專利名稱：血糖試紙導(dǎo)電層的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于一種血糖試紙導(dǎo)電層制造方法，尤指一種采用微液滴噴墨技術(shù)的血糖試紙導(dǎo)電層制造方法。
背景技術(shù)：
由于潛力巨大的全球糖尿病測試消耗品市場的增長，糖尿病人每天測試血糖的實際需要，實施商品化血糖試紙的開發(fā)設(shè)計和生產(chǎn)有著極大的商業(yè)價值。目前血糖儀的測糖技術(shù)可以分為電化學(xué)法測試和光反射技術(shù)測試兩大類，其中電化學(xué)法測試的優(yōu)點在于價格比較便宜，且電化學(xué)法血糖檢測系統(tǒng)已經(jīng)成功開發(fā)了三十余年，其可供糖尿病人實施血糖自我檢測、有效控制病情的重要手段。一般傳統(tǒng)使用的電化學(xué)法測試主要是將酶與葡萄糖反應(yīng)產(chǎn)生的電子再運用電流記數(shù)設(shè)施，讀取電子的數(shù)量，再轉(zhuǎn)化成葡萄糖濃度讀數(shù)。任何生產(chǎn)廠家或者技術(shù)開發(fā)商為了提高血糖檢測相關(guān)產(chǎn)品品質(zhì)，降低生產(chǎn)成本， 通常會對每一款待開發(fā)的測試系統(tǒng)進行全面綜合考慮和評估，其主要的評估項目包括系統(tǒng)的準確度和精密度要求、血糖測定的速度、所使用氧化還原酶的種類和穩(wěn)定化方式、采樣量、進樣方式、試紙的外觀尺寸，原材料的選擇包括導(dǎo)電介質(zhì)、試紙基片材料和導(dǎo)電油墨，在儀器的外觀考慮用戶有好介面的設(shè)計、使用方便性、元件器件的價格成本、芯片的綜合性能因數(shù)等。世界上第一個可攜式家用電化學(xué)血糖測試系統(tǒng)是1987年由美國Medisense公司推出的ExacTech，該系統(tǒng)采用二茂鐵及其衍生物作為氧化還原導(dǎo)電介質(zhì)，通過網(wǎng)版印刷導(dǎo)電碳墨在聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride, PVC)塑膠基片上,制成外觀尺寸如同pH試紙大小的血糖試紙，可以大規(guī)模制作生產(chǎn)。目前市面上通用的血糖試紙實質(zhì)是在一些塑膠基片上印刷了導(dǎo)電碳墨后再復(fù)合印刷含酶涂層的生物電化學(xué)酶傳感器，用以使酶與葡萄糖反應(yīng)產(chǎn)生的電子再運用電流記數(shù)設(shè)施，讀取電子的數(shù)量，再轉(zhuǎn)化成葡萄糖濃度讀數(shù)。舉例來說，一般的電化學(xué)感測血糖試紙I系如圖I所示，主要由基板10、導(dǎo)電層11、參數(shù)辨識元件12、上隔板13及反應(yīng)區(qū)14所組成，其中導(dǎo)電層11設(shè)置于上隔板13及基板10之間，并包括導(dǎo)電膠層111及導(dǎo)電碳層112，導(dǎo)電碳層112覆蓋于導(dǎo)電膠層111上，且其系共同設(shè)置于基板10的第一表面101上。在上隔板13及導(dǎo)電層11更具有反應(yīng)區(qū)14，其系用以與導(dǎo)電層11接觸，并可與的產(chǎn)生反應(yīng)。以及，在基板10的第二表面102的一端則設(shè)置參數(shù)辨識元件12，用以對應(yīng)一組特定的校正參數(shù)值。其中基板10的材質(zhì)一般趨向于使用聚乙烯對苯二甲酸酯(PolyethyleneTerephthalate, PET),這種材料本身具有一定的折彎機械強度,容易實施機械切割,有利于規(guī)模化生產(chǎn)。此材料的耐熱溫度達到120°C，比較適合導(dǎo)電碳墨印刷完之后的高溫固化。因此，一般血糖試紙的工作電極多采取碳墨材料。且為了便于用戶使用和操作，基板10的厚度可控制在O. 34 O. 4mm，而整體電化學(xué)感測血糖試紙I的實際長寬尺寸一般控制在6mm X 30mm 左右。
