诊断装置的制作方法

诊断装置


背景技术：

1.简单、低成本的诊断技术是用于在发展中国家和资源有限的环境中改善保健和对保健的可及性的策略的重要组成部分。据世界卫生组织称，用于在发展中国家使用的诊断装置应是assured(经济实惠、灵敏、特异、用户友好、快速可靠、无需设备且可交付给最终用户)。
2.便宜、便携且易于使用的诊断装置已经使用了包括试剂的多孔基材，该试剂被选择为当实验室设施不可用或不易于进行样品分析时在现场快速地执行流体样品(诸如体液、工业流体或水)的定量或定性分析。在一个示例中，纸基诊断装置包括具有颜色变化作为读数的比色免疫测定试剂，并且颜色变化读数可以在视觉上或用机器检测以提供对感染性疾病的存在的快速、低成本诊断。在各种示例中，使用诊断装置可以快速检测的样品中的分析物包括病毒抗原、细菌抗原、真菌抗原、寄生虫抗原、癌抗原、代谢标志物以及它们的组合。在一个示例中，在免疫层析诊断测定中，充当结合蛋白的抗体可用于从患者样品捕获疾病相关的生物标志物，然后产生由结合事件得到的可见诊断信号。
3.在一些示例中，诊断装置包括设置在彼此平行的平面中，且面对面接触的多层多孔材料。诊断装置的各个层包括流体不可渗透的疏水区和亲水吸水区，它们被布置成提供样品流动路径，该样品流动路径被构造成使得流体样品可以芯吸或从一层流动到另一层。至少一些层包括被选择为执行多重测定的试剂、缓冲盐、分析物(例如，抗原)和结合剂(例如，抗体)。
4.为了制造包括多个具有不同试剂的平面区或者不同图案的疏水区和亲水区的诊断装置，多个层必须单独生产、精确堆叠并对准以提供样品流动路径，并且粘附以维持样品流动路径的连续性并形成可操作的堆叠。在实践中，使用这种复杂的一系列步骤来生产低成本诊断装置可能是困难的，并且到目前为止，制造成本已经限制了将这些类型的诊断装置部署到资源有限的环境，诸如发展中国家。为了提供增强的诊断资源并改善这些领域的保健，仍然需要便宜、便携且易于构造和使用的多重测定装置。


技术实现要素：

5.一般来讲，本公开涉及用于包括分析物的样品流体的定量或定性分析的便宜、易于使用的诊断装置。合适的样品流体包括但不限于体液(例如，血液、痰液、唾液或尿液)、工业流体、水样品等。诊断装置包括至少两个基本上平面的部分，每个平面部分由亲水材料诸如纸制成。平面部分彼此堆叠，并且每个平面部分占据不同且基本上平行的平面以形成三维结构。平面部分中的至少一个平面部分包括疏水区和亲水区。每个平面部分中的疏水区通过施加低表面能材料(诸如在固化时具有低表面能的疏水油墨)来形成，该材料从该部分的第一主表面穿过其厚度延伸到其第二主表面。上覆的基本上平行的平面部分中的亲水区可以彼此对准，使得流体在相邻亲水区之间被动地输送，以在相邻基材部分之间提供基本上垂直于平面部分的上覆平面的样品流动路径。
6.在各种实施方案中，试剂在样品流动路径内，与样品流动路径流体连通，或者可被
施加到样品流动路径以提供样品中分析物的存在、不存在或浓度中的至少一者的指示。例如，在一些实施方案中，指示包括易读的颜色变化。
7.所公开的诊断装置特别好地适用于进行免疫测定，诸如夹心或竞争性免疫测定，但是它们可以容易地适用于执行包括以下步骤的测定形式，例如过滤、用不同试剂或试剂组合进行的多次温育、试剂的连续或定时添加、各种温育时间、洗涤等。诊断装置对于执行比色测定特别有效，例如，以颜色变化作为读数的免疫测定，并且容易地适用于同时执行多个测定。它们非常灵敏、制造简单、便宜且用途广泛。
8.在一个方面，本公开涉及一种诊断装置，该诊断装置包括：传感器堆叠，该传感器堆叠具有多孔材料的多个面板，该多个面板设置在彼此平行的平面中，且彼此面对面接触，其中传感器堆叠包括第一主表面和第二主表面，其中多孔材料的面板的至少一部分具有疏水区和亲水区，该亲水区被构造成提供样品流动路径，以用于使流体样品在亲水区中通过传感器堆叠从一个面板迁移到另一个面板；以及在传感器堆叠的第二主表面上的芯吸层，其中芯吸层包括靠近传感器堆叠的第一主表面，以及第二主表面。
9.在另一方面，本公开涉及一种测定方法，该方法包括：将包含分析物的样品与试剂溶液混合以形成样品溶液；将样品溶液施加到测定装置，该测定装置包括：传感器堆叠，该传感器堆叠包括多孔材料的多个面板，该多个面板设置在彼此平行的平面中，且彼此面对面接触，其中传感器堆叠包括第一主表面和第二主表面，其中多孔材料的面板的至少一部分包括疏水区和亲水区，该亲水区被构造成提供样品流动路径，以用于使流体样品在亲水区中通过传感器堆叠从一个面板迁移到另一个面板；以及在传感器堆叠的第二主表面上的芯吸层，其中芯吸层包括靠近传感器堆叠的第一主表面，以及第二主表面，其中样品溶液被施加到亲水区，其中样品溶液被施加到样品流动路径的亲水区中的样品端口；将洗涤溶液施加到样品端口；将芯吸层与传感器堆叠分开，以暴露传感器堆叠的第二主表面；将有色溶液施加到传感器堆叠的第二主表面上的色区；以及观察色区以确定颜色变化，并确认样品中分析物的存在或不存在。
10.在另一方面，本公开涉及一种制造诊断装置的方法，该方法包括：在具有第一主表面和第二主表面的纤维材料的细长幅材中，其中幅材具有从第一主表面延伸到第二主表面的厚度t，以及第一边缘和第二边缘，幅材具有从第一边缘延伸到第二边缘的多个相邻幅材区，其中幅材区的至少一部分通过边界区与相邻幅材区分开；在至少一个幅材区中将疏水聚合物油墨组合物的第一部分施加到幅材的第一主表面，其中油墨组合物的第一部分从幅材的第一主表面朝向幅材的第二主表面芯吸小于t的距离；以及在幅材的第二主表面上将疏水聚合物油墨组合物的第二部分施加到至少一个幅材区，其中油墨组合物的第二部分从幅材的第二主表面朝向幅材的第一主表面芯吸，其中疏水聚合物油墨组合物的第一部分与疏水聚合物油墨组合物的第二部分相遇，以形成包含疏水聚合物油墨组合物的疏水区域以及基本上不含疏水聚合物油墨组合物的亲水区域；以及在至少一个幅材区的疏水区域中至少部分地硬化可硬化聚合物油墨组合物，以在纤维材料的纤维以及纤维之间的开放区域上提供疏水油墨，纤维之间的开放区域在幅材的第一主表面和幅材的第二主表面之间提供至少一个不间断的开放无油墨路径。
11.本发明的一个或多个实施方案的细节在以下附图和说明书中示出。从说明书和附图以及从权利要求中本发明的其他特征、目的和优点将显而易见。
附图说明
12.图1a是根据本公开的诊断装置的实施方案的示意性剖视图。
13.图1b是根据本公开的诊断装置的实施方案的示意性剖视图。
14.图1c是当最初施加流体时图1a至图1b的诊断装置的实施方案的一部分的放大的示意性剖视图。
15.图1d是在流体被动地输送到并润湿其基材的一部分之后图1c的诊断装置的实施方案的放大的示意性剖视图。
16.图1e是用于将疏水油墨组合物施加到多孔基材的双面印刷方法的示意图。
17.图1f是示出当液体遵循毛细管流入多孔介质中的washburn理论时，对于沉积到基材表面上的液体，芯吸距离作为时间的函数的亚线性效应的曲线图。
18.图2a是根据本公开的诊断装置的实施方案的示意性剖视图。
19.图2b是根据本公开的诊断装置的实施方案的示意性截面图。
20.图2c是适用于本公开的诊断装置的图案化粘合剂的实施方案的示意性俯视图。
21.图3a是本公开的诊断装置的示意性俯视图。
22.图3b是图3a的诊断装置的示意性剖视图。
23.图4a是由于印刷材料的组分在横向方向上的芯吸而形成的实施例1的印刷疏水区周围的边界的俯视图。
24.图4b是实施例1和图4a的诊断装置的放大剖视图。
25.图5是实施例1的诊断装置的基材的未图案化亲水区域和图案化疏水区域的通过基材的流速的图表。
26.图6a是根据实施例9经由使用12bcm/in2网纹辊的双面配准印刷用疏水油墨印刷的纸诊断装置的图案分辨率相对于使用相同基材和疏水油墨用36bcm/in2网纹辊进行的单面印刷的照片(图6b)。
27.图7a是测定装置的实施方案的示意性剖视图，该测定装置包括在其底表面上具有芯吸层的传感器堆叠。
28.图7b包括图7a的测定装置的俯视图和底视图。
29.图7c是7a的测定装置的示意性剖视图，该测定装置被重新取向以使得芯吸层朝向观察者面向上。
30.图7d是移除了芯吸层的图7c的测定装置的示意性剖视图。
31.图8a是测定装置的实施方案的示意性剖视图，该测定装置包括在其底表面上具有芯吸层的传感器堆叠，其中该芯吸层铰接到传感器堆叠的一侧。
32.图8b是图8a的测定装置的示意性剖视图，其中传感器堆叠围绕铰链旋转以暴露传感器堆叠的下表面。
33.图9a是测定装置的实施方案的示意性剖视图，该测定装置包括在其底表面上具有芯吸层的传感器堆叠，其中该芯吸层铰接到覆盖在传感器堆叠上的封装层。
34.图9b是图9a的测定装置的示意性剖视图，其中封装层围绕铰链旋转以暴露传感器堆叠的下表面。
35.图10a是包括横向流动控制特征的图案的芯吸层的照片。
