专利名称：溶液干燥系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及干燥以溶液形式沉淀在基片上的化学成分的方法。本发明特别适用于干燥溶液以制成试剂测试条而用于分析物确定化验，尤其是用于电化学方式测定血液分析物。
发明
背景技术：
分析物检测化验在包括临床实验室试验，家用试验等各方面实现了应用，其中该试验的结果在对多种病症的诊断及处置中起到不可或缺的作用。最一般的分析包括有葡萄糖，乙醇，甲醛，L-谷氨酸，甘油，半乳糖，糖化蛋白(glycatedprotein)，肌氨酸酐，酮，维生素C酸，乳酸，亮氨酸，羟基丁二酸，丙酮酸，尿酸及类固醇等。分析检测常与诸如，泪液，唾液，全血或血液制品的生物流体相关。随着分析检测越来越多的应用，适用于临床与家庭的各种分析检测的方案和装置都已得到发展。许多的检测方案规定了采用试剂测试条来检测分析样品。
由于对试剂测试条的需求增长，采用更为有效和灵活的制造方法的需求也就随之增长。另外，有关结合进测试条试剂材料的处理已经作出了小的改进。
在试剂测试条的生产中，一般是将一种生物试剂的涂层、它通常包括低粘度的水溶液形式的热不稳定性或是对湿度敏感(干燥之后获得储存稳定性)的生物成分组成，涂敷到用以作成一个或多个条带的一个基片之上。许多被设计来干燥这种生物试剂的现有系统是采用高速气流冲击技术以干燥施用到基片上的水溶形式的涂层。虽然一定程度上这是有效的，但也随着这些现行采用技术带来了不少缺点，这典型的是由于在干燥过程的一段时间内可能需要施以的低温加热以及高的气流冲击率所造成的。
因此，在用于干燥业已施用在基片上的、具有低粘度和低表面张力的液体试剂成分的现有技术改进开发方面是可大有作为的。本发明通过提供对干燥施用到基片上液体涂层或组合物的一种改进了的方法，满足了这种需要。具体而言，本发明避免了一般由高速气流冲击干燥所带来的诸如低效，干燥慢，及因气流造成的溶液扰动等问题。本发明的各个特点提供了提高的制造效率，进而降低了制造成本和/或改进了测试条质量。本领域内普通技术人员还可以明了本发明中的其他潜在的诸多优点。
发明概述本发明包括了溶液干燥用的装置和方法，该溶液一般是具有粘度小于100厘泊(cP)，尤其是约为1.5cP的施用于一种材料或基片表面的溶液，特别是在生产试剂测验条中使用的溶液。使用这种体系制成的终产品也构成了发明的一部分。一般而言，该产品会是被作成完成的试剂测试条的形式。另外，至少包括其上带有干燥的化学溶液的基片材料的这些测试条前体可被认为是本发明的产品。
本发明采用辐射能干燥涂敷在一个基片上的溶液。提供一个不会扰乱的气流以增加干燥的速度。带有按本发明的、其上干燥有化学涂层的基片可被用作各种类型的测试条。按本发明的方法加工的基片最好是包括有一种金属表面。这样的一个涂层会极大地增加对能量应用的能力。一个金属的、或涂覆了金属的基片还能很容易地被包括在电化学类型的测试条之中。
下列各图概略地示出本发明的各部分。希望能以这些图表示出本发明的各多变化。
图1为按本发明系统的一幅前视的总体图。
图2为用涂覆器部分以溶液涂覆被涂材料的一幅顶视图。其中，该溶液用本发明的一个红外线干燥器部分干燥。
图3A和3B分别为用于该红外线干燥器部分的加热板的仰视和侧视图。
图4为在该红外线加热器部分的加热板部分组合的仰视图。
图5为从后侧显示合拢(close-up)的红外线加热器部分的一幅图。
图6示出了处在生产中间阶段的本发明系统的产品。
图7为按本发明制作的试测试条的分解立体图。
发明详述现在以比以上概述更为详细的方式描述该干燥系统及其使用方法，接以复述可被用该系统和方法制成的试剂条前体，以及由所述测试条前体生产出的测试条和在分析物检测应用中使用这些测试条的方法。
