑盒和剝離型試件的方法，此方法沒(méi)有與傳統(tǒng)技術(shù)有關(guān)的那些缺陷，同時(shí)還有效地利用了超聲熔融的所有優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種在用于測(cè)定液體樣品中特定成分的干分析試劑盒的制備中直接將試劑層固定到襯底板上的方法，其中試劑層和襯底板中的至少一個(gè)是熱塑性樹(shù)脂，并且該方法包括如下步驟使試劑層與襯底板接觸并從外部將超聲振動(dòng)和壓力施加到兩個(gè)層上，從而產(chǎn)生摩擦熱，由此熔化熱塑性樹(shù)脂的表面；施加壓力以便使熔化的熱塑性樹(shù)脂表面粘著到非熱塑性材料上或使熱塑層表面與襯底板成為一體；以及取消超聲波振動(dòng)和壓力。
按照本發(fā)明的固定方法可有各種實(shí)施例。下面根據(jù)附圖利用參考標(biāo)號(hào)來(lái)說(shuō)明實(shí)施例。實(shí)施例1一種在用于測(cè)定液體樣品中特定成分的干分析試劑盒的制備中將試劑層直接固定到襯底板上的方法，包括如下步驟使試劑層(1)與底板(2)接觸并從外部施加超聲振動(dòng)和壓力，由此產(chǎn)生摩擦熱以便熔化與試劑層(1)接觸的基底(2)的表面或者是熔化與基底(2)接觸的試劑層(1)的表面；
施加壓力以便使其中一層的熔化表面材料粘著到另一層上；以及取消超聲振動(dòng)和壓力。
在這個(gè)實(shí)施例中，襯底(2)和試劑層(1)之一是由熱塑性樹(shù)脂制成的，而另一個(gè)是在熱塑性材料構(gòu)成的多孔基質(zhì)。換句話說(shuō)，實(shí)施例(1)包括兩種類(lèi)型；在一種類(lèi)型中，基底(2)是熱塑性樹(shù)脂板，而試劑層(1)是由用試劑包覆或浸透的非熱塑性材料構(gòu)成的多孔基質(zhì)；在另一種類(lèi)型中，基底(2)是由非熱塑性材料構(gòu)成的多孔基質(zhì)制成的板，而試劑層(1)是用試劑包覆的熱塑性樹(shù)脂膜。
在另一實(shí)施例中，正如以下利用的附圖的參考標(biāo)號(hào)所描述的，襯底板和試劑層兩者可都是由熱塑性樹(shù)脂制成的。實(shí)施例2一種在用于測(cè)定液體樣品中特定成分的干分析試劑盒的制備中將試劑層直接固定到襯底上的方法，包括如下步驟使試劑層(4)與基底(5)接觸并從外部施加超聲振動(dòng)和壓力以便產(chǎn)生摩擦熱，借此熔化與試劑層(4)接觸的基底(5)的表面和與基底(5)接觸的試劑層(4)的表面；施加壓力，使基底(5)的熔化表面和試劑層(4)的熔化表面成為一體；以及取消超聲振動(dòng)和壓力。
在這個(gè)實(shí)施例中，作為襯底板的基底(5)和試劑層(4)都是由熱塑性樹(shù)脂制成的。試劑層(4)有兩種形式；即用試劑浸透或包覆的多孔基質(zhì)，以及用試劑包覆的薄樹(shù)脂膜。在圖3中用參考標(biāo)號(hào)(6)指示出基底(5)和試劑層(4)合為一體的部分。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例應(yīng)用了扭超聲波。實(shí)施例3一種在用于測(cè)定液體樣品中特定成分的干分析試劑盒的制備中將包括用試劑包覆的非常薄的熱塑性樹(shù)脂膜的試劑層直接固定到襯底上的方法，包括如下步驟使試劑層與基底接觸并施加扭超聲波振動(dòng)和外部壓力，以便熔化與基底接觸的試劑層表面；施加壓力以便使試劑層的熔化表面粘著到基底表面上或使試劑層的熔化表面與基底表面合為一體；取消扭超聲波振動(dòng)和壓力。
此處所用的術(shù)語(yǔ)“扭超聲波”是指最主要地具有橫向振動(dòng)特性的概念。用此術(shù)語(yǔ)表示的概念與通常所用的意指垂直振動(dòng)的術(shù)語(yǔ)“超聲波”的概念形成對(duì)比。