36.图10b是并排放置的传感器堆叠的分离面板的视图，其中多个面板包括横向流动
控制特征。
37.图11是包括弹性元件和芯吸控制层的封装的测定装置的实施方案的示意性剖视图。
38.图12a至图12b是包括纸板背衬层的实施例10和图11的测定装置的照片。
39.图13a是包括聚合物膜背衬层的图11的测定装置的照片，并且图13b是具有聚合物带背衬层的图11的测定装置的照片。
40.图14是包括围绕芯吸层周边超声焊接的聚合物膜背衬层的测定装置的实施方案的照片。
41.图15是包括聚合物膜背衬层和模制塑料封装层的测定装置的实施方案的照片。
42.图16a至图16b是没有弹性元件的实施例11的测定装置的示例的照片，其中上封装层是层压到刚性丙烯酸背衬层上的聚合物带。
43.图17a至图17b是实施例11的测定装置的照片，该测定装置包括刚性丙烯酸封装件和弹性传感器堆叠。
44.图17c是图17b所示测定装置的应力松弛曲线图，并且图17d是图17a的测定装置的应力关系曲线图。
45.图18a至图18b是具有与弹性元件下面的传感器堆叠组合的弹性封装件的实施例11的测定装置的示例的照片。
46.在这些附图中，类似的符号表示类似的元件。
具体实施方式
47.现在参考图1a至图1b，诊断装置10的实施方案包括细长的基本上平面的亲水基材12，其具有第一端13、第二端15以及在第一端13和第二端15之间的至少一个折叠区14。折叠区14将亲水基材12分成第一片状部分16和第二片状部分18，每个片状部分相对于折叠区14占据基本上平行的平面。第一基材部分16包括第一主表面17和第二主表面19，而第二基材部分18包括第一主表面21和第二主表面23。在图1a的实施方案中，基材16的第一部分和基材18的第二部分覆盖在彼此上，使得相应主表面19和21彼此相邻。
48.第一基材部分16包括第一疏水区24和第一亲水区26，而第二基材部分18包括第二疏水区28和第二亲水区30。疏水区24、28中的基材12的纤维具有施加到其的低表面能聚合物材料，并且因此抵抗选定流体(诸如包括例如分析物或缓冲液或洗涤溶液的样品流体)通过其的无辅助毛细管流体流动或芯吸。由于这种阻力，选定流体在亲水区26、30之间被动地输送(不需要外部压力梯度、重力或静电力)。
49.疏水区24、28基本上限制流体沿着箭头a的方向的流动，该方向沿着基材部分16、18的厚度或沿着三维诊断装置10的z轴对准。亲水区26、30彼此充分对准，使得置于第一亲水区26(在图1a至图1b中未示出，参见图1c至图1d)上的流体样品可以使用例如芯吸或毛细管作用沿着样品流动路径32被动地输送，以在第一基材部分16和第二基材部分18之间提供流体连通，使得流体样品芯吸到第二亲水区30中。
50.疏水区24、28和亲水区26、30的形状和尺寸可以根据装置的预期用途广泛地变化。可以使用任何数量的疏水区24、28和亲水区26、30。然而，由于流体的质量传递与芯吸的面积成比例，因此改变亲水区26、30的尺寸或疏水区24、28的涂层图案可用于通过芯吸或毛细
管作用控制跨层的质量传递。例如，较小的亲水区26、30将减少与由亲水区26、30占据的基材12的减小的面积直接相关的质量传递。在通过示例提供而不旨在进行限制的一些实施方案中，为了在上覆层之间提供良好的芯吸，亲水区26、30应占据基材12的总横截面积的约10％至约90％，或约25％至约50％。
51.现在参考图1c至图1d中的放大示意性剖视图，图1a至图1b的诊断装置10包括具有第一基材部分16的亲水基材12。亲水基材12的基材部分16包括疏水部分24和亲水部分26。亲水部分26包括缠结纤维80的布置。在一些示例性实施方案中(这些示例性实施方案不旨在进行限制并且仅作为例示性示例提供)，亲水区26中的纤维80在选定温度下对于选定液体84具有约40达因/厘米至约65达因/厘米的表面能σ。在疏水部分24中，纤维80的至少一部分涂覆有低表面能聚合物材料82，其限制流体进入疏水部分24的毛细管流动(或芯吸)。在一些实施方案中，如果低表面能聚合物材料82沉积在纤维80上以使得其仅涂覆纤维的表面，则至少一些互连间隙通道83保持在纤维之间。通道83保持开放，使得气体(其为流体)可在疏水区24中自由地移动通过多孔基材12。在用低表面能聚合物材料82涂覆之后，疏水区24中的纤维具有比液体84的表面张力小至少10达因/厘米的表面能。
52.如果液体84在时间t＝0处置于亲水区26的表面17上，则在超过t＝0的饱和时间t
sat
经过之后，流体84将芯吸并沿着纤维80被动地输送，并且占据亲水区26中的间隙区85。疏水区24中的低表面能聚合物材料倾向于排斥或抵抗流体84侵入其中的间隙区83，从而形成流体84通过亲水区26的流动路径88。
53.再次参考图1a至图1b，亲水区26、30中的一者或两者的全部或一部分可包括测试区域42，其中可以为用户显示装置10的分析结果或输出，以及在测试区域42中或与测试区域42流体连通的一种或多种试剂40。试剂40被选择为提供流体样品中分析物的存在、不存在或浓度中的至少一者的指示，该流体样品设置在样品流动路径32中。在各种实施方案中，试剂40被施加到亲水区26、30中的一者或两者的全部或一部分，可以在装置10的另一部分中并且与流动路径32流体连通，或者可以在将流体样品施加到样品流动路径32之前或之后施加到样品流动路径32。
54.在一些实施方案中，诊断装置10包括在第一基材部分16的第二主表面19上的任选第一连接区34。在一些实施方案中，诊断装置10还包括在第二基材部分18的第一主表面21上的任选第二连接区36。上覆基材部分16、18的相邻主表面19、21中的任一者或两者可包括连接区，该连接区将第一基材部分16粘附到第二基材部分18且维持亲水区26、30的配准以保留样品流动路径32(图1b)。
55.在各种实施方案中，细长亲水基材12可以由能够通过毛细管作用芯吸样品流体的任何多孔的亲水吸附材料制成。在一个或多个实施方案中，基材12是纸制品，诸如色谱纸、滤纸等，但也可以选自织造或非织造织物，或者选自聚合物膜，诸如硝化纤维素、乙酸纤维素、聚酯和聚氨酯等。
56.第一疏水区24和第二疏水区28可通过将期望图案的低表面能聚合物材料(诸如当固化时形成低表面能聚合物油墨的聚合物油墨组合物)施加到基材12上而形成。如图1c至图1d中示意性地所示，疏水油墨组合物沿着亲水基材12的纤维芯吸并涂覆其纤维，在纤维之间留下至少一些间隙区开放。当随后固化或硬化时，聚合物油墨组合物提供开放间隙区，其在第一基材部分16的相应主表面17、19和第二基材部分18的主表面21、23之间形成至少
一个不间断开放路径。
57.液体聚合物油墨进入多孔介质中的芯吸遵循(大致)毛细管流动进入并通过多孔介质的washburn方程，如washburn,e.w,(1921)，毛细管流动的动力学(the dynamics of capillary flow)，物理学评论(physical review)，第17卷，第3期，第273-283页。根据washburn方程，印刷油墨进入和通过纸所行进的距离与时间的平方根成比例。对于商业上相关的厚纸和油墨粘度，在一些情况下，当与卷对卷制造工艺的时间尺度相比时，疏水油墨到达相对的滤纸表面所需的时间可能相当长。由于油墨渗透到纸中的这种亚线性距离与时间关系，对于在卷对卷方法中使用的一些油墨和纸组合，油墨可被选择为通过在纸的一侧上印刷约一半的油墨，固化，在纸的相对侧上配准地印刷另一半的油墨，然后固化来更快地渗透纸。
58.现在参考图1e中示意性地示出的替代实施方案，在方法300的步骤302中，将聚合物油墨组合物382a的第一部分施加到多孔基材312的第一主表面317上。
59.如步骤304中所示，油墨组合物382a的第一部分芯吸到多孔基材312的厚度t的约一半中，并通过例如紫外(uv)辐射硬化以形成第一硬化油墨区383a。
60.在步骤306中，重新取向基材312以暴露第二主表面319，并且将聚合物油墨组合物382b的第二部分与聚合物油墨组合物382b的第一部分配准地施加到表面319。油墨组合物382b的第二部分芯吸到基材312的厚度t的其余部分中，并且与第一硬化油墨区383a相遇。
61.在步骤308中，然后通过例如uv辐射使油墨组合物382b的第二部分硬化以形成第二硬化油墨区383b。硬化油墨区383a、383b在基材312的第一主表面317与第二主表面319之间形成至少一个不间断的开放无油墨路径。