此外，近年來在血糖試紙的制作中，亦開始采用金、鈀、鉬金等金屬材料，其主要是以電化學(xué)真空濺射的方法將前述等金屬材料均勻涂布在試紙基板表面，然而，由于這些貴金屬材料的成本較為高昂，且此電化學(xué)真空濺射方法的制程設(shè)備亦較為昂貴，更需相當?shù)募夹g(shù)門檻，因而以此制程較不合乎大規(guī)模生產(chǎn)效益。為了克服上述技術(shù)瓶頸，一般都對導(dǎo)電碳墨采以網(wǎng)版印刷技術(shù)，以此制程來降低制造成本。采用此網(wǎng)版印刷技術(shù)所制成的血糖試紙I系如圖2所示，其中，電化學(xué)感測血糖試紙I的基板10上布設(shè)有導(dǎo)電層11，該導(dǎo)電膠層111系以虛線表示，而該導(dǎo)電碳層112系以實線表示。導(dǎo)電碳層112采網(wǎng)版印刷技術(shù)涂布于導(dǎo)電膠層111上，而且導(dǎo)電膠層112相較于導(dǎo)電碳層111具有較低的電阻值，故導(dǎo)電膠層112可變長度區(qū)112a的長度與該電極的電阻值呈反比關(guān)系，亦即導(dǎo)電膠層可變長度區(qū)112a愈長，該電極的電阻值便愈低。當此電化學(xué)感測血糖試紙I與一傳感器裝置相連接時，由于該裝置能夠辨識因?qū)щ娔z層112的可變長度區(qū)112a長度差異所造成的電阻值差異，進而確認電化學(xué)感測血糖試紙I是否為與傳感器裝置相配合的試紙。 然而，已知采以網(wǎng)版印刷制程技術(shù)所制成的電化學(xué)感測血糖試紙1，雖能降低生產(chǎn)成本，但卻具有制造良率的問題以及血糖試紙總的變異系數(shù)CV難以控制于4%以內(nèi)的困難。舉例來說，由于電化學(xué)感測血糖試紙的尺寸微小化，使得其相鄰電極的導(dǎo)線寬度亦隨的減小，然而，網(wǎng)版印刷技術(shù)于印刷時需受限于其絲線的粗細及網(wǎng)孔大小，若網(wǎng)目太細則可能會使油墨塞住過于細小的網(wǎng)目，一般來說，為了使油墨可透過不銹鋼絲所制成的網(wǎng)布，網(wǎng)布上的網(wǎng)孔必須經(jīng)過精密的計算，一方面要盡可能的密集，一方面又要維持一定的線寬，通常會在每平方英時的網(wǎng)布上設(shè)有400X400個網(wǎng)孔。以目前較常使用的網(wǎng)印技術(shù)來看，其解析度大約可以達到40微米，但此印刷技術(shù)很容易造成兩相鄰線路產(chǎn)生相互短路的現(xiàn)象，進而影響到制造良率。此外，血糖試紙一般系為一種“干試劑”試紙，故對試紙上的試劑配合有嚴格要求，諸如此類含生物酶的試劑必須混合在工作電極的碳墨中，但以目前網(wǎng)板技術(shù)是無法達到的。由此可見，傳統(tǒng)網(wǎng)版印刷技術(shù)所制成的電化學(xué)感測血糖試紙實具有無法提升良率的問題及受到線寬技術(shù)限制的瓶頸。有鑒于此，本發(fā)明乃為解決此技術(shù)瓶頸問題，乃提供一種血糖試紙導(dǎo)電層制法，并以微液滴噴墨技術(shù)制程來制造血糖試紙的所有導(dǎo)電層，供以此產(chǎn)業(yè)上利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用微液滴噴墨技術(shù)的血糖試紙導(dǎo)電層制造方法，借由第一微液滴裝置及第二微液滴裝置以微液滴單點噴印或是多噴印點的方式，依序?qū)?dǎo)電膠微液滴及導(dǎo)電介質(zhì)微液滴噴涂于試紙媒介物的導(dǎo)電層涂布區(qū)域內(nèi)，以達到使血糖試紙導(dǎo)電層的生產(chǎn)、制造過程更為簡便，并具有成本低及易于大量生產(chǎn)的目的。