通過(guò)目視將一個(gè)玻璃瓶(具有環(huán)形口)口朝下向平板擠壓同時(shí)使其在一個(gè)固定位置轉(zhuǎn)動(dòng)的情景就很容易理解“扭超聲波”這個(gè)詞的概念。玻璃瓶邊緣相當(dāng)于超聲波振蕩器的喇叭，而扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于橫向振動(dòng)。
普通的垂直超聲振動(dòng)不能熔化非常薄的熱塑性樹(shù)脂膜。另一方面，產(chǎn)生橫向振動(dòng)的扭超聲波由于其極好的能量效率可將振動(dòng)能量傳送到非常薄的膜的表面以便熔化此膜。由于橫向振動(dòng)還具有“摩擦運(yùn)動(dòng)”，因此它能將非常薄的膜完全熔融膠合到基底上以提供一個(gè)具有作為試劑層的薄膜的干分析試劑盒。通過(guò)“摩擦運(yùn)動(dòng)”，甚至在能量少、熱量低的條件下扭超聲波也能將非常薄的膜完全熔融膠合到基底上。實(shí)施例4一種制備用于測(cè)定液體樣品中特定成分的干分析的剝離型試件的方法，該試件包括一個(gè)襯底板，襯底板上具有一個(gè)由用試劑浸透的多孔基質(zhì)構(gòu)成的試劑層和具有濾出粒子功能的可脫落的膜層，施加樣品之后剝下這個(gè)可脫落的膜層以便觀察試劑層的顯色，此制備方法包括如下步驟在襯底板上依次疊置試劑層和膜層并使它們彼此接觸，然后從襯底板一側(cè)施加超聲振動(dòng)；施加壓力以便使熔化層的表面粘著到鄰近的未熔化層的表面上或者使熔化層的表面材料與鄰近層的表面合為一體；以及取消超聲振動(dòng)和壓力。


圖1是按照本發(fā)明的干分析試劑盒的透視圖，此圖對(duì)實(shí)施例1、2和3是共同的，此時(shí)完成了試劑層和襯底板的固定。
圖2是按照本發(fā)明的實(shí)施例1的干分析試劑盒的橫截面圖，示出了固定條件。
圖3是按照本發(fā)明的實(shí)施例2的干分析試劑盒的橫截面圖，示出了固定條件。
圖4是本發(fā)明的例1的干分析試劑盒的平面圖，此時(shí)完成了固定。
圖5是本發(fā)明的例1的干分析試劑盒的橫截面圖，此時(shí)完成了固定。
圖6是完成固定并切成條之后的本發(fā)明干分析試劑盒的平面圖。
圖7是一個(gè)干分析試劑盒的平面圖，在該試劑盒中在除中心部分之外的區(qū)域通過(guò)熔融固定試劑層。
在圖1至圖7中，(1)…實(shí)施例1的試劑層(用試劑包覆或浸透的多孔基質(zhì))或?qū)嵤├?的試劑層(用試劑包覆的非常薄的層)(2)…基底(熱塑性樹(shù)脂板或非熱塑性材料制成的多孔基質(zhì))(3)…基底的熔化部分(樹(shù)脂)(4)…實(shí)施例2的試劑層(用試劑包覆的熱塑性樹(shù)脂膜)(5)…基底(熱塑性樹(shù)脂板)(6)…(4)和(5)的熔化部分(7)…熔融膠合部分(劃線)(8)…熔融膠合部分(不包括試劑層中心部分的點(diǎn))圖8示出了按照本發(fā)明的實(shí)施例3的在切割之前狀態(tài)的干分析試劑盒的平面圖和側(cè)視圖。
圖9是按照本發(fā)明的實(shí)施例3的在切割之后狀態(tài)的干分析試劑盒的平面圖。
圖10是圖9所示的干分析試劑盒的頂端放大平面圖。
在圖8至圖10中，(9)…襯底板(基底)(10)…試劑層(非常薄的熱塑性樹(shù)脂膜)(11)…熔融膠合部分圖11示出了按照本發(fā)明的實(shí)施例4的在切割之前狀態(tài)的干分析試劑盒的平面圖和橫截面圖。
圖12是將圖11的干分析試劑盒切成7mm寬度(橫截面與圖11相同)之后的平面圖。
在圖11至圖12中，(12)…襯度板(基底)(13)…試劑層(多孔基質(zhì))(14)…膜層(15)…超聲熔融膠合部分(劃線)。