62.当在多孔表面上印刷时的图案分辨率也大致由油墨进入纸的washburn芯吸关系决定。例如，如果印刷的油墨需要渗透通过180μm厚的纸层(例如，whatman#1纸)，则发生印刷图案的基本上类似的横向芯吸，这可降低基材表面处的印刷油墨图案与图案化疏水阻挡层的最终维度之间的保真度。在一些情况下，印刷图案在每个边缘可变形大约纸的厚度。然而，通过在两个分离印刷层之间分开印刷，图案分辨率可以有效地提高两倍，因为每个半层比疏水油墨的单个全层扩散得更少。图1f比较了双面印刷与单面印刷，并且可以观察到疏水油墨的双面印刷的清晰分辨率改善。图1f的曲线图中的实线定性地示出了与从每个相对表面半填充纸的双面印刷相比，液体芯吸通过180um厚的纸(例如，whatman#1滤纸)所花的时间。
63.在卷对卷方法中，在多孔基材上的印刷在幅材生产线上进行，其中将疏水油墨组合物印刷在基材上，然后在幅材惰轮表面阵列上输送，直到其到达uv灯，该uv灯利用uv辐射使油墨快速固化。为了在纸中产生阻挡印刷，要求疏水油墨在其固化之前到达纸的相对表面。在液体油墨到达相对表面的时间和其固化的时间之间，有可能使痕量的液体疏水油墨接触并转移到幅材生产线惰轮。然后，该残留的未固化的液体油墨可转移到基材的未图案化的亲水区，该亲水区在随后的时间越过惰轮，这可能潜在地损坏后来制造的装置。
64.此外，对于uv固化油墨和厚基材，在一些情况下，印刷油墨的总体积对于完全固化可能有挑战性。在这种情况下，可能需要使多孔基材延伸穿过多个uv辐射站，并且可能难以实现辐射可固化油墨的充分或完全聚合。如果一些油墨保持未固化，则未硬化或部分固化的油墨可能污染处理设备和纸的亲水区，从而使诊断装置无效。在一些情况下，在两层之间
分开uv固化可以更充分地聚合疏水油墨组合物。
65.因此，疏水区24、28抵抗施加到例如第一基材部分16的亲水区26的液体的吸收，并且液体经由毛细管作用或芯吸在亲水区26、30之间被动地输送。虽然不希望受任何理论的束缚，但目前可用的证据表明，疏水区24、28和亲水区26、30之间的相对吸收差是旨在在基材部分16、18之间流动的选定液体(诸如样品流体、缓冲液等)的亲水区中的纤维的表面能与疏水区24、28中涂覆有油墨组合物的纤维的表面能之间的差值的函数，该油墨组合物被沉积或图案化到基材上并且随后固化以形成低表面能油墨。该差值越大，疏水区24、28中的选定流体的吸收阻力就越大。该差值还可以取决于例如油墨覆盖的均匀性，纤维的结构等。
66.在一个示例中，如果被选择为通过芯吸或毛细管作用在基材部分16、18之间流动的样品流体是体液，则在疏水区24、28中具有施加到其的低表面能疏水油墨的纤维的表面能应当低于体液的表面张力的最低值。因为体液具有一定范围的表面张力，所以疏水区24、28中的纤维的表面能应该比体液的最低表面张力低至少10达因/厘米，或者低至少15达因/厘米，或者低至少20达因/厘米，或者甚至低至少30达因/厘米。例如，据报道，人尿液具有约55达因/厘米的最小表面张力，并且人唾液具有约40达因/厘米的表面张力，因此为了抵抗通过芯吸或毛细管作用吸收这些体液，油墨的疏水区24、28表面能应具有小于约45达因/厘米，或小于约40达因/厘米，或小于约35达因/厘米，或小于约30达因/厘米，或小于约25达因/厘米，或小于约20达因/厘米的表面张力。
67.在另一个示例中，为了抵抗选定流体的毛细管流动或芯吸，目前可用的证据表明，区24、28中的疏水油墨组合物在硬化时为选定流体提供大于约90
°
、或大于约95
°
、或大于约100
°
、或大于约105
°
、或大于约110
°
、或大于约115
°
、或大于约120
°
、或大于约125
°
、或大于约130
°
、或大于约135
°
、或甚至大于约140
°
的接触角。
68.接触角和可润湿性可以使用例如以下文献中描述的技术来测量：毛细管和润湿现象：液滴、气泡、珍珠、波浪(capillarity and wetting phenomena drops,bubbles,pearls,waves)，francoise brochard-wyart著；david quere，精装本，纽约施普林格出版社(new york:springer)，2003年9月12日；润湿性(表面活性剂科学)(wettability(surfactant science))，john berg编辑，crc出版社(crc press)，第1版，1993年4月20日，这些文献中的每一者全文以引用方式并入本文。
69.在各种实施方案中，疏水油墨组合物包含至少一种可聚合的低表面能单体、低聚物或聚合物，其可提供对选定液体或样品流体的吸收的期望阻力。此低表面能单体、低聚物或聚合物可以是氟烃、有机硅或烃。将低表面能单体、低聚物或聚合物添加到制剂中，以将固化的疏水涂层的表面能降低到约30mj/m2至小于约38mj/m2的润湿张力，如通过astm d 2578-08测量的。合适的可聚合的低表面能单体、低聚物和聚合物的示例描述于wo2011/094342中，其全文以引用方式并入本文。
70.在一些实施方案中，疏水区24、28包括不粘的交联聚合物层。该聚合物层自可辐射固化的涂料制剂制得，所述制剂含至少一种选自可聚合的氟烃、有机硅或烃单体的低表面能单体、低聚物或聚合物。
71.所述不粘的交联聚合物层可通过聚合前体组合物形成，但也可使用其他方法(例如使用化学措施或电离辐射进行聚合物或其共混物的交联)。可用的前体组合物通常包含一种或多种可聚合材料(例如单体和/或低聚物，其可以是单官能的和/或多官能的)、固化
剂和任选的无机颗粒。可聚合材料可以是例如可自由基聚合的、可阳离子聚合的和/或可缩聚的。
72.可用的可聚合材料包括例如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、环氧化物、多异氰酸酯和三烷氧基硅烷封端的低聚物和聚合物。优选地，可聚合材料包括可自由基聚合的材料。
73.可用的可自由基聚合的材料包括例如可自由基聚合的单体和/或低聚物，其任一或二者可以是单官能的或多官能的。示例性可自由基聚合的单体包括苯乙烯和取代的苯乙烯(例如，α-甲基苯乙烯)；乙烯基酯(例如乙酸乙烯酯)；乙烯基醚(例如丁基乙烯基醚)；n-乙烯基化合物(例如n-乙烯基-2-吡咯烷酮、n-乙烯基己内酰胺)；丙烯酰胺和取代的丙烯酰胺(例如n,n-二烷基丙烯酰胺)；以及丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯(即，在本文中统称为(甲基)丙烯酸酯)(例如，(甲基)丙烯酸异辛酯、壬基酚乙氧基化物(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸二甘醇酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、丁二醇单(甲基)丙烯酸酯、β-羧乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸硬脂酯、羟基官能化聚己内酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟甲酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟异丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、(甲基)丙烯酸羟异丁酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,4-环己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯和新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯)。
74.示例性的可自由基聚合的低聚物包括佐治亚州士麦那的ucb化学公司(ucb chemicals,smyrna,georgia)(例如以商品名“ebecryl”)出售的那些和宾夕法尼亚州埃克斯顿的沙多玛公司(sartomer company,exton,pa)(例如以商品名“kayarad”或“cn”)出售的那些。
75.取决于可聚合材料的选择，前体组合物可任选地含一种或多种有助于聚合所述可聚合材料的固化剂。对于特定的可聚合材料，固化剂的选择取决于可共聚材料的化学性质。例如，就环氧树脂而言，通常选择已知用于环氧树脂的固化剂(例如双氰胺、鎓盐或聚硫醇)。就可自由基聚合的树脂而言，自由基热引发剂和/或光引发剂是可用的固化剂。
76.通常，任选的固化剂以有效促进单体聚合的量使用，所述量将随例如固化剂的类型、固化剂的分子量和聚合方法而异。任选的固化剂通常以占前体组合物总重量的约0.01重量％至约10重量％的量包含在前体组合物中，但也可使用更高和更低的量。前体组合物可例如通过暴露于热源(例如热、红外辐射)、电磁辐射(例如紫外和/或可见辐射)和/或颗粒辐射(例如γ辐射的电子束)而固化。