然而，于细说本发明之先需予说明，不言而喻，本发明并不局限于具体举例，它当然是可以作变化的。在不背离本发明的宗旨和范围对所述的本发明是可作出各种变化和以等同物替换的。另外，为实现本发明的目的，在其宗旨和范围内、为适应实际的情况，对材料，物质成分，加工，加工步骤可作诸多的修改。所有这些修改意欲包括在此所作的权利要求书的范围之内。还有，在此提及的数值范围，应理解为该范围和任何其他提到的上下限间的每一个中间值、任何在所述范围内的被指出的值或中间值是被包含在本发明内的。从属于在指明的范围内的特别排除的端值，可独立被包括于较小范围内的这些较小范围的上下限也被包括在本发明内。当指明的范围包括有一个或两个端值时，那些排除了被包括进来的两个或任何一个端值的范围也被包括在本发明内。另外，希望任何在此所描述的本发明各种可选择特征可被展示，并被单独地、或是以在此所述的任何一个或多个特征相结合的方式受到保护。
除非另有限定，在此所用的所有技术科技词汇应与本发明所属技术领域内普通技术人员所作通常的理解相同。虽然在此描述的那些方法和材料的类似者或等同物也可被用在按本发明的实践或试验之中，但现在描述的是优选的方法和材料。在此提及的所有现存主题(例如，出版物，专利，专利应用和硬件设备)由于提及而全文并入本申请。所提供的引用项目仅只是早于本发明申请的申请日之前的它们所作的公开。并不得解释为认可因先有发明的这种材料的占先所致本发明的不予授权。
请注意在此所用的，及用在附属权利要求书中的，举例形式的“一个”，“和”，“所述”和“该”，包括有复数意义除非行文中另有明确的指示。相反，希望该权利要求书如此撰写以排除任何可选择的因素。这种陈述意欲使用诸如“唯一的”，“仅有的”以及在与权利要求的要素描述有关、或通过使用一个“否定”限定相类似的排它性词汇而起到建立起一个占先的基础的作用。
现返回至图1，本发明的元件显示在制造系统2之中。所示系统是由HiranoTecseed有限公司(日本、奈良)所生产的TM-MC3系统，它适合用于本发明。它最好包括有，如在现系统发明人同日申请的、题为“试剂条带系统”的美国专利申请中涂覆部分4的那种溶液涂层零件(feature)。
图2示出涂覆系统零件的一幅俯视图，该涂覆系统最好是与该辐射能干燥系统或干燥部件(section)6连接。图2中，基片或薄片材料8被涂覆，用一个或多个泵14将溶液10供给模子12使沉积成条状或带状。用背辊16将薄片在其沿粗箭头方向前进通过模子时，使其定位。
如图1所示，用供给卷筒18以薄片(web)方式提供基片8，其上涂有一种试剂涂层并且在通过各导辊及干燥部件6后，基片在一个收集卷筒20上被积聚。也可以内嵌(in-line)方式在干燥区6提供一个或多个辅助干燥部件22。这些可包括例如在干燥区6、或采用气流冲击干燥技术相类似的那些零件(feature)。
各干燥部件最好置于如图所示的罩的后部，或壳体之内。出入口处可设有门。当这些结构被采用于辐射干燥器时，要设置栅隔(shield)以防辐射能的不必要的暴露，起到类似炉壁的作用、再辐射吸收的能量并于其内加速干燥。当这些结构被采用于利用压缩空气(特别是经加热后的压缩空气)来进行干燥的辅助干燥部件时，该结构遂提供了一个封闭环境。
基片或薄片8最好是由可为一个测试条(该基片或薄片与之结合)提供支持的一种半刚性材料组成。这种基片可包括，类似塑料(如，PET、PETG，聚酰亚胺，聚碳酸酯，聚苯乙烯或硅)，陶瓷，玻璃，纸，或塑料纸叠层制品的一种惰性材料。
为使能用作电化学的测试条，条带上至少面对反应区的该基片表面要包括一种金属，其中相关的金属包括有鈀，金，铂，银，銥，碳，涂有铟的氧化锡(doped indium tin oxide)，不锈钢以及这些金属的各种合金。在许多实施例中，采用诸如金，铂或鈀的贵金属。
某些示例中，基片本身可用金属制作，尤其是用上面提到中的一种。但该基片一般最好是包括有用一种金属和/或导体涂层(诸如鈀，金，铂，银，銥，涂有导电碳油墨的碳的氧化锡或不锈钢)所涂覆过的一个支持体复合材料。有关可用于本发明的实施例的基片或支持材料的进一步讨论见1990年6月19日授权于罗格·菲利浦等人名称为“分析物测定用小型加工系统”、美国专利号为4,935,346以及于1994年4月19日授权于罗格·菲利浦等人题为“血液葡萄糖测定用的试剂测试条和方法”、美国专利号为5,304,468的美国专利。