為達上述目的，本發(fā)明的一較廣義實施態(tài)樣為提供一種血糖試紙導(dǎo)電層的制造方法，包含下列步驟(a)提供試紙媒介物，試紙媒介物具有導(dǎo)電層涂布區(qū)域；(b)提供第一微液滴裝置，第一微液滴裝置于導(dǎo)電層涂布區(qū)域內(nèi)以單點噴印的方式噴涂導(dǎo)電膠微液滴，以形成導(dǎo)電膠層；以及(C)提供第二微液滴裝置，第二微液滴裝置于導(dǎo)電膠層上以單點噴印的方式噴涂導(dǎo)電介質(zhì)微液滴，以形成導(dǎo)電碳層。為達上述目的，本發(fā)明的又一較廣義實施態(tài)樣為提供一種血糖試紙導(dǎo)電層的制造方法，包含下列步驟(a)提供試紙媒介物，試紙媒介物具有導(dǎo)電層涂布區(qū)域；(b)提供第一微液滴裝置，第一微液滴裝置于導(dǎo)電層涂布區(qū)域內(nèi)以多噴印點的方式噴涂導(dǎo)電膠微液滴，以形成導(dǎo)電膠層；以及(C)提供第二微液滴裝置，第二微液滴裝置于導(dǎo)電膠層上以多噴印點的方式噴涂導(dǎo)電介質(zhì)微液滴，以形成導(dǎo)電碳層。


圖I :其系為已知電化學(xué)感測血糖試紙的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 :其系為已知采用網(wǎng)版印刷技術(shù)的電化學(xué)感測血糖試紙的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3 :其系為本發(fā)明第一較佳實施例的血糖試紙導(dǎo)電層的制造流程圖。圖4:其系為本發(fā)明第一較佳實施例的試紙媒介物的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5:其系為本發(fā)明第一較佳實施例的第一微液滴裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6 :其系為本發(fā)明第一較佳實施例的第一微液滴裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖7 :其系為本發(fā)明第二較佳實施例的血糖試紙導(dǎo)電層的制造流程圖。電化學(xué)感測血糖試紙I基板10、30第一表面101第二表面102導(dǎo)電層11、31導(dǎo)電膠層111、312導(dǎo)電碳層112、313可變長度區(qū)112a參數(shù)辨識元件12上隔板13反應(yīng)區(qū)14試紙媒介物3導(dǎo)電層涂布區(qū)域311第一微液滴裝置4第一腔體40第一流道401容置部402凹陷部403第二腔體441本體411第二流道411a流道出口411b噴孔元件412噴嘴孔412a致動元件413軟性電路板43
第一電極431第二電極432端部431a、431b、432a、432b以微液滴噴墨技術(shù)制造血糖試紙導(dǎo)電層的步驟S20 S22、S50 S5具體實施例方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的態(tài)樣上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖式在本質(zhì)上系當作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。