阅读说明：本技术 一种多层膜干化学试剂片的制作方法 (Method for manufacturing multilayer film dry chemical reagent sheet ) 是由 徐詹程 徐艺元 赵亭亭 于 2019-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明为一种多层膜干化学试剂片的制作方法,涉及体外诊断试剂生产领域。制作方法为：将待喷涂的透明且具有导电性的材料作为支持层,一面覆盖,置于远离喷枪一侧,以消除静电喷膜的环抱效应；支持层接地,与喷枪相距一定距离放置；试剂层涂料预先调整粘度和电阻值,按指示剂层、试剂层、扩散层的顺序依次喷涂、干燥；待所喷涂料干燥后进行下一层的喷涂作业。喷枪放电时与待涂支持层之间形成近似的匀强电场,喷出的涂料形成带电液滴,液滴之间相互排斥,延电场线运动,最终粘附于支持层。多层膜干化学试剂片静电喷膜工艺所制作的各试剂层分布均匀,试剂涂料利用率最高可达90%,试剂检测准确度高,生产成本低,同时适用于实验室和大规模生产。(The invention discloses a manufacturing method of a multilayer film dry chemical reagent tablet, and relates to the field of in-vitro diagnostic reagent production. The manufacturing method comprises the following steps: covering one side of a transparent and conductive material to be sprayed as a supporting layer, and placing the supporting layer at one side far away from a spray gun to eliminate the surrounding effect of the electrostatic spray film; the support layer is grounded and is arranged at a certain distance from the spray gun; the viscosity and the resistance value of the reagent layer coating are adjusted in advance, and the reagent layer coating, the reagent layer coating and the diffusion layer coating are sequentially sprayed and dried; and after the sprayed paint is dried, carrying out the next layer of spraying operation. When the spray gun discharges, an approximate uniform electric field is formed between the spray gun and the supporting layer to be coated, the sprayed coating forms charged liquid drops, the liquid drops repel each other, and move along electric field lines to be finally adhered to the supporting layer. The reagent layers manufactured by the electrostatic film spraying process of the multilayer film dry chemical reagent sheet are uniformly distributed, the utilization rate of the reagent coating can reach 90 percent at most, the reagent detection accuracy is high, the production cost is low, and the method is suitable for laboratories and large-scale production.)

一种多层膜干化学试剂片的制作方法

技术领域

本发明涉及体外诊断试剂生产领域，具体涉及一种多层膜干化学试剂片的制作方法。

背景技术

所谓“干化学”是与传统的“湿化学”相对而言的。它是以待测样本中的液体为媒介，待测物直接与固化于载体上的干粉试剂反应的一种方式。与湿式生化检测相比，干式生化检测操作简便，无需专业人员，耗时短，适用于急诊检测、床旁检测（POCT）和家庭检测。随着酶的分离提纯技术的进步、光电检测技术和计算机应用技术的发展，干化学检测技术有了长足的进步，其检测准确性几乎可和湿化学检测相媲美。

根据干化学试剂片的生产方式可将其分为三类：

第一类是以强生公司为代表的的多层膜干片的干化学生产方式，利用感光胶片的涂层技术将扩散层、反射层、除干扰层、试剂层等试剂材料涂在透明支持层上，从透明支持层一侧来检测光的变化，此种方法生产成本高，工艺复杂，对设备要求高；

第二类是以日本京都公司为代表的的干化学试剂片，在透明支持层上的试剂层是以某种纤维制品为试剂载体，再由多个按一定次序排放的试剂层和透明支持层固定组成试剂片，此种生产方法相对简单，但试剂层中易产生气泡，影响检测结果；

第三类是以罗氏公司为代表的干化学产品，将试剂置于某种纤维制品上，待测体液通过玻璃纤维横向过滤后与前述含试剂的纤维制品层接触反应，此种方法多用于定性检测。

多层膜干片技术为目前检测准确度最高的干化学技术，其技术的关键点在不同试剂层的配方和制备均匀的试剂层，而试剂层的配方在满足检测需求的同时也要和生产工艺相配合。强生公司应用的感光胶片的生产工艺复杂，其使用的涂布工艺需严格控制涂料挤出速度和待涂物运行速度，且需连续作业，设备要求和技术要求门槛高，制约着多层膜干化学的普及。通过大量实验，我们发明了一种操作简便，设备简单，制备的试剂层均匀，并且同时适用于实验室及大规模生产的，多层膜干化学试剂片静电喷膜制作方法。

静电喷膜是将静电喷涂技术应用于多层膜干化学试剂片生产的技术工艺，根据电泳的原理，一般情况下以被涂物作为阳极，接地（亦可将被涂物作阴极）；试剂涂料雾化机构作为阴极，接上电源负高压，这样在两极就形成了高压静电场。由于在阴极产生电晕放电，可使喷出物料介质带负电，并进一步雾化。按照“同性相斥，异性相吸”的原理，已带电的试剂涂料介质受电场力的作用，沿电力线定向地流向带正电的被涂物表面, 就可在被涂物表面沉积成一层分布均匀、附着牢固的薄膜。静电喷膜具有优异的喷涂均匀性，适用于多层膜干化学试剂片的生产。