当一种涂镀有金属的支持体被用作基片或薄片材料8时，其厚度一般是约为0.002至0.014英寸(51至356微米)的范围，通常是自约0.004至0.007英寸(102至178微米)，而该金属层的厚度则一般为从约10至300纳米的范围、而通常是从约20至40纳米。建议最好用金或鈀涂层。为便于制造，最好基片8的整个表面涂镀以金属。
无论采用何种类型的基片，本发明的系统和方法可被用作施加于基片表面的各种不同类型涂层组合物的干燥。在许多实施例中，涂层10包括了信号产生系统的一种或多种试剂成分。“信号产生系统”是这样的，其中一种或多种试剂作用而共同产生一个表示分析物存在的可探测信号，它可被用于确定分析物的存在或浓度。这种信号产生系统可以是一种颜色生成的信号产生系统，该颜色相关于一种分析物的存在或浓度；或者它可以是一种电流生成的信号产生系统，该电流相关于一种分析物的存在或浓度。还有其他类型的系统可以采用。
已知有各种不同的颜色信号产生系统。相关的具有代表性的颜色信号产生系统包括分析物氧化信号产生系统。一种“分析物氧化信号产生系统”是产生一种可探测的色度信号，从该信号中可推知样品中的分析物浓度，用一种适当的酶使分析物氧化而产生该分析物的氧化形式以及过氧化氢的一个相应量或成比例量。而后采用过氧化氢，由一种或多种指示性化合物生成可探测的产物，其中由该信号产生系统生成的可探测产物的量，(即该信号)则是与该初始样品中分析物的量相关的。因此，该可用于本发明的测试条的分析物氧化信号产生系统，也可以正确地表征为基于信号产生系统的过氧化氢。
如上所述，该基于过氧化氢的信号产生系统包括了氧化该分析物并产生一个对应量的过氧化氢的一种酶，其中对应量意味着所产生的过氧化氢量是与样品中所存在的分析物量成比例的。这种第一酶的具体特征必然取决于被化验的分析物的特征，一般来说是一种氧化酶。因此，该第一酶可以是葡萄糖氧化酶(其中分析物是葡萄糖)；胆固醇氧化酶(其中分析物是胆固醇)；乙醇氧化酶(alcohol oxidase)(其中分析物是乙醇)；乳酸氧化酶(其中分析物是乳酸)和类似物。与此及其他分析物相关的所用其他用于氧化的酶是为本领域的普通技术人员所熟知的并可以被采用。在试剂测试条被设计来检测葡萄糖浓度的实施例中，该第一酶是葡萄糖氧化酶。这种葡萄糖氧化酶可获自任何便利的来源(例如像从黑曲霉或青霉属的天然生成源)，或是以重组方式生产。
信号产生系统的第二酶则是在过氧化氢存在下催化一种或多种指示剂化合物成为一种可探测产物的一种酶，其中通过这种反应物所产生的可探测产物是与所存在的过氧化氢的量成正比的。这种第二酶一般是一种过氧化物酶，其中适用的过氧化物酶包括辣根过氧化酶(HRP)，大豆过氧化酶，重组方式生产的过氧化酶和具有过氧化物活性的合成类似物。详见例如，Y.Ci，F.Wang；Analytica Chimica Acta，233(1990)，299-302。
该指示剂化合物或多种化合物是指那样的一些化合物，它们不是在过氧化物酶存在下，由过氧化氢所形成，就是由它所分解以生成能吸收预定波长段的光的一种指示剂染料。最好，这种指示剂染料所强烈吸收的波长是与该样品或检测试剂所强烈吸收的波长不同。该指示剂氧化形式可以是被显色，稍微显色，或不显色的终产物，该产物显示了颜色变化。也就是说，这种检测试剂能够通过一个的显色区域被漂白，或者是通过一个无色区显色变化的方式指示出分析物的存在。