請參閱圖3，其系為本發(fā)明第一較佳實施例的血糖試紙導(dǎo)電層的制造流程圖，如圖所示，首先，系如步驟S20所示，提供一試紙媒介物3 (如圖4所示)，且該試紙媒介物3系具有一導(dǎo)電層涂布區(qū)域311 ;接著，再如步驟S21所示，提供一第一微液滴裝置4 (如圖5所 示)，該第一微液滴裝置4于對應(yīng)的該試紙媒介物3的導(dǎo)電層涂布區(qū)域311內(nèi)以單點噴印的方式，噴涂一導(dǎo)電膠微液滴(未圖式)，以形成一導(dǎo)電膠層312 ;最后，再如步驟S22所示，提供一第二微液滴裝置(未圖式)，該第二微液滴裝置亦于對應(yīng)的該試紙媒介物3的導(dǎo)電膠層312上以單點噴印的方式，噴涂一導(dǎo)電介質(zhì)微液滴(未圖式)，借此以于導(dǎo)電膠層312上形成一導(dǎo)電碳層313,如此一來,貝U完成本發(fā)明以微液滴噴墨技術(shù)制成的血糖試紙導(dǎo)電層31。請參閱圖4，其系為本發(fā)明第一較佳實施例的試紙媒介物的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本發(fā)明的試紙媒介物3，例如可為一電化學(xué)感測血糖試紙，但不以此為限。該試紙媒介物3系由一基板30及其上所布設(shè)的導(dǎo)電層31所共同形成，其中，該基板30的材質(zhì)系可為聚乙烯對苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate, PET)、聚丙烯(Polypropylene, PP)、聚碳酸脂(Polycarbonate, PC)、聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride, PVC)等材質(zhì),但不以此為限。且因前述等材質(zhì)具有一定的折彎機械強度，容易實施機械切割，因而有利于規(guī)?；a(chǎn)，且此等材料的耐熱溫度達到120°C，更適合導(dǎo)電油墨噴印完后的高溫固化。導(dǎo)電層31系由導(dǎo)電膠層312及導(dǎo)電碳層313共同組成，其制程方式系如前述，主要透過第一微液滴裝置4及第二微液滴裝置(結(jié)構(gòu)與第一微液滴裝置相同，故省略圖式)以微液滴噴墨技術(shù)而依序制成。于一些實施例中，形成導(dǎo)電膠層312的導(dǎo)電膠微液滴系可為一銀膠，但不以此為限。于另一些實施例中，形成導(dǎo)電碳層313的導(dǎo)電介質(zhì)微液滴則可由苯醌、鐵氰化鉀、二茂鐵、金屬導(dǎo)電化合物所組成的任一者，且不以此為限。請參閱圖5，其系為本發(fā)明第一較佳實施例的第一微液滴裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該第一微液滴裝置4主要由第一腔體40及第二腔體41所組成，其中第一腔體40具有第一流道401、容置部402及凹陷部403，第一流道401系貫穿第一腔體40設(shè)置，容置部402設(shè)置于鄰近第一流道401，用以容置一驅(qū)動電路板42，至于凹陷部403則設(shè)置于第一腔體40底部，用以供第二腔體41與第一腔體40連接設(shè)置。第二腔體41具有本體411、噴孔元件412及致動元件413，其中本體411具有第二流道411a，第二流道411a系貫穿本體411設(shè)置，且與第一腔體40的第一流道401相連通，而噴孔元件412直接設(shè)置于本體411上并具有噴嘴孔412a，且噴嘴孔412a對應(yīng)于第二流道411a的流道出口 411b (如圖6所示)設(shè)置，至于致動元件413則可為一壓電元件，但不以此為限，其設(shè)置于噴孔元件412上并環(huán)繞于噴嘴孔412a周圍。