為了易于理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，在這些圖中適當(dāng)?shù)匦薷牧藢挾群秃穸鹊谋壤?br> 基底無(wú)論是用熱塑性樹(shù)脂還是用非熱塑性材料制成，都應(yīng)該具有這樣一個(gè)厚度以確保具有足夠的強(qiáng)度來(lái)支撐將要固定到其上的試劑層。與對(duì)于一般干分析試劑盒相同的方式來(lái)決定這個(gè)厚度?；缀穸韧ǔ?.1至0.4mm。
非熱塑性材料包括三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的材料例如紙(濾紙)、木材、無(wú)紡織物(諸如膜濾紙)、紡織物、針織物、玻璃(諸如玻璃纖維濾紙)、多孔狀淀土、陶瓷(諸如多孔狀陶瓷片)、金屬布及聚合物微粒。優(yōu)選的是這些物質(zhì)是多孔基質(zhì)。重要的是不應(yīng)加熱熔融材料。
用于襯底板或試劑層的熱塑性樹(shù)脂可從通常用于這種干分析試劑盒的那些材料中選擇。優(yōu)選的例子是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(有時(shí)縮寫(xiě)為PET)、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯和纖維素酸。這些物質(zhì)存在的形式有諸如單軸拉伸多孔膜、雙軸拉伸多孔膜以及輻射多孔膜。
可用傳統(tǒng)上采用的制備干分析試劑盒的方法來(lái)完成用試劑浸透或包覆多孔基使以及用試劑包覆熱塑性樹(shù)脂膜。即，將分析所需的給定量試劑溶解或分散到溶劑中，然后借助浸透裝置等將溶液或分散液滲入多孔基質(zhì)中，或者使試劑和溶劑及聚合物粘合劑捏合，最后借助包覆裝置將混合物施加到膜上并在干燥器中干燥。
使試劑層和襯底板疊合，并施加幾個(gè)10-1秒的超聲振動(dòng)和壓力。超聲振動(dòng)的頻率為20KHz而壓力為60-80kg/cm2較為可取。停止超聲振動(dòng)而壓力再持續(xù)另外幾個(gè)10-1秒，然后去掉壓力。這樣，試樣層和襯底板就固定到一起了。
在試劑層和襯底板之間的所有接觸區(qū)域都受到超聲熔融的情況下，熔融熱的一些影響雖然微弱但是還是作用到試劑上了。雖然這些影響非常微弱以至無(wú)需任何防范措施來(lái)避免，但是最好試劑層和基底不是在試劑層的整個(gè)表面而是在許多點(diǎn)上熔融膠合。這可通過(guò)例如只將超聲波以點(diǎn)或劃線形式施加到試劑層的外周部分而不是中心部分來(lái)避免。這種點(diǎn)熔融的例子如圖7所示。這種劃線熔融的例子如圖4和圖5所示。
例如可如下制備實(shí)施例1的干分析試劑盒用能夠通過(guò)與液體樣品中被分析物質(zhì)發(fā)生特異性反應(yīng)而形成顏色的試劑浸透濾紙，然后干燥被浸透的濾紙，以得到試劑層，將試劑層放到作為襯底板的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯上并加壓，同時(shí)施加超聲波，由此襯底板邊緣的熔化聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯通過(guò)我們稱(chēng)為制動(dòng)效應(yīng)的方式粘著到試劑層上，從而完成了全部固定。
在實(shí)施例1的另一種類(lèi)型的干分析試劑盒中，例子可如下制備試劑層用能夠在與液體樣品中所含的被分析物發(fā)生特異性反應(yīng)時(shí)形成顏色的試劑和聚合物粘合劑的捏合混合物包覆聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，其后進(jìn)行干燥來(lái)制成試劑層。然后將試劑層放在由非熱塑性多孔基質(zhì)(例如濾紙)制成的基底上并施加超聲波。是試劑層薄膜的表面與被超聲波熔化的基底接觸。熔化的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯通過(guò)所謂的制動(dòng)效應(yīng)粘著到襯底板上，從而完成了全部固定。