本发明中所用指示剂化合物包括有单-成分和双-成分的比色基片。单-成分系统包括有芳香族胺类，芳香醇，二氮陆圜，和对二氨基连苯，例如四甲基连苯胺盐酸。适用的双-成分系统则包括其中一个成分是MBTH，MBPH的衍生物(见在题为“ ”申请号为S/N 08/302,575的美国专利申请中所公开的那些例子，由于提及而在此引入)，或者是4-氨基安替比林和另一种成分是一种芳香族胺，芳香醇，共轭胺，共轭醇或，芳族或脂肪族醛的那样一些种类的双-成分。示例的双-成分系统则是3-甲基-2-苯并噻唑啉酮盐酸腙(MBTH)结合以3-二甲氨基苯酸(DMAB)；和MBTH与3，5-二氢-2-羟基苯-磺酸(DCHBS)；和3-甲基-2-苯并噻唑啉酮盐酸腙N-磺酰苯磺酸单钠(MBTHSB)结合以8-苯胺基-1萘磺酰酸铵(ANS)。某些实施例中，染料对最好用MBTHSB-ANS。
产生一种荧光可探测生产物(或可探测非荧光物质，例如是有荧光背景下)的信号产生系统也可被用于本发明，诸如在由Kiyoshi Zaitsu，Yosuke Ohkura所著的“辣根过氧化酶用的新荧光酶作用物，对过氧化氢和该过氧化酶快速而灵敏化验”，发表在“分析生物化学”1980年109期，109至113页的描述。
产生电流的那些指示系统(例如被用作电化学测试条时)是为本发明所特别感兴趣的。这样的试剂系统包括了氧化还原作用的试剂系统，这种试剂系统提供了用电极测量的种类并因此被用于测知在一个生物样品中的分析物的浓度。出现于反应区的该氧化还原作用试剂系统一般至少包括有酶(或多种酶)以及一个介体。在诸多实施例中，该氧化还原作用系统的酶是一种酶或共同作用以氧化分析物的多种酶。换言之，这种还原试剂系统的酶成分是由一种单一的氧化分析物的酶，或是由两种或两种以上的共同氧化该分析物的酶所构成。相关的酶包括氧化酶，脱氢酶，脂酶，激酶，diphorases，醌蛋白及类似的酶。
在反应区出现的特定的酶取决于特定的，电化学测试条被设计检测的分析物，其中有代表性的酶则是包括有葡萄糖氧化酶，葡萄糖脱氢酶，胆固醇酯酶，Cholesterol氧化酶，脂蛋白脂肪酶，丙三醇激酶，甘油-3-磷酸盐氧化酶，乳酸盐氧化酶，乳酸盐脱氢酶，Pyravate氧化酶，乙醇氧化酶，胆红素氧化酶，尿酸酶，及类似物。在许多优选实施例中，其中相关的分析物是葡萄糖，该氧化还原试剂系统的酶成分是一种氧化葡萄糖的酶，例如葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶。
氧化还原试剂系统的第二组分是一种介体成分，它由一种或多种介体试剂所组成。本技术领域公知的各种不同的介体试剂包括有，铁氰化物，吩嗪乙硫酸酯，吩嗪甲硫酸酯，苯二胺，1-甲氧-吩嗪甲硫酸酯，2，6-二甲基-1，4-苯醌，2，5-二氯-1，4-苯醌，二茂铁衍生物，配位联吡啶锇，钌的复合物，以及类似物。在那些实例中，其中相关分析物中的葡萄糖和葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶为其酶成分，特别相关的介体则是铁氰化物，以及其类似物。
可用在该反应区的其他试剂包括有柠康酸盐的，柠檬酸盐的，苹果酸的，顺丁烯二酸的，磷酸盐，等缓冲剂，“适中”的缓冲剂及其类似物。可用的其他药剂还可包括诸如氯化钙，氯化镁的二价阳离子；吡咯并喹啉苯醌；表面活化剂的类型则可以有、诸如是Triton的，马科尔(Macol)，季酮酸的(Tetronic)，西瓦特(Silwet)，朱尼尔(Zonyl)，及普卢兰尼克(Pluronic)等类型；稳定剂则可为诸如白蛋白，蔗糖，海藻糖，甘露糖醇，以及乳糖等。
为产生电化学测试条之用，包括至少一种如上所述的酶和介体的一种氧化还原系统，最好被用作涂层10。溶液中，该系统最好由大约6％蛋白质，约30％的盐类及约64％水的混合物组成。该流体最好具有大致为1.5Cp的粘度。而且，不难理解用本发明的系统可以干燥许多类型的溶液。该溶液最好包括试剂型溶液。其实，本发明系统的优点最是能体现在有关溶液中必得保持有化学活性而又粘度较小、尤其为粘度小于100Cp的，溶液干燥之中。