77.多种固化策略可容易地选择，这部分地取决于可固化涂料组合物的特性、制品的其他部件以及制造设施。最大化uv固化涂料组合物的固化的例示性技术包括在氮气下固化、使用新的uv灯泡、使用前清洁uv灯泡、使uv灯泡的输出光谱与引发剂的吸收相匹配及在低速下处理和/或处理较长时间。在一些实施方案中，由于干擦制品在室温下老化，故随着
时间推移，可能发生一定量的暴露后固化。
78.除了上述第一固化之外，可能需要第二固化处理。第二固化可使用与第一固化相同的辐射源或者其可使用不同的辐射源。优选的第二固化方法包括热、电子束和γ射线处理。
79.如果任选的固化剂为自由基引发剂，则固化剂的量优选地在前体组合物总重量的约1重量％至约5重量％范围内，但也可使用更高和更低的量。可用的自由基光引发剂包括例如安息香醚(诸如安息香甲基醚和安息香异丙基醚)、取代的安息香醚(例如茴香偶姻甲基醚)、取代的苯乙酮(例如2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮)、取代的α-酮醇(例如2-甲基-2-羟基苯丙酮)、二苯甲酮衍生物(例如二苯甲酮)以及酰基膦氧化物。示例性可商购获得的光引发剂包括以商品名“irgacure”(例如，irgacure 651、irgacure 184和irgacure 819)或“darocur”(例如，darocur 1173、darocur 4265)得自纽约州塔里敦的汽巴精化公司(ciba specialty chemicals,tarrytown,new york)和以商品名“lucirin”(例如，“lucirin tpo”)得自新泽西州帕西帕尼的巴斯夫公司(basf,parsippany,new jersey)的那些。
80.示例性的自由基热引发剂包括：过氧化物，例如过氧化苯甲酰、过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰、环己烷过氧化物、甲基乙基酮过氧化物、氢过氧化物(例如叔丁基过氧化氢)和过氧化氢异丙苯、过氧化二碳酸二环己酯、过苯甲酸叔丁酯、和偶氮化合物(例如2,2-偶氮-双(异丁腈))。
81.低表面能单体、低聚物或聚合物可选自氟烃、有机硅或烃单体。适于疏水油墨组合物的氟烃单体包括但不限于全氟丙烯酸酯或全氟甲基丙烯酸酯，例如基于c4f9的磺酰胺丙烯酸酯和基于c3f7的磺酰胺丙烯酸酯。
82.适用于本文中的疏水油墨组合物的含氟化合物低聚物包括可从明尼苏达州圣保罗的3m公司(3m company,st.paul,mn.)商购获得的fluorad
tm fc-4430和fc-4432。合适的含氟化合物聚合物包括具有聚(环氧烷)重复单元的全氟聚醚聚合物，例如如pct申请no.wo2009/076389(yang等人)中所述的。合适的有机硅单体包括但不限于有机硅丙烯酸酯单体。本文中适用的示例性的有机硅丙烯酸酯包括来自德国韦塞尔的毕克化学公司(byk-chemie gmbh,wesel,germany)的byk-371反应性有机硅表面添加剂、byk-373反应性有机硅表面添加剂、byk-377反应性有机硅表面添加剂、用于可辐射固化体系的byk-uv 3500表面添加剂、用于可辐射固化体系的byk-uv 3530表面添加剂、用于可辐射固化体系的byk-uv 3570表面添加剂和byk silclean 3710表面添加剂以改善表面可清洁性。其他合适的有机硅单体包括可以商品名tegorad 2100、tegorad 2200n、tegorad 2250和tegorad 2300有机硅丙烯酸酯单体得自弗吉尼亚州霍普维尔的赢创高施米特公司(evonik goldschmidt corporation,hopewell,va)的那些。
83.可使用烃单体来降低涂层的表面能。这些烃单体的特征在于可在表面上形成晶体结构的长侧链。合适的烃单体包括但不限于丙烯酸十八烷基酯。
84.在一个实施方案中，将低表面能单体、低聚物或聚合物以足以产生润湿张力为约20mj/m2至约40mj/m2的固化涂层的浓度加到涂料制剂中。在一些实施方案中，固化涂层的润湿张力为约30mj/m2至约36mj/m2。
85.在一些实施方案中，可辐射固化的材料在一种或多种溶剂中包含前述一种或多种低聚物、一种或多种单体和/或一种或多种聚合物以及一定量的任选的颗粒或纳米粒子，例
如以赋予书写构件提高的硬度和耐久性。在一些情况下，疏水油墨在溶剂中的稀释可以促进更快地芯吸到多孔或纤维基材中(通过降低油墨的粘度)并且可以在纤维之间留下更多互连空间。
86.纳米粒子可以是经表面改性的，这指纳米粒子具有经改性的表面以使得纳米粒子提供稳定分散体的事实。“稳定分散体”指这样的分散体：在该分散体中，胶态纳米粒子在环境条件下例如在室温(约20℃至约22℃)、大气压力并无极端电磁力下静置一段时间例如约24小时后不团聚。
87.经表面改性的胶态纳米粒子可任选地存在于用作本文中的可涂覆型组合物的聚合物涂料中，其中纳米粒子的量能有效地提高成品或光学元件的耐久性。本文中所述的表面改性的胶态纳米粒子可具有多种所需的属性，包括例如：纳米粒子与可涂覆型组合物的相容性，以使得纳米粒子在可涂覆型组合物内形成稳定的分散体；纳米粒子与可涂覆型组合物的反应性，从而使得复合材料更耐用；以及低影响或未固化组合物的粘度。可使用表面改性的组合来控制组合物的未固化和固化性质。表面改性的纳米粒子可改善可涂覆型组合物的光学和物理性质，例如，提高树脂的机械强度，在提高可涂覆型组合物中固体体积载量的同时使粘度变化最小化，以及在提高可涂覆型组合物中固体体积载量的同时保持光学清晰度。
88.在一些实施方案中，纳米粒子为表面改性的纳米粒子。合适的经表面改性的胶态纳米粒子可包括氧化物微粒。对于给定的材料，纳米粒子可在已知的粒度分布上具有一系列粒度。在一些实施方案中，平均粒度可在约1nm至约100nm范围内。粒度和粒度分布可以已知的方式确定，包括例如通过透射电子显微镜(“tem”)确定。合适的纳米粒子可包括多种材料中的任何材料，例如选自氧化铝、氧化锡、氧化锑、二氧化硅、氧化锆、二氧化钛的金属氧化物及前述两者或更多者的组合。经表面改性的胶态纳米粒子可基本上完全凝结。
89.在一些实施方案中，二氧化硅纳米粒子的粒度可为约5nm至约100nm。在一些实施方案中，二氧化硅纳米粒子的粒度可为约10nm至约30nm。二氧化硅纳米粒子可以约10phr至约100phr的量存在于可涂布组合物中。在一些实施方案中，二氧化硅纳米粒子可以约30phr至约90phr的量存在于可涂布组合物中。适用于本公开的可涂覆组合物中的二氧化硅纳米粒子可以产品名nalco colloidal silicas从伊利诺伊州纳波维尔的纳尔科化学公司(nalco chemical co.,naperville,il)商购获得。合适的二氧化硅产品包括nalco产品1040、1042、1050、1060、2327和2329。合适的热解法二氧化硅产品包括例如可得自德国哈瑙的德固赛公司(degussa ag,hanau,germany)的以aerosil系列ox-50、-130、-150和-200出售的产品以及可得自伊利诺伊州塔斯科拉的卡博特公司(cabot corp.tuscola,il)的cab-o-sperse 2095、cab-o-sperse a 105和cab-o-sil ms。对纳米微粒进行表面处理可在可涂覆型组合物(例如聚合物树脂)中提供稳定的分散体。优选地，表面处理使纳米粒子稳定，以使得这些粒子很好地分散在可涂覆型组合物中并得到基本上均匀的组合物。
90.此外，可在纳米粒子表面的至少一部分上用表面处理剂进行改性，以使得经稳定化的颗粒在固化过程中可与可涂布组合物共聚或反应。二氧化硅纳米粒子可用表面处理剂处理。适用于要包括在可涂覆组合物中的颗粒的表面处理剂包括化合物诸如异辛基三甲氧基硅烷、n-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)氨基甲酸甲氧基乙氧基乙氧基乙酯(peg3tes)、silquest a1230、n-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)氨基甲酸甲氧基乙氧基乙氧基乙酯