通常用于本領(lǐng)域的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜用于制備試劑層時(shí)，其厚度為50-150μm。
當(dāng)實(shí)施例1的后一種干分析試劑盒用于浸漬系統(tǒng)時(shí)還具有其它優(yōu)點(diǎn)。即，當(dāng)將干分析試劑盒浸到液體樣品中并取出時(shí)，過(guò)量的液體樣品被襯底板吸收，從而避免了遷移到試劑層中。
例如可如下制備實(shí)施例2的干分析試劑盒用能夠在與液體樣品中所含的被分析物發(fā)生特異性反應(yīng)時(shí)形成顏色的試劑和聚合物粘合劑的捏合混合物包覆聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜，其次通過(guò)干燥制成試劑層，然后將試劑層放在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯板上并加壓，同時(shí)施加超聲波。試劑層邊緣及基底邊緣的熔化聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯發(fā)生接觸并合為一體。在一個(gè)溫度點(diǎn)上，兩者完全固定到一起。
在實(shí)施例3中，當(dāng)使用由熱塑性樹(shù)脂制成的襯底板時(shí)，試劑層的熔化樹(shù)脂與相似地超聲波熔化的襯底板樹(shù)脂合為一體，并因此固定到一起。當(dāng)使用由非熱塑性材料多孔基質(zhì)制成的襯底板時(shí)，試劑層的熔化樹(shù)脂進(jìn)入襯底板的孔中，從而通過(guò)所謂的制動(dòng)效應(yīng)完成了固定。
使試劑薄層與襯底板疊合并施加幾個(gè)10-1秒的扭超聲振動(dòng)和壓力。扭超聲振動(dòng)的頻率為40KHz而壓力為60-80kg/cm2較為可取。其次停止超聲振動(dòng)而使壓力再持續(xù)幾個(gè)10-1秒，然后去掉壓力。這樣，試劑層和襯底板就能固定在一起。
另外，在實(shí)施例3中，熱塑性樹(shù)脂薄膜的厚度最好為10-50μm。
實(shí)施例4是一種制備剝離型試件的方法，該試件包括其上具有一個(gè)試劑層及一個(gè)具有樣品測(cè)定功能的可脫落膜層的襯底板。下面對(duì)每個(gè)層的材料進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
在實(shí)施例4中，當(dāng)熱塑性樹(shù)脂層與由非熱塑性材料制成的多孔基質(zhì)彼此相鄰時(shí)，基本條件是前一層表面部分上的熱塑性樹(shù)脂被超聲波熔化并且熔化的樹(shù)脂被迫粘合進(jìn)后一層的孔中，從而通過(guò)所謂的制動(dòng)效應(yīng)完成了固定。當(dāng)兩個(gè)相鄰層都是由熱塑性樹(shù)脂制成并且兩層的表面樹(shù)脂被熔化時(shí)，基本條件是兩層的表面樹(shù)脂合成一體，從而完成了固定。
因此，對(duì)于構(gòu)成利用多孔基質(zhì)作為試劑層的剝離型試件的三個(gè)基本層，重要的是(1)三層都是由熱塑性樹(shù)脂制成，(2)其中兩層是由熱塑性樹(shù)脂制成，其余一層是由非熱塑性材料制成的多孔基質(zhì)，或者(3)中間一層是由熱塑性樹(shù)脂制成，上、下層是由非熱塑性材料制成的多孔基質(zhì)。換句話說(shuō)，應(yīng)注意到由非熱塑性材料制成的多孔基質(zhì)不能與由非熱塑性材料制成的另一多孔基質(zhì)相鄰。
更詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明的利用多孔基質(zhì)作為試劑層的剝離型試件包括如下的層結(jié)構(gòu)。(1)所有的襯底板、試劑層和膜層都是由熱塑性樹(shù)脂制成。(2)襯底板和膜層由熱塑性樹(shù)脂制成，而試劑層是由非熱塑性材料制成的多孔基質(zhì)。(3)襯度板和膜層是由非熱塑性材料制成的多孔基質(zhì)，而試劑層是由熱塑性材料制成的多孔基質(zhì)。(4)襯底板和試劑層由熱塑性樹(shù)脂制成，而膜層是由非熱塑性材料制成的多孔基質(zhì)。
膜層是一個(gè)具有許多能夠過(guò)濾血液和保留液體的孔的基質(zhì)?？梢赃x擇地，膜層本身沒(méi)有孔而是配有一個(gè)具有測(cè)出樣品或保留樣品能力的部件。
下面將參考附圖對(duì)按照本發(fā)明制備具有固定試劑層的干分析試劑盒和剝離型試件的方法的例子進(jìn)行說(shuō)明。應(yīng)該理解不能認(rèn)為本發(fā)明因此又受到限制。
例1按照以下配方作為一個(gè)例子來(lái)制備用于檢測(cè)尿中隱血的干分析試劑盒。配方第一浸透溶液鄰苯二甲酸氫鉀 150ml(0.5M；pH5.3)乙醇 100ml十二烷基硫酸鈉 200mg乙二胺四乙酸二鈉鹽20mg氫過(guò)氧化枯烯 20ml第二浸透溶液乙醇 80ml二甲苯 120ml7-甲基喹啉 1ml3，3′，5，5′-四甲基聯(lián)苯胺1g多孔基質(zhì)由Whatman生產(chǎn)的2Chr濾紙基底0.3mm厚的PET膜將多孔基質(zhì)浸到按照上述配方制成的第一浸透溶液中并干燥，其次再浸到第二浸透溶液中并干燥，從而得到試劑層。將所得到的試劑層放到基底上并向其上施加頻率為20KHz的超聲振動(dòng)及70kg/cm2的壓力，持續(xù)0.2秒鐘。然后停止超聲波振動(dòng)并使壓力再持續(xù)另外0.2秒鐘，最后去掉壓力。
在此例中，以劃線形式施加超聲波振動(dòng)。熔融條件如圖4和圖5所示。具有試劑這樣固定在其中的多孔基質(zhì)被裁成5mm的預(yù)定寬度，從而得到如圖6所示的干分析試劑盒。
對(duì)照例1為了進(jìn)行比較，將按照與例1相同的配方制備的試劑層利用雙面粘合帶粘著到基底上并切成預(yù)定大小，從而得到干分析試劑盒。
將上述制備的每個(gè)干分析試劑盒放入玻璃瓶中并與干燥劑一起密封起來(lái)。在50℃將玻璃瓶保存一段預(yù)定的時(shí)間以便進(jìn)行加速試驗(yàn)。利用專(zhuān)用的反射光度計(jì)(由Nippon Denshoku Kogyo k.k生產(chǎn)的光譜分辨比色計(jì)SZ-∑80)對(duì)作為樣品的兩個(gè)以前制備的具有不同血紅蛋白水平(0mg/dl，指定為制劑1；以及0.2mg/dl，指定為制劑2)的對(duì)照尿制劑進(jìn)行分析。得到的結(jié)果如以下的表1所示。
表1反射度(R％)血紅蛋白水平(制劑1) (制劑2)0mg/dl 0.2mg/dl07 14 0 7 14保存天數(shù) (初始) (初始)超聲波熔融 97.4 96.094.5 19.020.822.2雙面粘合帶 97.8 89.281.8 18.835.748.2從表1中可看到在制劑1的分析中反射度隨時(shí)間減小。反射度的減小意味著試劑層的顏色變淺，從而表明試劑層的穩(wěn)定性差。正如觀察到的，制劑2的反射度的增加意味著試劑層的靈敏度減小，從而也表明試劑層的穩(wěn)定性差。表1中的結(jié)果證實(shí)按照本發(fā)明由超聲波熔融固定技術(shù)制備的干分析試劑盒在穩(wěn)定性方面具有顯著的進(jìn)步。
穩(wěn)定性減小是由雙面粘合帶中所含的諸如有機(jī)溶劑和增塑劑這些成分的影響引起的，它們能使分析組合物不穩(wěn)定。相反，由超聲波熔融固定的試劑層不會(huì)受到這些成分的影響也不受熔融加熱的影響。