普通多层膜干化学试剂片所使用的的支持层多为透明塑料制品或玻璃制品，透光度在80%以上，虽能满足光电检测器的需要但却无法达到静电喷膜的要求。静电喷膜工艺要求待喷涂支持层具有一定的导电性，同时光电检测要求支持层有高透明度，因此多层膜干化学试剂片静电喷膜工艺所使用的支持层必需为透明的具有导电性的材料。

除支持层外的其他试剂层是按叠加顺序依次利用静电喷膜工艺均匀的喷涂于支持层上，待已喷涂的试剂涂料干燥后再进行下一层的喷涂。不同试剂层所使用的试剂涂料除需满足其使用功能外还需满足静电喷膜的需求。因此试剂涂料配方的导电性也是多层膜干化学试剂片静电喷膜技术的关键参数。试剂涂料电阻值太高导电效果不明显，喷涂均匀性差，浪费试剂涂料；电阻值过低则容易发生静电击穿，施工时易发生危险，对设备的绝缘性和防火性有较高要求。

有些试剂层的涂料中含具有生物活性的酶，酶活的变化直接影响最终试剂检验结果的准确性。经实验发现，酶活对电场强度呈现近似于抛物线形式的变化，当电场强度增加时，酶活随之增加，但当电场强度达到某一值后（大多数酶约为3000-5000V/cm）酶活反而随电场强度的增加而降低。不同的酶对电场强度的敏感性不同，根据不同酶的特性严格控制静电喷膜所使用的高压静电场，可降低甚至消除高压静电对酶活的不利影响。

待喷涂的试剂涂料在喷枪喷嘴处受喷涂压力作用呈雾化状喷出，在产生高压直流电的喷枪极针处又受到不均匀电场的作用，进一步雾化并带电，这些雾化的小液滴在电场内延电场线运动，提高了喷涂的均匀性。液滴越小在短距离内所受重力和空气阻力也越小，因此液滴可延近似电场线方向运动。喷涂压力是决定液滴大小的关键因素，喷涂压力越大则液滴越小，所受重力和空气阻力越小。但喷涂压力太大会导致雾化的液滴具有一定的初速度，初速度方向和电场线方向一般不同，这就使小液滴无法延电场线运动，最终导致喷涂不均匀。因此需合理控制喷涂压力，以保证喷涂均匀性。

发明内容

本发明提供一种多层膜干化学试剂片的制作方法，应用此制作方法可制备出各试剂层均匀的多层膜干化学试剂片，降低多层膜干化学试剂片的生产难度，提高多层膜干化学试剂片的检测准确性，有利于多层膜干化学的推广使用。

本发明的技术方案如下：

本发明为一种多层膜干化学试剂片的制作方法，试剂片包括支持层、指示剂层、试剂层和扩散层，其特点是指示剂层、试剂层和扩散层制备工艺为静电喷膜工艺，制作方法为：将支持层一面覆盖，置于远离喷枪一侧，支持层接地，与喷枪相距一定距离放置，预先调整试剂层涂料粘度和电阻值，设置直流电压、喷涂距离和喷涂压力，按指示剂层、试剂层、扩散层的顺序依次喷涂、干燥。

所述的支持层，由透明导电材料或经导电处理后具备导电性的透明材料制成。

所述透明导电材料包括氧化铟锡膜ITO、氧化锌铝膜AZO和掺氟氧化锡膜FTO。

所述透明导电材料或具备导电性的透明材料，透光率在80%以上，厚度为100μm-500μm。

所述透明导电材料或具备导电性的透明材料，电阻率＜1MΩ·cm，其优选为≤10^-3Ω·cm。

指示剂层、试剂层和扩散层是使用静电喷膜工艺将相应液态涂料按次序喷涂于支持层，每喷涂一层待干燥后再喷涂下一层，制备而成。

所述指示剂层、试剂层和扩散层的涂料粘度为涂-4杯15s-40s，其优选为18s-24s。

所述指示剂层、试剂层和扩散层的涂料电阻率为2MΩ·cm-50MΩ·cm，其优选为20MΩ·cm-25MΩ·cm。

所述指示剂层和试剂层厚度为20μm-200μm。

所述试剂层可以为一层或多层。

所述扩散层厚度为100μm-400μm。

所述静电喷膜工艺使用直流电压为6万伏-15万伏，其优选为10万伏-13万伏；喷涂距离为15cm-45cm，其优选为20cm-35cm；喷涂压力为0.1MPa-0.5MPa，其优选为0.2 MPa -0.4 MPa。