(peg2tes)、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(丙烯酰氧基丙基)甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基二甲基乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基二甲基乙氧基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙酰氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三苯氧基硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三异丁氧基硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、苯乙烯基乙基三甲氧基硅烷、巯基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸、甲基丙烯酸、油酸、硬脂酸、十二烷酸、2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸(meeaa)、β-羧乙基丙烯酸酯、2-(2-甲氧基乙氧基)乙酸、甲氧基苯基乙酸以及前述化合物中的两种或更多种的混合物。
[0091]
在一些实施方案中，平均粒度(例如粒径)可在约1nm至约1000nm范围内。除前述粒度外，还可以设想使用更小和更大的平均粒度。在本公开的实施方案中，至少一部分前述颗粒可以以上面描述的方式进行表面改性。在其他实施方案中，所有颗粒均是表面改性的。在其他实施方案中，所有粒子均不被表面改性。
[0092]
如将理解的，用于制备本公开的疏水区的涂料组合物可包含任选的添加剂来根据需要增强或控制特性，例如流变改性剂如jaylink流变改性剂、着色剂(例如，染料和/或颜料)、阻燃剂、抗氧化剂、稳定剂、抗臭氧剂、增塑剂、uv吸收剂、阻胺光稳定剂(hals)等。
[0093]
适于形成疏水区24、28的疏水油墨组合物可以包括任何可商购获得的油墨，该油墨对选定液体(诸如样品流体)的毛细管流动或芯吸产生期望的阻力。合适的示例包括但不限于nazdar 9400系列uv柔印油墨或op系列油墨(可得自美国堪萨斯州肖尼的纳兹达尔油墨技术公司(nazdar ink technologies,shawnee,ks,united states))，诸如9418或op 1028。在一些实施方案中，油墨组合物可通过辐射诸如紫外(uv)光硬化或固化。
[0094]
在一些实施方案中，疏水油墨组合物可以包含溶剂，该溶剂被选择为提供例如沿着基材12的纤维的最佳芯吸特性。合适的溶剂包括但不限于水、醇、醚、酮、酯，以及它们的混合物和组合。
[0095]
疏水区24、28可通过任何合适的技术用可硬化疏水油墨图案化，该技术包括但不限于涂覆、筛选、压印、印刷、光刻以及它们的组合。在一些实施方案中，图案化技术可包括将油墨组合物加热到合适的温度，使得油墨沿基材的纤维芯吸并流动，但不占据纤维之间的间隙区。疏水区24、28中的间隙区充分开放并且互连以允许一些流体在基材12的主表面17、19与21、23之间流动，但疏水区24、28中的基材12的主表面之间的流体流速显著低于亲水区26、30，使得置于亲水区26、30中的流体避开疏水区24、28并且保持在亲水区26、30中以沿着样品流动路径32前进。
[0096]
在各种实施方案中，任选连接区34、36可广泛地变化，并且可包括任何类型的粘合剂，诸如压敏粘合剂、热熔粘合剂、内聚粘合剂以及它们的混合物和组合。在本技术中，术语内聚粘合剂是指彼此粘附，但对其他非粘合表面具有低粘附性或无粘附性的粘合剂材料。
[0097]
合适的压敏粘合剂(“psa”)在本文中定义为在室温下呈现出持久粘着性的粘合剂。该性能使得仅施加轻的指压便可让压敏粘合剂进行牢固地粘附。psa具有以下性质的平
衡：粘附性、内聚性、拉伸性和弹性。粘附性既指瞬时粘附至表面上又指在施加压力后生成的粘结强度(通常测量为“剥离强度”)。内聚力指的是受到剪切力时的“抗剪强度”或所施加的psa对失效的抵抗力。延展性指在低应力下延长的能力。弹性指材料在延展时呈现回缩力并且当该力释放时材料缩回的性能。压敏粘合剂的一般性描述可在如下文献中找到：聚合物科学和工程百科全书(encyclopedia of polymer sciences and engineering)，第13卷，威利国际科学出版社(wiley-interscience publishers)(纽约(new york)，1988年)。
[0098]
在一个示例性实施方案中，本文所用的合适的内聚粘合剂包括快干粘合剂，其一旦干燥，就将产生基本上无粘性的表面，并且当置于压力下时将仅粘附到涂覆有相同粘合剂的其他表面。内聚粘合剂在环境温度与压力下自身粘结，但触摸起来基本上不粘，从而允许涂覆的基材自身折叠或卷绕并储存而不粘附到基材背衬的相对面上。
[0099]
在各种实施方案中，合适的内聚粘合剂包括胶乳或水基粘合剂组合物，其在干燥后触摸时基本上不粘，但在环境温度与100psi的压力下，并且优选地在约60psi或更低的压力下将粘附到其自身。自密封件的粘结强度可根据所用的涂层重量、压力和停留时间而变化。然而，最小移除力为至少约10克/线性英寸，通常至少约20克/线性英寸，优选地至少50克/线性英寸，并且最优选地至少约100克/线性英寸。触摸起来基本上不粘意味着干燥的组合物是不粘连的。
[0100]
内聚粘合剂进一步能够以相对高的生产速率施加到亲水基材材料上，并且能够相对快地干燥。因此，内聚粘合剂使得能够以比现有技术中使用的常规粘合剂材料快得多的生产率制造相对低成本的诊断装置。
[0101]
这种类型的粘合剂已经用于多种包装应用，包括食品(即，用于糖果包装材料，薄片等的柔性封装)；医药封装；自密封件和显窃启封套；用于纸币，餐巾和衣物的捆扎；以及保护性封装，诸如用于硬件和小部件的折叠“泡罩”包装件。
[0102]
在一些实施方案中，例如，可以使用高速印刷方法施加内聚粘合剂以降低膜厚度，进一步使得能够以比本领域中使用的常规粘合剂材料快得多的生产速率制造诊断装置。在作为示例提供而不旨在进行限制的一些实施方案中，合适的内聚粘合剂包括在氨化水的水溶液中的天然和/或合成胶乳橡胶的乳液，其固体含量在15重量％和65重量％之间。
[0103]
在作为示例提供而不旨在进行限制的一些示例性实施方案中，根据astm d1084测试方法b，在20转/分钟和23℃下，合适的内聚粘合剂的粘度可以在10厘泊(cp)和450cp之间。在一些实施方案中，内聚粘合剂的密度在25℃下可在8.0磅/加仑(lb/gal)和9.0lb/gal之间，并且碱度或ph可在9.5和12之间。
[0104]
在各种实施方案中，内聚粘合剂可以任选地包含分散剂、表面活性剂、增粘剂、异氰酸酯、抗氧化剂和消泡剂，如本领域公知的，而不偏离本公开的范围。
[0105]
在不旨在限制的本公开的至少一个实施方案中，内聚粘合剂具有以下性质：固体含量为57.5重量％，25℃下的粘度为75cp，密度为8.3lb/gal，并且ph为10.0。在本公开的至少一个实施方案中，粘合剂具有在45重量％和58重量％之间的固体含量，在23℃下在75cp和200cp之间的粘度，在℃下在8.3lb/gal和8.7lb/gal之间的密度，以及10至11的ph。
[0106]
在一些实施方案中，机械紧固件可用于单独地或与上述粘合剂层中的任一者结合维持诊断装置的上覆层或面板中的亲水区中的一个或多个亲水区的对准。合适的机械紧固件包括但不限于塑料或金属夹具、钉、松紧带诸如塑料或橡胶带、塑料束线带以及它们的组
合。机械紧固件还可用于压缩多孔基材层的堆叠并维持层之间的紧密接触，这在一些示例中可减少层之间的芯吸时间。各层中的亲水区应彼此紧密接触，使得液体在纸孔内流动，而不是在堆叠的层之间的间隙中流动。在一些示例中，可通过沿着多孔基材的边缘或折痕放置夹持机械紧固件的臂来增强堆叠的层之间的紧密接触。
[0107]
可以在整个装置上或在折叠边缘处施加压缩。压缩该装置可以在诊断装置的层之间提供紧密接触，这可以通过避免空气间隙来改善流体通过层的流动。在实施方案中，可能有利的是仅在边缘处压缩该装置。已经发现，装置的过度压缩降低了亲水区的孔隙率并抑制了流体通过层的流动。当装置的边缘是干的或湿的时，可以实现装置的压缩。当不希望润湿该装置时，干压缩可能是有利的。湿压缩可以通过降低在装置边缘处弯曲纤维的阻力而有利。装置的润湿可通过沿着装置的边缘施加少量水来实现。压缩通过经高压使装置边缘处的纤维弯曲或断裂来降低折叠装置的弹性。压缩该装置的附加方法包括心轴压机、夹辊、本领域已知的其他方法。
[0108]
通常，多种试剂40可设置在诊断装置10的亲水区26、30中的测试区域42中或与该测试区域流体连通，以检测样品流体中的一种或多种分析物。这些试剂包括但不限于抗体、核酸、适体、分子印迹聚合物、化学受体、蛋白质、肽、无机化合物和有机小分子。在给定装置中，一种或多种试剂可以(通过非特异性相互作用非共价地)，或共价地(作为酯、酰胺、亚胺、醚，或通过碳-碳、碳-氮、碳-氧、或氧-氮键)吸附到一个或多个亲水区26、30。
[0109]