對(duì)照例2為了檢查固定加熱的影響程度，利用與例1相同的方式制備試劑層并切成條但不固定到襯底板上制備成一個(gè)干分析試劑盒并將其與本發(fā)明的干分析試劑盒在試劑層和襯底板之間全部接觸的情況下進(jìn)行比較。借助專(zhuān)門(mén)的反射光度計(jì)對(duì)作為樣品的以前制備的具有0.2mg/dl血紅蛋白水平的對(duì)照尿制劑進(jìn)行分析。對(duì)于每個(gè)干分析試劑盒進(jìn)行5次測(cè)定，所得到的結(jié)果如以下的表2所示。
表2反射度(R％)血紅蛋白水平12 3 4 5平均值超聲波熔融的 19.5 20.2 18.5 17.3 19.5 19.0干分析試劑盒沒(méi)有襯底板的 18.3 16.8 19.2 18.9 19.3 18.5干分析試劑盒從表2中可看到由超聲波熔融制備的干分析試劑盒在試劑層和襯底板全部接觸的情況下得到的結(jié)果與沒(méi)有襯底板的干分析試劑盒的結(jié)果基本相同，從而證實(shí)按照本發(fā)明的超聲波熔融對(duì)試劑幾乎沒(méi)有熱的影響。
例2按照下述配方作為一個(gè)例子制備用于檢測(cè)尿中亞硝酸鹽的干分析試劑盒。配方d-萘胺 1.0g磺胺2.5g三氯醋酸3.0g聚乙烯丁基乙縮醛 20.0g甲醇 100ml熱塑性樹(shù)脂板(用作襯底板(9)…0.3mm厚的PET膜)熱塑性樹(shù)脂膜(用作試劑層(10)…1cm寬、20μm厚的PET膜帶)超聲波振蕩器…由Emerson Japan Ltd生產(chǎn)的900Series，Model 947M按照上述配方制備包覆組合物并用包覆機(jī)施加到膜上，厚度達(dá)400μm，然后在熱空氣中干燥，從而制備成試劑層(試劑層(10))。
將試劑層(10)放在基底(9)上并向其上施加頻率為40KHz的扭超聲振動(dòng)和70kg/cm2的壓力，持續(xù)0.2秒鐘。停止振動(dòng)，使壓力再持續(xù)另外0.2秒鐘，然后去掉壓力。
所用的超聲波發(fā)生器的喇叭是一個(gè)外徑為6mm、內(nèi)徑為4mm的圓柱形。正如圖8至圖10中參考標(biāo)號(hào)所指示的，試劑層在其外周部分的圓環(huán)中通過(guò)熔融來(lái)固定從而避免了在其中的部分進(jìn)行固定。圓環(huán)的外徑為6mm、內(nèi)徑為4mm。
將圖8所示的如此制備的干分析試劑盒切成1cm寬的條，從而得到圖9所示的干分析劑盒。
當(dāng)將干分析試劑盒浸到含有亞硝酸鹽的尿液中時(shí)，可令人滿意地得到與亞硝酸鹽含量相對(duì)應(yīng)的紅色。
在象上述例子那樣使用非常薄的膜作為試劑層的情況下，普通的超聲波不能產(chǎn)生熔融，而扭超聲波如上所述能夠產(chǎn)生熔融以制備干分析度劑盒并且活性沒(méi)有下降。
例3按照以下技術(shù)作為一個(gè)例子制備剝離型試件?；?襯底板)0.3mm厚的白色聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜，由Teijin Ltd.生產(chǎn)(如圖11中參考數(shù)字(12)所示)多孔基質(zhì)(試劑層)0.3mm厚的濾紙，由Whatman生產(chǎn)的3MMchr(如圖11中參考數(shù)字(13)所示膜層0.3mm厚的尼龍網(wǎng)，由Teijin Ltd.生產(chǎn)(如圖11中參考數(shù)字(14)所示)將7mm寬的試劑層帶和10mm寬的膜層帶按照如圖11所示描述的順序放在70mm×360mm的基底上。將頻率為20KHz的超聲振動(dòng)和70kg/cm2的壓力施加到基底的一側(cè)，持續(xù)0.2秒鐘，停止超聲波振動(dòng)之后，使壓力再持續(xù)另外0.2秒鐘，然后去掉壓力。