請參閱圖6，其系為本發(fā)明第一較佳實施例的第一微液滴裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。于本實施例中，第一微液滴裝置4更可設(shè)置一軟性電路板43于致動元件413上。如圖6所示，軟性電路板43系部分覆蓋于致動元件413的下表面上，且具有第一電極431及第二電極432，其中，軟性電路板43可利用貼附、粘著或焊接等方式設(shè)置于致動元件413上，但不以此為限。第一電極431及第二電極432系為一平面電極且分別具有二端部431a、431b及432a、432b，其中第一電極431及第二電極432的一端部431a及432a分別與噴孔元件412及致動元件413連接，至于第一電極431及第二電極432的另一相對端部431b及432b則與驅(qū)動電路板42連接。于另一些實施例中，第一微液滴裝置4亦于第一腔體40的第一流道401的末端內(nèi)側(cè)壁(未圖式)及第二腔體41的第二流道411a的外側(cè)壁(未圖式)分別對應(yīng)設(shè)置一公螺紋及一母螺紋，使第一腔體40及第二腔體41可以透過該相互對應(yīng)的公/母螺紋，而以轉(zhuǎn)動的方式直接鎖固連接，借此以達到讓使用者可易于更換第二腔體41的目的。
至于第二微液滴裝置，由于其結(jié)構(gòu)系與第一微液滴裝置4相同，其差異僅在于其中輸送噴灑的微液滴材質(zhì)不同，故于此不再贅述。另當?shù)谝晃⒁旱窝b置4及第二微液滴裝置作動時，主要系以21 37kHz及40 47kHz工作操作頻率，順利噴出直徑大小為140 24μ m范圍噴印點，同時再搭配XYZ精密移動平臺(未圖式)，以控制第一微液滴裝置4及第二微液滴裝置所噴出的導(dǎo)電膠微液滴及導(dǎo)電介質(zhì)微液滴于試紙媒介物3的導(dǎo)電層涂布區(qū)域311內(nèi)。請參閱圖7，其系為本發(fā)明第二較佳實施例的血糖試紙導(dǎo)電層的制造流程圖，如圖所示，首先，系如步驟S50所示，提供一試紙媒介物3 (如圖4所示)，且該試紙媒介物3系具有一導(dǎo)電層涂布區(qū)域311 ;接著，再如步驟S51所示，提供一第一微液滴裝置4 (如圖5所示)，該第一微液滴裝置5于對應(yīng)的該試紙媒介物3的導(dǎo)電層涂布區(qū)域311內(nèi)以多噴印點的方式，噴涂一導(dǎo)電膠微液滴(未圖式)，以形成一導(dǎo)電膠層312 ;最后，再如步驟S52所示，提供一第二微液滴裝置(未圖式)，該第二微液滴裝置亦于對應(yīng)的該試紙媒介物3的導(dǎo)電膠層312上以多噴印點的方式，噴涂一導(dǎo)電介質(zhì)微液滴(未圖式)，借此以于導(dǎo)電膠層312上形成一導(dǎo)電碳層313,如此一來,貝U完成本發(fā)明以微液滴噴墨技術(shù)制成的血糖試紙導(dǎo)電層31。綜上所述，本發(fā)明的血糖試紙導(dǎo)電層的制造方法主要借由兩相同的第一微液滴裝置及第二微液滴裝置依序于試紙媒介物上以單點噴印或是多噴印點的方式，依序?qū)?dǎo)電膠微液滴及導(dǎo)電介質(zhì)微液滴噴涂于導(dǎo)電層涂布區(qū)域內(nèi)，借由此導(dǎo)電層涂布方式以突破過往網(wǎng)版印刷制造導(dǎo)電層而導(dǎo)致產(chǎn)品良率低及線寬技術(shù)受限等缺失，進而使血糖試紙導(dǎo)電層的生產(chǎn)、制造過程更為簡便，且具有成本低及易于大量生產(chǎn)的優(yōu)點。本發(fā)明得由熟習(xí)此技術(shù)的人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利范圍所欲保護者。