测定中所需的任何试剂40可被设置在与亲水区26、30内的测试区域42以及样品流动路径32流体连通的单独吸附剂层内或其中。示例性测定试剂包括蛋白质测定试剂、免疫测定试剂(例如，elisa试剂)、葡萄糖测定试剂、乙酰乙酸钠测定试剂、亚硝酸钠测定试剂或它们的组合。在不旨在进行限制的各种实施方案中，诊断装置10可包括阻断剂、酶底物、特异性结合试剂诸如抗体或sfv试剂、标记的结合剂例如标记的抗体，它们可设置在装置中的一个或多个亲水区26、30内或与其流体连通，或者设置在其构造为测试区域42的特定区域中。
[0110]
在一些实施方案中，可以用酶或有色颗粒来标记结合剂，例如抗体，以允许对样品流体中分析物的存在或浓度进行比色评估。例如，结合剂可以用胶体金颗粒等作为成色标记物质进行标记。在涉及酶作为标记的情况下，例如碱性磷酸酶、辣根过氧化物酶、荧光素酶或β-半乳糖苷酶，酶底物可设置在装置中的亲水区26、30中的一者内或与其流体连通。这些酶的示例性底物包括bcip/nbt、3,3',5,5'-四甲基联苯胺(tmb)、3,3'-二氨基联苯胺(dab)和2,2'-连氮基-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(abts)、4-甲基伞形磷酸、3-(4-羟基苯基)-丙酸或4-甲基伞形基-β-d-半乳糖苷等。在各种实施方案中，试剂40在沿着样品路径32的一个或多个测试区域42中显色(包括从白色到黑色的渐变)作为样品中分析物的存在、不存在或浓度的指示。
[0111]
在一些实施方案中，装置可包括沿着样品流动路径设置的许多试剂40，每个试剂可与不同的分析物反应以产生可检测的效果。另选地，试剂40可以对单个分析物的预定浓度敏感。
[0112]
在一些实施方案中，试剂40可以包括在亲水区26、30或样品流动路径32内或与其流体连通的洗涤试剂或多种洗涤试剂，诸如缓冲液或表面活性剂溶液。洗涤试剂用于通过移除亲水区26、30内的未结合物质来洗涤分析物。例如，合适的洗涤缓冲液可包含pbs、去污
剂、表面活性剂、水和盐。洗涤试剂的组成将根据特定测定的要求而变化，诸如用于确定测试样品中目标分析物的存在的特定捕获试剂和指示剂试剂，以及分析物本身的性质。
[0113]
另选地，可以如下洗涤使用本文公开的装置的反应步骤。在某些实施方案中，限定的亲水区26、30不包含试剂40。在这种情况下，然后将水或缓冲液添加到装置10的亲水区26、30，并且流体沿着样品流动路径32通过装置，以提供用于流体样品中的分析物的洗涤步骤。此类洗涤步骤可用于移除未结合的分析物或为检测分析物的存在而添加的其他组分。
[0114]
亲水区26、30可包括一个或多个测试区域42，该测试区域可用于执行一种或多种测定以用于检测样品流体中的多种分析物。一个或多个亲水区26、30可以用试剂40处理，该试剂响应样品流体中分析物的存在并提供样品流体中分析物存在的指示剂。在一些实施方案中，样品流体中分析物的检测是肉眼可见的，并且可以提供分析物存在的颜色指示剂。在各种实施方案中，指示剂可以包括在分析物存在下变成有色，在分析物存在下改变颜色，或在分析物存在下发射荧光、磷光或冷光的分子。在其他实施方案中，放射、磁、光和/或电测量可用于确定样品流动路径32中蛋白质、抗体或其他分析物的存在。
[0115]
在某些实施方案中，可以通过应用免疫测定原理的直接或间接检测方法(例如夹心或竞争性免疫测定或elisa)来检测分析物。
[0116]
在一些实施方案中，为了检测特定蛋白质，亲水区26、30的一个或多个区域可以用试剂40(诸如抗体、配体、受体或与样品流体中的蛋白质选择性地结合或相互作用的小分子)衍生。例如，为了检测样品中的特定抗原，亲水区26、30的测试区域42可以用试剂(诸如与该抗原选择性地结合或相互作用的抗体)衍生。另选地，为了检测样品流体中特异性抗体的存在，亲水区26、30的测试区域42可以用与该抗体结合或相互作用的抗原衍生。例如，试剂40(诸如小分子和/或蛋白质)可使用与用于将分子固定在珠或载玻片上的化学相似的化学品，或使用用于将分子连接到碳水化合物的化学品，共价连接到亲水区26、30。在替代实施方案中，可通过施加含有试剂的溶液且允许溶剂蒸发(例如，将试剂沉积到亲水区中)来将试剂40施加和/或固定在亲水区26、30中。试剂可以通过物理吸附而固定到多孔基材上，这是通过其他非共价相互作用实现的。
[0117]
某些分析物与一些试剂的相互作用可能不会导致可见的颜色变化，除非分析物先前被标记。本文所公开的装置可被另外处理以添加染色剂或标记的蛋白质、抗体、核酸或其他试剂，它们在结合到设置在样品流动路径32中的试剂40之后结合到目标分析物，这产生可见的颜色变化。例如，装置10可以包括分离区域，该分离区域已经包含染色剂或标记试剂的，并且包括这样的机构，通过该机构，染色剂或标记试剂可以被容易地引入到样品流动路径中，以在其结合到试剂40之后结合到目标分析物。或者，例如，装置10可设置有单独的通道，该通道可用于在目标分析物结合到样品流动路径中的试剂之后，使染色剂或标记试剂从亲水区26、30的不同区域沿着到该目标分析物的样品流动路径32流动到测试区域42中。在一个实施方案中，该流动以一滴水或一些其他流体开始。在另一个实施方案中，将试剂和标记的试剂施加在装置中的相同位置处，例如在沿着样品流动路径32的亲水区26、30中的一者的测试区域42中。
[0118]
在一个示例性实施方案中，elisa可用于以高特异性检测和分析宽范围的分析物和疾病标志物，并且elisa的结果可通过适当选择酶和底物进行比色定量。
[0119]
检测样品流体中的分析物可以包括以下附加步骤：产生指示显影的测试区域42的
图像和测定结果的数字数据，以及远程地传输数据用于进一步分析以获得诊断信息或者将测定结果存储在适当的数据库中。一些实施方案还包括可用于在液体沉积之后对装置进行成像以基于装置的比色响应的强度获得关于分析物的量的信息的设备。在一些实施方案中，设备例如经由蜂窝电话通信信道建立与场外人员的通信链路，该场外人员基于由设备获得的图像执行分析。
[0120]
在不旨在进行限制的一些示例性实施方案中，整个测定可以在少于30分钟、20分钟、15分钟、10分钟或5分钟内完成。在一些示例性实施方案中，装置10可以具有约500pm、250pm、100pm、1pm、500fm、250fm或100fm的检测极限。
[0121]
本发明的诊断装置10可用于测定小体积的流体样品。在各种实施方案中，可被测定的流体样品包括但不限于生物样品，诸如尿液、全血、血浆、血清、痰液、脑脊液、腹水、泪水、汗液、唾液、粪便、龈沟液或组织提取物。在一些实施方案中，要测定的流体样品的体积可以是例如来自手指针刺的一滴血液，或例如来自新生儿或小动物的少量尿液样品。在一些实施方案中，样品流体是环境样品，诸如从河流、湖泊、海洋等获得的水样品，或工业流体的样品。装置10还可适用于测定非水性流体样品以检测环境污染。
[0122]
在一些实施方案中，单滴液体(例如，来自针刺手指的一滴血液)足以执行提供简单的是/否答案的测定以确定样品流体中分析物的存在，或者对样品中存在的分析物的量进行半定量测量，例如，通过执行测定强度与校准比色图表的视觉或数字比较。然而，为了获得液体中分析物的定量测量，通常在装置中沉积限定体积的流体。因此，在一些实施方案中，限定体积的流体(或足够接近限定体积以提供合理精确的读数的体积)可以通过图案化亲水基材12以包括接受限定体积的流体的样品孔来获得。例如，在全血样品的情况下，受试者的手指可以被针刺，然后压在样品孔上直到孔被填满，从而提供限定体积的令人满意的近似。
[0123]
包括在装置10中的测定试剂被选择为提供样品流体中一种或多种分析物的存在的可见指示。可以使用所公开的装置检测的分析物的来源或性质不是限制性的。示例性分析物包括但不限于毒素、有机化合物、蛋白质、肽、微生物、细菌、病毒、氨基酸、核酸、碳水化合物、激素、类固醇、维生素、药物、污染物、杀虫剂以及上述物质中的任一者的代谢物或抗体。分析物还可以包括任何抗原物质、半抗原、抗体、大分子以及它们的组合。例如，使用所公开的装置的免疫测定可适用于具有特异性结合抗原的已知抗体的抗原。
[0124]
在示例性实施方案中，所公开的装置可用于检测一种或多种病毒抗原、细菌抗原、真菌抗原、或寄生虫抗原、癌抗原的存在或不存在。
[0125]
示例性的病毒抗原可以包括衍生自例如甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒或戊型肝炎病毒、人免疫缺陷病毒(hiv)、单纯疱疹病毒、埃博拉病毒、水痘带状疱疹病毒(导致水痘和带状疱疹的病毒)、禽流感病毒、sars病毒、mers病毒、爱泼斯坦病毒、鼻病毒、冠状病毒(例如，covid19冠状病毒)和柯萨奇病毒的那些病毒抗原。
[0126]