作为本发明系统所用的设备，图3A和3B显示了用在干燥部件6中的传递辐射能用的一种优选加热元件。该装置设有由在纽约、威乃的辐射能系统(RadiantEnergy Systems，Weyne，NY)厂家出品的一种板或加热器板24。各板24，备有8个电阻加热丝26，接于一个陶瓷的耐热容器28和附属的电器端子(electricalconnection)30。该加热器设有发出中等波长的红外线能量。代替采用一个或多个加热器板(24)，可以连续地提供多个分离的加热器。也是由Radiant EnergySystems所生产的型号为SFA-24的装置，是一种可适用的工业型红外线干燥装置。另外，一个或多个石英管加热器可被用于供给辐射能(尤其是以红外线)来干燥按本发明的薄片上的溶液。由Fostoria(在美国密西根州的康斯多克)出品、型号为FFH-912B的一种商标为Sun-MiteTM的加热器，在这方面使用已经证明是有效的。
图4示出了一种加热器元件的最优配置。显示有三个串联加热板24。该加热元件前设有筛状隔板32。当优选采用中等波长的红外线能量时，该筛板会起到使射线能量施用更均匀，照射作到随机化。
图5显示出图4的装置放在干燥部件6中适当的位置。虽然示出了6个加热器板24，最好是只用薄片8上方的元件供给能量，薄片18沿同轴的箭头所示方向移动。加热器元件26最佳位置高度是在该基片上方约1至5英寸(25.4和127毫米)之间，该基片上沉淀有一层涂层。该间隔则最好是在约2与4英寸(50.8与101.6毫米)之间。沿薄片或基片8所施用能量的量则最好是在约3.5至8瓦每平方英寸。
当该薄片具有能反射更多撞击的表面时，则沿该薄片施用如此高量能尤为适宜。使用诸如铂或鈀的具有低发射率(约0.1)的一种反射涂层，高量能量不会损坏基片。在某些情况下，可以采用一种传导能量、或是该能量可透过的基片，而也能起到相同的效果。
无论何种情况，溶液10一般会是容易吸收能量例如具有高发射系数(约0.9)。因此，所辐射的红外线能是在需要干燥的地方起作用，而非其他地方。
按照本发明即使在高强度干燥情形下，也能够在对试剂活性无明显影响的情况下干燥试剂涂层。比如，当涂层中包括有蛋白质基的试剂时，按不使蛋白质变性而影响使用来设定使用的干燥条件。更具体地说，当施用到该基片的溶液包括一种酶时，该酶涂层组合物的活性在按本发明的方法干燥后，遵循DCIP/PMS方法学进行测定，没有显著的活性丧失。在该涂层中水的低吸收性以及当水挥发时溶液的蒸发制冷效应则防止了该蛋白质变性。
虽然该后一效应在单独用加热空气干燥方式中会有某些效用，而以辐射能干燥可得到的其他优点就显示不出了。用气体冲击技术作快速干燥的试尝以得到本发明的系统可能得到的成绩，但这一尝试有可能会彻底破坏该试剂涂层的活性或熔化该薄片。
可以在现发明的干燥器6中设置一个或多个温度传感器34。所用的可以是热偶和/或红外线传感器。可用它们监视干燥部件环境或空气温度，或是该薄片的温度。即使是在具有高反射性或低发射系数的薄片上均布以反射涂层，其上经常涂有该涂层的塑料(最好是聚酯薄片)可被大约300°F(150℃)以上的温度所损伤。该温度传感器的反馈可被用来设定或调节干燥器温度，以免损坏薄片或者其上所涂覆的试剂材料。
本发明的薄片加工速度(亦即基片上溶液被干燥的速率)可以是高至每分钟100英尺。最典型的是每分钟5至25-50英尺之间的加工速度。最高生产速度的相关设定是，将加热器元件与一个或多个风扇36联用、在辐射干燥部件6内提供不突破待干燥的溶液蒸发界线(vapor barrier)的不扰动气流。
如上所述，本发明可采用一个或多个任选的辅助干燥器部分22。一般而言，均包含采用加热压缩空气的空气冲击干燥器。在加速薄片加工程序方面辅助干燥器22是很有用的，它采用辐射能干燥、一旦铺在基片上的溶液珠的形状基本确定，就完成干燥。
通常，空气冲击干燥带来大量的问题，特别是在干燥低粘度溶液方面。相比于本发明，简单的空气冲击干燥，会造成横向薄片(cross-web)和下行薄片(down-web)试剂条纹不一致。