根据不同酶及试剂涂料的特性的来选择直流电压、喷涂距离和喷涂压力以达到最佳的喷涂效果。

多层膜干化学试剂片的具体制作方法为：将待喷涂的具备导电性的透明材料作为支持层，一面覆盖，置于远离喷枪一侧，以消除静电喷膜的环抱效应，防止涂料喷涂到此面；支持层接地，与喷枪相距一定距离放置；试剂层涂料预先调整粘度和电阻值，按指示剂层、试剂层、扩散层的顺序依次喷涂、干燥；待所喷涂料干燥后进行下一层的喷涂作业。当喷枪放电时与待涂支持层之间形成近似的匀强电场，喷出的涂料形成带电小液滴，液滴之间相互排斥，延电场线运动，最终粘附于支持层表面。

多层膜干化学试剂片静电喷膜工艺所制作的各试剂层分布均匀，试剂涂料利用率最高可达90%，试剂检测准确度高，生产成本低，同时适用于实验室和大规模生产。

具体实施方式

以下实施例旨在加深对本发明的理解，并不代表本发明的全部内容。本发明包括但不限于以下实施例。

实施例1

过氧化氢多层膜干化学检测试剂片的制备

试剂片分为支持层、指示剂层、试剂层、扩散层四层。支持层所用材料为氧化铟锡膜ITO，透光率为89%，厚度为200μm，电阻率为10^-3Ω·cm；指示剂层涂料含4-氨基安替比林和N-乙基-N-(2-羟基-3-磺丙基)-3-甲基苯胺钠盐和填充剂、电阻调节剂，粘度为涂-4杯21s，电阻率为20MΩ·cm；试剂层涂料含过氧化物酶、填充剂、电阻调节剂，粘度为涂-4杯20s，电阻率21MΩ·cm；扩散层涂料含二氧化钛、填充剂、电阻调节剂，粘度为涂-4杯20s，电阻率23MΩ·cm。

喷涂开始前将ITO膜背面覆盖塑料薄膜，以防止喷涂环抱效应。ITO膜接地，与喷枪相距25cm放置。由于电场强度超过5000V/cm过氧化物酶的酶活会下降，因此设定喷枪输出直流电压为12.5万伏，喷涂压力为0.2MPa，安装电压闭锁装置保证施工安全。

首先喷涂指示剂层，喷涂湿厚度为150μm，指示剂层喷涂结束后于烘箱中35℃干燥0.5h；之后喷涂试剂层，喷涂湿厚度为100μm，试剂层喷涂结束后于烘箱中25℃干燥0.5h；最后喷涂扩散层，喷涂湿厚度为300μm，扩散层喷涂结束后于烘箱中25℃干燥1h。最后切割为10mm×10mm方块，安装于试剂卡内，完成过氧化氢多层膜干化学检测试剂片制备工作。

实施例2

葡萄糖多层膜干化学检测试剂片的制备

试剂片分为支持层、指示剂层、试剂层、除干扰层（试剂层2）、扩散层五层。支持层所用材料为氧化锌铝膜AZO，透光率为86%，厚度为100μm，电阻率为6×10^-2Ω·cm；指示剂层涂料含4-氨基安替比林和3,5-二氯-2-羟基苯磺酸钠盐和填充剂、电阻调节剂，粘度为涂-4杯20s，电阻率为20MΩ·cm；试剂层涂料含葡萄糖氧化酶、过氧化物酶、填充剂、电阻调节剂，粘度为涂-4杯19s，电阻率22MΩ·cm；除干扰层涂料含抗坏血酸氧化酶、填充剂、电阻调节剂，粘度为涂-4杯19s，电阻率21MΩ·cm；扩散层涂料含硫酸钡、填充剂、电阻调节剂，粘度为涂-4杯20s，电阻率21MΩ·cm。

喷涂开始前将AZO膜背面覆盖塑料薄膜，以防止喷涂环抱效应。AZO膜接地，与喷枪相距35cm放置。由于电场强度超过3000V/cm葡萄糖氧化酶的酶活会下降，电场强度超过5000V/cm过氧化物酶的酶活会下降，因此设定喷枪输出直流电压为10.5万伏，喷涂压力为0.3MPa，安装电压闭锁装置保证施工安全。

首先喷涂指示剂层，喷涂湿厚度为100μm，指示剂层喷涂结束后于烘箱中35℃干燥0.5h；之后喷涂试剂层，喷涂湿厚度为100μm，试剂层喷涂结束后于烘箱中25℃干燥0.5h；再喷涂除干扰层，喷涂湿厚度为100μm，除干扰层喷涂结束后于烘箱中25℃干燥0.5h；最后喷涂扩散层，喷涂湿厚度为200μm，扩散层喷涂结束后于烘箱中25℃干燥1h。最后切割为10mm×10mm方块，安装于试剂卡内，完成葡萄糖多层膜干化学检测试剂片制备工作。