示例性细菌抗原可包括衍生自例如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、幽门螺杆菌、牛链球菌、化脓性链球菌、肺炎链球菌、单核细胞增生李斯特氏菌、结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌、白喉棒状杆菌、伯氏疏螺旋体、炭疽杆菌、蜡样芽孢杆菌、肉毒梭菌、艰难梭菌、伤寒沙门氏菌、霍乱弧菌、流感嗜血杆菌、百日咳博德特氏菌、鼠疫耶尔森菌、淋病奈瑟氏菌、梅毒螺旋体、菌质属、嗜肺军团菌、伤寒立克次体、沙眼衣原体、痢疾志贺菌和霍乱弧菌的那些细
菌抗原。
[0127]
示例性的真菌抗原可以包括衍生自例如脚癣、体癣、股癣、甲癣、卡氏枝孢菌(cladosporium carionii)、粗球孢子菌(coccidioides immitis)、念珠菌属(candida sp.)、烟曲霉菌(aspergillus fumigatus)和卡氏肺囊虫(pneumocystis carinii)的那些真菌抗原。
[0128]
示例性寄生虫抗原包括衍生自例如兰伯氏贾第虫(giardia lamblia)、利什曼虫属(leishmania sp.)、锥虫属(trypanosoma sp.)、毛滴虫属(trichomonas sp.)和疟原虫属(plasmodium sp.)的那些寄生虫抗原。
[0129]
示例性癌抗原可包括例如在结肠癌、胃癌、胰腺癌、肺癌、卵巢癌、前列腺癌、乳腺癌、肝癌、脑癌、皮肤癌(例如，黑素瘤)、白血病、淋巴瘤或骨髓瘤中表达的抗原。
[0130]
在其他实施方案中，测定试剂可与一种或多种代谢化合物反应。示例性代谢化合物包括例如蛋白质、核酸、多糖、脂质、脂肪酸、氨基酸、核苷酸、核苷、单糖和二糖。例如，测定试剂被选择为对葡萄糖、蛋白质、脂肪、血管内皮生长因子、胰岛素样生长因子1、抗体和细胞因子中的至少一者的存在作出反应。
[0131]
现在参考图2a至图2b，诊断装置110的另一个实施方案包括细长的基本上平面的亲水基材112，其具有第一端113、第二端115以及在第一端113和第二端115之间的至少一个折叠区114。折叠区114将亲水基材112分成第一片状部分116和第二片状部分118，每个片状部分相对于折叠区114占据基本上平行的平面。第一基材部分116包括第一主表面117和第二主表面119，而第二基材部分118包括第一主表面121和第二主表面123。在图2a的实施方案中，基材116的第一部分和基材118的第二部分覆盖在彼此上，使得相应主表面119和121彼此相邻。
[0132]
第一基材部分116包括第一疏水区124和第一亲水区126，而第二基材部分118包括第二疏水区128和第二亲水区130。疏水区124、128各自抵抗沿着箭头a的方向的流体流，该方向沿着基材部分116、118的厚度或沿着三维诊断装置110的z轴对准。亲水区126、130彼此配准对准，使得置于第一亲水区126(在图2a中未示出)上的流体样品可以使用例如芯吸或毛细管作用沿着样品流动路径132流动，以在第一基材部分116和第二基材部分118之间提供流体连通，使得流体样品芯吸到第二亲水区130中。
[0133]
亲水区126、130中的一者或两者的全部或一部分可包括测试区域142，其中可以为用户显示诊断装置110的分析结果或输出，以及在测试区域142中或与测试区域142流体连通的一种或多种试剂140。设置在样品流动路径132中的一种或多种试剂140被选择为提供样品流体中分析物的存在、不存在或浓度中的至少一者的指示。在各种实施方案中，试剂140被施加到亲水区126、130中的一者或两者的全部或一部分，可以在装置110的另一部分中并且与流动路径132流体连通，或者可以在将流体样品施加到样品流动路径132之前或之后施加到样品流动路径132。
[0134]
诊断装置110包括在第一基材部分116的第二主表面119上的规则或不规则的网格或网孔状第一连接区154。如在图2c的示例性实施方案中示意性示出的，第一连接区154包括基本上彼此垂直对准的网格线153、155。
[0135]
在一些实施方案中，诊断装置110还包括在第二基材部分118的第一主表面121上的任选网格或网孔状第二连接区156。
[0136]
网格状连接区154、156被构造成在网格线153、155之间包括足够的开放区域160，以允许样品流体沿样品流动路径132芯吸并从第一亲水区126流动到第二亲水区130，同时将第一基材部分116粘附到第二基材部分118并维持亲水区126、130的配准以保留样品流动路径132的对准(图2b)。连接区154、156中的网格线153、155与疏水区124、128一起防止样品流体沿着垂直于样品流动路径132的方向a的方向b流动。
[0137]
在各种实施方案中，连接区154、156可包括上述任何类型的粘合剂，诸如压敏粘合剂、热熔粘合剂、内聚粘合剂等。在一些实施方案中，可以通过喷涂、印刷或使用转移粘合剂来施加粘合剂，这提供足够开放的结构以允许样品流体在装置的层或面板之间的芯吸。
[0138]
现在参考图3a，细长幅材200的一部分包括亲水基材212，该亲水基材包括第一端213和第二端215。幅材200包括多个幅材区270a-270e，它们由分离区域272a-272d分开。在图3a的实施方案中，每个幅材区270a-270e包括疏水区224a-224e和亲水区226a-226e。在一些实施方案中，分离区272没有疏水区，但是这样的布置不是必需的。在图3a的实施方案中，疏水区224a-224e和亲水区226a-226e具有相同的形状，但在一些实施方案中，疏水区域和亲水区域可具有不同的形状，这取决于具体诊断测定的要求。
[0139]
在图3a的实施方案中，幅材区270a和270b还包括围绕亲水区226a、226b的连接区234a、234b。此外，在图3a的实施方案中，幅材区270d包括例如压敏粘合剂(psa)的图案化连接区254。
[0140]
如图3b所示，图3a的幅材200可以在箭头c的方向上沿着分离区272a-272d折叠，以形成包括上覆且基本上平行的面板270a-270e的诊断装置300。当这样折叠时，连接区234a和234b结合在一起以粘附并维持面板270a-270b的配准，并且图案化连接区254维持面板270c-270d的配准。面板270a-270e的配准维持亲水区226a-226e的对准，这允许样品流体沿着样品流动路径232流动通过亲水区226a-226e。虽然在图3a至图3b中未示出，但是可以使用具有任何合适形状或构型的附加连接区来维持面板270b-270c和270d-270e中的亲水区的对准。在一些实施方案中，机械紧固件(在图3a至图3b中未示出)也可以单独使用或与粘合剂连接区结合使用，以维持面板270a-270e中的任一者或全部的对准。
[0141]
如上所述，一种或多种试剂(在图3b中未示出)可以包括在亲水区226a-226e(图3a)中的任一者或全部中，并且面板270a-270e中的一者或多者可以包括测试区域以指示样品流体中分析物的存在、不存在或浓度中的至少一者。
[0142]
在一些实施方案中(在图3a至图3b中未示出)，每个幅材区270a-270e可以印刷在单独的幅材或幅材区域上。在进一步处理幅材之后，然后可以将各个幅材区270-270e对准，以期望的顺序置于彼此之上，并堆叠以形成合适的诊断装置。然而，在一些情况下，与图3a至图3b中描述的折叠过程相比，这种过程中的对准和堆叠步骤可能增加诊断装置的总制造成本。
[0143]
在又一方面，本公开涉及包括上文所示的诊断装置的实施方案中的任一个实施方案的测定方法。参考图1a至图1b中所示的诊断装置10，示例性测定方法包括将包含分析物的流体样品添加到亲水区26、30，使得样品流体通过毛细管作用沿着样品流动路径32进入并芯吸。在一些实施方案中，还可以将水或缓冲液添加到亲水区26、32以帮助样品流体沿着样品流动路径32移动。
[0144]
亲水区26、30内的测试区域42，或整个亲水区26、30上的视觉或机器检查允许确定
流体样品中分析物的存在、不存在或浓度中的至少一者。例如，在一些实施方案中，测定方案产生颜色反应，其包括从黑色到白色的灰度显影，以及检查亲水区26、30内的测试区域42中或整个亲水区26、30内的颜色的显影或强度，以确定分析物的存在、不存在或浓度。
[0145]
在一个实施方案中，可以使用所公开的装置进行elisa测试。该方法可以包括以下步骤：(1)将样品添加到该装置中，其中该样品沿着该样品流动路径32直接芯吸穿过亲水区26、30；(2)将分析物与经标记的抗体沿着流动路径32结合并进入测试区域42；以及将分析物结合到测试区域42中的抗原；以及任选地用缓冲液(诸如pbs)洗涤亲水区26、30以观察测试区域42中的结果。
[0146]