在最基本的水准上，不难懂得高速空气冲击在溶液上会形成小褶皱，造成沿溶液长度方向上造成被干燥产品中不均匀的条纹。只用空气冲击干燥在被干燥试剂横向部分所产生的影响却不太明显。仅用空气冲击技术干燥的溶液涂层显示出一种夸张的U型横截面。这样一种形状是由试剂向更快干燥的边缘渗透迁移的过程中造成的。
正如按本发明干燥试剂涂层作成的试剂测试条的更好的均一性所证明的，一种更均匀的横截面有益于利用辐射能量。据信本发明所提供的这种快速干燥潜能，通过减少由渗透发生造成的迁移的时间而减轻这种边缘的形成。
还因为溶液倾向于移动时不受到搅动因而提高了下行薄片(down-web)均一性。即使本系统2中采用辅助的气冲击干燥器22，会因为该辐射部件6施用有充足的能量有效地让涂层成型而使在被干燥的涂层中的褶皱或搅动不明显。
辐射能快速成型还有助于生产其他方面的均一产品。当采用低粘度或低表面张力溶液涂布亲水的或包括一种亲水涂层的基片时(如电化学测试条经常优选采用的，详见美国专利申请号为S/N 09/497,269、名称为为“用在分析物确定中的电化学测试条”和名称为为“溶液的分条系统”的美国专利申请)，该溶液有一种“快速向外浸润”该基片的倾向。溶液会倾向于横向流动并覆盖比所要被干燥区域更大的区域，而非在涂布时保持成一条或成滴状的区域。由本发明采用施加足够量的辐射能方式完成的这种即时干燥效应阻止这一倾向，设立试剂边界。因此，昂贵的试剂不会有因迁移的损失。这种方法在所干燥的试剂条宽向精确度及放置精度方面提供了显著改进。
不仅如此，无需多次涂覆溶液就可有更厚的试剂涂层区。在不可能改变试剂表面张力或待涂覆基片的表面能量的情况下，要控制条带的宽度和厚度几乎是没有选择的余地。而这种快速让涂层定型的能力使它们的应用成为可行。
一种电化学测试条中的该干化的试剂涂层起到在该电化学电池(cell)内一个活化层的作用。该试剂成分的足够浓度是达满意结果所必需的。在此，本发明人主张试剂的低浓度产生较差的试验结果。涂布相对浓的试剂涂层使其包括在测试条中基片上利于提供增进的测试条精确度。
利用本发明特点可生产出各式各样形式的产品。图6示出用于生产电化学测试条的卡片状测试条前体54。它包括如图4中所示的该试剂测试条间的一切为的基片或薄片材料8以构成两个 英寸(5.4厘米)宽的卡片，进一步作成有如图示的豁口56。该前体还可包括有对置的薄片58和其间的隔片60。如图示，每个被切割，冲压，或冲裁成一定的测试条端部62。
诸如一种连续的薄片加工的连续加工过程(例如其中多个卷材被输送而制成前体的过程)，或者是一种间断的加工过程(例如其中是该条带部分先被切割，而后再彼此被连接在一起的过程)可被用以这种前体片的加工。也可采用其他模式的多成分条带制作。
该隔片最好包括—种双-粘(double-stick)的粘结制品。可由任何便利的材料制成，其中代表性材料包括有聚对苯二甲酸乙二醇酯，PETG，聚酰亚胺，聚碳酸酯及其类似物。薄片8最好是喷镀有鈀、其作用为一个“工作”电极的塑料，而薄片58最好是涂镀金的塑料、作为一个“基准”电极。每一个薄片部分的厚度范围为从约0.005至0.010英寸(127微米至254微米)。
在图6所示的加工阶段之前，该测试条前体可以是一种连续带状或是一种的基本卡片形式(例如，是平行四边形或长度较短的类似形状)。这样，取决于它是否采用带状或有一种缩短形状(即是为卡片形)，该测试条前体的长度可作相当多的变化。该测试条前体的宽度也可按被制造的具体测试条的特性作相应的变化。一般而言，该测试条前体(或只是被涂覆基片)的宽度可在约0.5至4.5英寸(13至114毫米)的范围变化。当然，它也可更宽，尤其是为容纳附加的溶液条带。
如上所述，涂布基片或薄片8的溶液涂层宽度和厚度也可按所生产的产品特性作变化。就生产测试条而言，其宽度的一般范围为约0.05至0.5英寸(1.3至13毫米)而其厚度范围约为5至50微米。特别是用作电化学测试条，水溶性试剂材料的条带在湿态时，最好铺成宽度约0.065至0.200英寸(1.7至5.1毫米)宽，而约15至25微米之间的厚度。