以劃線形式施加超聲波和壓力。固定部分如圖11中的參考數(shù)字(15)所示。此后，將固定層切成7mm寬，從而得到圖12所示的剝離型試件。試驗(yàn)制備20個(gè)試件。用10μl藍(lán)墨水(用于鋼筆的含水墨水)點(diǎn)滴每個(gè)試件的膜層，點(diǎn)滴之后立刻擦試。60秒鐘之后，剝?nèi)悠窚y(cè)定層(膜層)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)20個(gè)試件的所有試劑層都顯藍(lán)色。當(dāng)去掉膜層時(shí)，沒(méi)有一個(gè)試件是在襯底板和試劑層之間的界面受到剝離，而都是在膜層和試劑層之間的界面受到剝離。
由于本發(fā)明的方法不使用粘合劑(雙面粘合帶、熱熔粘合劑等)，因此對(duì)試劑沒(méi)有化學(xué)影響，而且在性能上也有所改善。試劑也不會(huì)受到由于糊狀粘合劑等的粘合作用而造成的物理?yè)p壞。不使用粘合劑可使成本下降。從生產(chǎn)設(shè)備的角度看，因?yàn)榭梢允褂昧畠r(jià)的超聲波發(fā)生器，所以機(jī)器更簡(jiǎn)單和廉價(jià)，并且所涉及的步驟也簡(jiǎn)單化了，這樣可使生產(chǎn)成本降低。
另外，甚至當(dāng)將普通的超聲能量不能集中的如此薄的膜用作試劑層時(shí)，本發(fā)明的方法也能安全可靠地進(jìn)行超聲熔融。
而且，本發(fā)明正如所詳細(xì)描述的，可一次固定三層而無(wú)需借助粘合劑，同時(shí)可給出在兩兩界面之間在層間剝離強(qiáng)度上的差異以制備剝離型試件。即，本發(fā)明提供了一種相當(dāng)新的制備剝離型試件的方法，這種方法沒(méi)有與傳統(tǒng)技術(shù)有關(guān)的那些缺陷，而且有效地利用了超聲熔融的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。
在參考本發(fā)明的特定例子對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述的同時(shí)，在不脫離本發(fā)明的精髓和范圍內(nèi)所做的各種變化和變型對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)都是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種在用于測(cè)定液體樣品中特定成分的干分析試劑盒的制備中將試劑層直接固定到襯底板上的方法，其中試劑層和襯底板中的至少一層是熱塑性樹(shù)脂，所述方法包括如下步驟使試劑層與襯底板接觸并從外部向兩個(gè)層上施加超聲振動(dòng)和壓力以產(chǎn)生摩擦熱，借此熔化熱塑性樹(shù)脂的表面；施加壓力以使熱塑性樹(shù)脂的熔化表面粘著到非熱塑性材料上或使熱塑層表面與襯底板合為一體；以及取消超聲振動(dòng)和壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述襯底板是熱塑性樹(shù)脂，而所述試劑層是由非熱塑性材料制成的多孔基質(zhì)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述襯底板是由非熱塑性材料制成的多孔基質(zhì)，而所述試劑層是由熱塑性樹(shù)脂制成的膜。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述襯底板是熱塑性樹(shù)脂，而所述試劑層是由熱塑性樹(shù)脂制成的多孔基質(zhì)或膜。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述熱塑性樹(shù)脂是從聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯或纖維素酯中選擇的。