權(quán)利要求
1.一種血糖試紙導(dǎo)電層的制造方法，包含下列步驟 (a)提供一試紙媒介物，該試紙媒介物具有一導(dǎo)電層涂布區(qū)域； (b)提供一第一微液滴裝置，該第一微液滴裝置于該導(dǎo)電層涂布區(qū)域內(nèi)以單點噴印的方式噴涂一導(dǎo)電膠微液滴，以形成一導(dǎo)電膠層；以及 (C)提供一第二微液滴裝置，該第二微液滴裝置于該導(dǎo)電膠層上以單點噴印的方式噴涂一導(dǎo)電介質(zhì)微液滴，以形成一導(dǎo)電碳層。
2.如權(quán)利要求I所述的血糖試紙導(dǎo)電層的制造方法，其特征在于該第一微液滴裝置與該第二微液滴裝置噴涂該導(dǎo)電膠微液滴及該導(dǎo)電介質(zhì)微液滴的頻率系為21 37kHz及40 47kHz ο
3.如權(quán)利要求I所述的血糖試紙導(dǎo)電層的制造方法，其特征在于該電膠微液滴及該導(dǎo)電介質(zhì)微液滴的直徑實質(zhì)上介于140 24 μ m。
4.如權(quán)利要求I所述的血糖試紙導(dǎo)電層的制造方法，其特征在于該導(dǎo)電膠微液滴系為一銀膠。
5.如權(quán)利要求I所述的血糖試紙導(dǎo)電層的制造方法，其特征在于該導(dǎo)電介質(zhì)微液滴系為由苯醌、鐵氰化鉀、二茂鐵、金屬導(dǎo)電化合物所組成的任一者。
6.一種血糖試紙導(dǎo)電層的制造方法，包含下列步驟 (a)提供一試紙媒介物，該試紙媒介物具有一導(dǎo)電層涂布區(qū)域； (b)提供一第一微液滴裝置，該第一微液滴裝置于該導(dǎo)電層涂布區(qū)域內(nèi)以多噴印點的方式噴涂一導(dǎo)電膠微液滴，以形成一導(dǎo)電膠層；以及 (C)提供一第二微液滴裝置，該第二微液滴裝置于該導(dǎo)電膠層上以多噴印點的方式噴涂一導(dǎo)電介質(zhì)微液滴，以形成一導(dǎo)電碳層。
7.如權(quán)利要求6所述的血糖試紙導(dǎo)電層的制造方法，其特征在于該第一微液滴裝置與該第二微液滴裝置噴涂該導(dǎo)電膠微液滴及該導(dǎo)電介質(zhì)微液滴的頻率系為21 37kHz及40 47kHz ο
8.如權(quán)利要求6所述的血糖試紙導(dǎo)電層的制造方法，其特征在于該電膠微液滴及該導(dǎo)電介質(zhì)微液滴的直徑實質(zhì)上介于140 24 μ m。
9.如權(quán)利要求6所述的血糖試紙導(dǎo)電層的制造方法，其特征在于該導(dǎo)電膠微液滴系為一銀膠。
10.如權(quán)利要求6所述的血糖試紙導(dǎo)電層的制造方法，其特征在于該導(dǎo)電介質(zhì)微液滴系為由苯醌、鐵氰化鉀、二茂鐵、金屬導(dǎo)電化合物所組成的任一者。
全文摘要
本發(fā)明提供一種血糖試紙導(dǎo)電層的制造方法，包含下列步驟(a)提供試紙媒介物，試紙媒介物具有導(dǎo)電層涂布區(qū)域；(b)提供第一微液滴裝置，第一微液滴裝置于導(dǎo)電層涂布區(qū)域內(nèi)以單點噴印的方式噴涂導(dǎo)電膠微液滴，以形成導(dǎo)電膠層；以及(c)提供第二微液滴裝置，第二微液滴裝置于導(dǎo)電膠層上以單點噴印的方式噴涂導(dǎo)電介質(zhì)微液滴，以形成導(dǎo)電碳層。
文檔編號G01N27/26GK102866183SQ20111019935
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者薛達偉, 張英倫, 奚國元, 韓永隆, 黃啟峰 申請人:研能科技股份有限公司