被切割成卡片后，如图6中所示，前体54分割成单独的测试条62。与该前体相类似，测试条可手工切制或自动装置切割(例如，用激光分割装置，一个转模式切割器，等)。该前体可如所述及说过的按步骤被切割，或在一个单独工位上完成切割。切割用式样可由一个编程，引导(guide)，绘制(map)，成像(image)；或指导或指示该测试条前体应如何被切成该试剂测试条的其他指示装置来设置。该式样切割/分离之前，在该测试条坯料上可以是看得见的，也可以是看不见的。在可见式样处，该图样可明显用完整外轮廓线示出，用部分轮廓线、指定条带点或记号表示。更为详细说明测试条如何制造，见申请号为S/N09/737,179名称为“试剂测试条的制造方法”的美国专利。
图7示出单个的代表性电化学测试条62的分解视图。所述测试条包括基准电极64，工作电极66，这两个电板被隔片件60隔开，隔片件被切开以界定一个反应区68，反应区68与侧开孔(side port)70相连，侧开孔由紧邻由一个干化的溶液带形成的试剂斑(reagent patch)72的间隔件复盖物(coverage)的中断所界定。
使用这种电化学测试条时，一种水溶性液体样品(例如血)被放进该反应区。被引入测试条反应区该生理样品的量是可变的，但一般范围为约0.1至10微升(μl)，通常为约0.3至0.6μl。该样品可按任何通用方式引入反应区，其中该样品可被注射进反应区，也允许用渗吸条方式吸入反应区，或是其他方式通过该开孔引入。
待分析的成分被允许与该氧化还原试剂涂层反应以生成与待分析的成分(即分析物)浓度相对应的量的一种可氧化(或可还原)物质。该可氧化(或可还原)物质显现的量再以电化学测定方式作出评定。
按所用的电化学测试条的化验及装置的具体特性(例如根据化验是按电量分析法，电流分析法或电位分析法等)，采用不同的测定方法。用测试条62的测量最好以量表的探测元件插在该电极元件间以接触它们相应的内表面进行。通常，测量要在样品介入反应区后经过一段时间再进行。实行电化学测量的方法在专利号为4,224,125；4,545,382；和5,266,179美国专利；以及WO97/18465和WO99/49307的公开文件中有进一步的描述。
在检测在该反应区内产生的电化学信号之后，该样品中分析物存在的量一般是通过对所生成电化学信号信号与事先获得的对照或标准值比对来确定的。许多实施例中，该电化学信号的计量步骤以及分析物浓度推算的步骤，是通过一种设计用于测试条的仪器自动完成的、生成点样到测方式条上的分析物浓度值。一种有代表性的读数装置，用于自动实施这些步骤，这样，使用者只需施加样品至该反应区，而后从该装置读出最后分析物浓度结果，这些在申请日为1999年6月15日号为S/N 09/333,793的待审查美国专利申请中有详细说明。
该反应发生的反应区内体积最好至少有约0.1μl、通常至少约0.3μl而更通常至少约0.6μl的一个量，其中该区的体积可大至10μl或更大。该区尺寸主要由隔片60的特征确定。虽然所示隔片层界定的前述活性发生其中的是一个矩形的反应区，但也可以是其他各种形状(例如，方形，三角形，圆形，不规则形状的反应区等)。隔片层厚度范围一般约0.001至0.020英寸(25至500微米)，通常约0.003至0.005英寸(76至127微米)。该隔片被切割方式也取决于开孔70的特点。该进口和出口开孔截面区域，只要足够大以使流体有效进出反应区，则可有各种变化。
如前所述，该工作和基准电极一般作成长条形状。电极长度范围一般约0.75至2英寸(1.9至5.1厘米)，通常为约0.79至1.1英寸(2.0至2.8厘米)。电极宽约为0.15至0.30英寸(0.38至0.76厘米)，通常为约0.2至0.27英寸(0.51至0.67厘米)。某些实施例中，一个电极的长度比另一个短，其中约要短0.135英寸(3.5毫米)。电极和隔片宽度最好要匹配，其中元件相重叠。在最佳实施例中，电极64长1.365英寸(3.5厘米)，电极66长1.5英寸(3.8厘米)，而每个最宽是0.25英寸(6.4毫米)而最窄为0.103英寸(2.6毫米)，反应区68和开孔70是宽0.065英寸(1.65毫米)，并且该反应区具有约0.0064英寸2(0.041厘米2)的面积。电极厚度范围一般为10至100毫微米。最好为约18至22毫微米。结合在条中的该隔片，于自该端电极66退回(set back)0.3英寸(7.6毫米)处设置，在电极间形成深度为0.165英寸(4.2毫米)一个开口。