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于由非熱塑性材料制成的所述多孔基質(zhì)是從紙(濾紙)、木材、非織物例如膜濾紙、紡織品、針織物、玻璃例如玻璃纖維濾紙、多孔狀淀土、陶瓷例如多孔狀陶瓷片、金屬布及聚合物微粒中選擇的。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述試劑層和所述襯底板不是熔融膠合在試劑層的整個(gè)表面上而是在許多點(diǎn)上。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述試劑層是非常薄的熱塑性樹(shù)脂膜并且所述超聲振動(dòng)是扭超聲振動(dòng)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于作為試劑層的所述薄熱塑性樹(shù)脂膜具有10-50μm的厚度。
10.一種制備用于測(cè)定液體樣品中特定成分的干分析的剝離型試件的方法，該試件包括一個(gè)其上具有一個(gè)試劑層和一個(gè)可脫落膜層的襯底板，所述試劑層是用試劑浸透的多孔基質(zhì)，而所述可脫落膜層具有濾出粒子的作用，在施加樣品之后剝下所述可脫落膜層以觀察試劑層的顯色，所述制備方法包括如下步驟使試劑層和膜層彼此接觸按該次序疊置在襯底板上并從襯底板一側(cè)施加超聲振動(dòng)；施加壓力以使熔化層的表面粘著到相鄰非熔化層的表面上或使熔化層的表面材料與相鄰層的表面合為一體；以及取消超聲振動(dòng)和壓力。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述底板、所述試劑層以及所述膜層可以由熱塑性樹(shù)脂制成也可以是由非熱塑性材料制成的多孔基質(zhì)，即以這樣一種方式安排由非熱塑性材料制成的多孔基質(zhì)層可能不與由非熱塑性材料制成的另一多孔基質(zhì)層相鄰。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述膜層具有多個(gè)孔并且本身具有測(cè)定功能或配有樣品測(cè)定部件。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述熱塑性樹(shù)脂是從聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯或纖維素酯中選擇的。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于由非熱塑性材料制成的所述多孔基質(zhì)是從紙(濾紙)、木材、非織物例如膜濾紙、紡織品、針織物、玻璃例如玻璃纖維濾紙、多孔狀淀土、陶瓷例如多孔狀陶瓷片、金屬布及聚合物微粒中選擇的。
全文摘要
在用于測(cè)定液體樣品中特定成分的干分析試劑盒的制備中將試劑層直接固定到襯底板上的方法，其中試劑層和襯底板中的至少一層是熱塑性樹(shù)脂，該方法包括步驟使試劑層與底板接觸并從外部向兩個(gè)層上施加超聲振動(dòng)和壓力以產(chǎn)生摩擦熱，借此熔化熱塑性樹(shù)脂的表面；施加壓力以使熱塑性樹(shù)脂的熔化表面粘著到非熱塑性材料上或使熱塑層的表面與底板合為一體；以及取消超聲振動(dòng)和壓力。
文檔編號(hào)G01N33/52GK1158423SQ9610607
公開(kāi)日1997年9月3日 申請(qǐng)日期1996年2月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月29日
發(fā)明者太田實(shí), 高橋好范, 樋口善彥, 辻井尚 申請(qǐng)人:株式會(huì)社京都第一科學(xué)