本发明的测试条可被用以与诸如上文提及的获得生理样品用装置、和/或计量或读数仪器一起包装。其中用条带所测试的生理样品是血，相关试剂盒可包括诸如采指血用的柳叶刀，针刺仪器(lance actuation mean)，或者类似物。还有，测试条试剂盒可包括一种对照溶液或标样(例如，含有标准葡萄糖浓度的葡萄糖对照溶液)。最后，试剂盒可包括本发明测试条确定一个生理样品中分析物浓度的说明书。这些说明书可存在于一个或多个容器、包装、label insert或是该测试条相关的类似物之中。
虽然本发明已经参照以单个示例，可选择的结合各种特点作了描述，但本发明不局限于所作的描述。本发明不受在此提供的所注释的、或以举例方式的描绘所限。不难理解，本发明的范围只由后附的权利要求书中的原文所规定。
权利要求
1.一种生产试剂涂覆基片的方法，它包括用溶液形式的试剂涂覆在基片上，和将该溶液暴露在由至少一种辐射能量的加热器提供的辐射能之下。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于当暴露于辐射能时，刚刚能够突破该溶液的蒸发界线(vapor barrier)的气流被指引导向该溶液。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于其中该基片以成卷方式提供，并被送进通过所述的能量源。
4.一种根据权利要求1或2或3的方法制作的涂有试剂的基片，其特征在于其中产生具有一种基本为均一厚度的干化试剂。
5.根据权利要求4的涂有试剂的基片，其特征在于其中该基片包含一种惰性的背衬材料和一种金属涂镀层。
6.根据权利要求4或5的涂有试剂的基片，其特征在于它作成一种测试条前体形式。
7.根据权利要求4或5的涂有试剂的基片，其特征在于它作成一种试剂测试条形式。
8.一种用于确定生理样品中分析物浓度的系统，其特征为它包括一种试剂测试条它包含如权利要求4，5，6或7中所述的基片并结合有一个手持计量仪器，其中该试剂测试条和计量仪器有彼此相适应的连接方式。
9.一种用于确定生理样品中分析物浓度用的试剂盒，其特征为它包括包含如权利要求4，5，6或7中所述的基片的一种试剂测试条，它与测试条使用说明书、获得生理样品装置和分析物标样的至少一种结合包装。
10.一种用以确定样品中分析物浓度的方法，该方法包括将一种液态样品施加到包含按权利要求4，5，6或7所述试剂涂覆基片的一种试剂检测试条带上；检验从该试剂测试条上得到的一个信号；和将样品中分析物浓度和该检测信号相联系，以确定在该流体样品中分析物的浓度。
全文摘要
一种用于在材料上干燥化学试剂的系统,尤其是生产用于制作试剂检测试条带产品的系统。拉拽基片通过一个辐射能源(最好是红外线源),干燥其上的所选化学药剂,实现快速干燥的同时获得高质量产品。为加速干燥在干燥溶液上方提供能突破或搅动蒸发界线的气流。所提供气流不应该搅动到溶液的表面。可再采用气流冲击干燥技术于刚干至定型之后,以完成在该系统中的试剂材料干燥。这种其上干燥有化学药剂的基片可包括一个反射涂层以益于利用高量辐射能。在生产电化学测试条中优先采用金属的或金属化的基片。这种测试条可结合各种试剂盒使用以及通常使用已知手持式计量仪器读出。
文档编号G01N33/483GK1423128SQ0215157
公开日2003年6月11日 申请日期2002年11月27日 优先权日2001年11月28日
发明者K·W·迪克, G·奥塔克, A·杰森 申请人:生命扫描有限公司