在图7a至图7b所示的另一实施方案中，诊断装置410包括传感器堆叠480，该传感器堆叠由诸如纸之类的多孔材料的多个上覆的基本上平面的面板434a-434d形成。如上所述，面板434a-434d可以是多孔材料的离散块，或者可以是折叠以形成单独面板的多孔材料的连续幅材。传感器堆叠的面板434a-434d中的每一者包括疏水区424和亲水区426。亲水区426基本上彼此对准以提供沿着箭头a的方向从传感器堆叠480的第一主表面417到其第二主表面423穿过其的样品流动路径。
[0147]
亲水区426a提供了暴露的样品端口，样品流体被置于该样品端口上以在传感器堆叠480中进行分析，并且如上面详细讨论的，样品流体通过芯吸或毛细管作用在箭头a的方向上移动通过面板434a-434d。芯吸层482包括在传感器堆叠480的第二主表面423上的第一主表面481，以及暴露的第二主表面483。芯吸层482在各种实施方案中由纸、织造材料、非织造材料、玻璃纤维等制成，其有助于将样品流体抽吸通过相应面板434a-434d中的亲水区426a-426d，以增加毛细管作用过程的速度和效率。在一些实施方案中，由亲水区426a形成的样品端口可以任选地被着色以增强与周围疏水区424a的对比度并且提供用于将样品置于传感器堆叠480上的引导。在一些实施方案中，亲水区426d也可以被着色以提供用于读取的色区，以便读取用传感器堆叠480执行的测定的结果。
[0148]
在不旨在进行限制而被提供为示例的一个实施方案中，包括样品流体、溶剂、试剂等的样品溶液(在图7a至图7b中未示出)被置于样品端口426a上。然后将洗涤溶液施加到样品端口426a，并且样品溶液经由毛细管作用向下移动通过传感器堆叠480的相应面板434a-434d的亲水区426a-426d。
[0149]
现在参考图7c至图7d，一旦样品溶液到达由面板434d中的亲水区426d形成的色区，装置410就可被重新取向，使得芯吸层482的第二主表面483朝向用户面向上。如图7d所示，芯吸层482的第一主表面481可与传感器堆叠480的第二主表面423分开，以形成芯吸垫，该芯吸垫暴露传感器堆叠480的第二主表面423上的颜色端口426d。有色溶液可以任选地施加到颜色端口426d，并且在预定的测试时间之后，可以观察颜色端口426d以确定样品中分析物的存在或不存在。
[0150]
现在参考图8a至图8b，在另一个实施方案中，诊断装置510包括传感器堆叠580，该传感器堆叠由多孔材料的多个上覆的基本上平面的面板534a-534d形成。传感器堆叠的面板534a-534d中的每一者包括疏水区524和亲水区526。亲水区526基本上彼此对准以提供沿着箭头a的方向从传感器堆叠580的第一主表面517到其第二主表面523穿过其的样品流动路径。
[0151]
亲水区526a提供了暴露的样品端口，样品流体被置于该样品端口上以在传感器堆
叠580中进行分析，并且如上面详细讨论的，样品流体通过芯吸或毛细管作用在箭头a的方向上移动通过面板534a-534d。芯吸层582包括在传感器堆叠580的第二主表面523上的第一主表面581，以及暴露的第二主表面583。
[0152]
在一些实施方案中，由亲水区526a形成的样品端口可以任选地被着色以增强与周围疏水区524a的对比度并且提供用于将样品置于传感器堆叠580上的引导。在一些实施方案中，亲水区526d也可以被着色以提供用于读取的色区，以便读取用传感器堆叠580执行的测定的结果。
[0153]
芯吸层582通过铰链584接合到传感器堆叠580的侧壁585。在图8a的实施方案中，铰链584附接到面板534d和芯吸层582的第一主表面581。铰链584可以广泛地变化，并且可以包括连接传感器堆叠580和芯吸层582的任何类型的机构。在不旨在进行限制的一个示例性实施方案中，铰链584是粘合剂条带。
[0154]
在不旨在进行限制而被提供为示例的一个实施方案中，包括样品流体、溶剂、试剂等的样品溶液(在图8a至图8b中未示出)被置于样品端口526a上。然后将洗涤溶液施加到样品端口526a，并且样品溶液经由毛细管作用向下移动通过传感器堆叠580的相应面板534a-534d的亲水区526a-526d。
[0155]
现在参考图8b，一旦样品溶液到达由面板534d中的亲水区526d形成的色区，芯吸层582的第一主表面581就可通过围绕铰链584旋转传感器堆叠而与传感器堆叠580的第二主表面523分开。旋转步骤暴露传感器堆叠580的第二主表面523上的颜色端口526d。有色溶液可以任选地施加到颜色端口526d，并且在预定的测试时间之后，可以观察颜色端口526d以确定样品中分析物的存在或不存在。
[0156]
在图9a至图9b所示的另一实施方案中，诊断装置610包括传感器堆叠680，该传感器堆叠由多孔材料的多个上覆的基本上平面的面板634a-634d形成。传感器堆叠的面板634a-634d中的每一者包括疏水区624和亲水区626。亲水区626基本上彼此对准以提供沿着箭头a的方向从传感器堆叠680的第一主表面617到其第二主表面623穿过其的样品流动路径。
[0157]
亲水区626a提供了暴露的样品端口，样品流体被置于该样品端口上以在传感器堆叠680中进行分析，并且如上面详细讨论的，样品流体通过芯吸或毛细管作用在箭头a的方向上移动通过面板634a-634d。芯吸层682包括在传感器堆叠680的第二主表面623上的第一主表面681，以及第二主表面683。
[0158]
在一些实施方案中，由亲水区626a形成的样品端口可以任选地被着色以增强与周围疏水区624a的对比度并且提供用于将样品置于传感器堆叠680上的引导。在一些实施方案中，亲水区626d也可以被着色以提供色区，以便读取用传感器堆叠680执行的测定的结果。
[0159]
传感器堆叠680被封装层686上覆。封装层686可以广泛地变化，并且可以包括例如聚合物膜、塑料模制盖等。在一些实施方案中，封装层686是弹性聚合物膜，其接触传感器堆叠680的第一主表面617并将传感器堆叠680压靠在芯吸层682的第一主表面681上。在一些示例中，这种压缩可以改善通过传感器堆叠680中的面板634a-634d的芯吸。在一些示例中，封装层686可以任选地包括与传感器堆叠680的亲水区626a对准的进入端口687。在图9a的实施方案中，封装层686通过铰链684附接到芯吸层682的第一主表面681。
[0160]
在不旨在进行限制而被提供为示例的一个实施方案中，包括样品流体、溶剂、试剂等的样品溶液(在图9a至图9b中未示出)被置于样品端口626a上。样品溶液和流体可以任选地通过封装层686中的进入端口687插入。然后将洗涤溶液施加到样品端口626a，并且样品溶液经由毛细管作用向下移动通过传感器堆叠680的相应面板634a-634d的亲水区626a-626d。
[0161]
现在参考图9b，一旦样品溶液到达由面板634d中的亲水区626d形成的色区，封装层686就可以通过拉动封装层686上的边缘688或突片而与芯吸层682的第一主表面681分开。封装层686围绕铰链684旋转，并且该旋转重新取向附接到其的传感器堆叠以暴露传感器堆叠680的第二主表面623上的颜色端口626d。有色溶液可以任选地施加到颜色端口626d，并且在预定的测试时间之后，可以观察颜色端口626d以确定样品中分析物的存在或不存在。
[0162]
在各种实施方案中，以上图7至图9的芯吸层可包括单层，或可包括多个子层。每个层可具有相同或不同的组成，该组成被选择为提供要由芯吸层控制的特定样品或溶液的期望扩散率和芯吸时间。在不旨在进行限制的一个示例中，芯吸层可包括具有添加的纤维(诸如玻璃纤维)的层或子层，以控制该层中的扩散率。例如，具有更大量玻璃纤维的层将倾向于具有增加的芯吸时间。
[0163]
在一个示例性实施方案中，为了进一步增强从上覆传感器堆叠到芯吸层中的芯吸速率，传感器堆叠面板中的至少一些面板，或芯吸层的子层中的一些子层，或这两者可任选地包括至少一个特征以限制跨过面板或层的横向流动。
[0164]
例如，如图10a所示，芯吸层782包括切割线789的图案，该切割线被构造成置于传感器堆叠的亲水区之下。在一些示例中，切割线789可通过激光、用刀片切割等方式形成。在不旨在进行限制而被提供为示例的图10a的实施方案中，切割线789的每个图案包括基本上正方形的中心区790和在中心区790的每个拐角处的窄通道791。在芯吸层782的中心区790浸透有流体后，流体随后必须通过窄通道791朝向芯吸层的拐角芯吸。质量传递与通道的横截面积成比例，而与通道长度的平方成反比，这具有限制远离中心区790的横向流动的效果。
[0165]
现在参考图10b，传感器堆叠880包括四个上覆面板834a-834d，为了清楚起见，这些面板分开示出。面板834a-834d中的每一者包括多个相对较小的上覆亲水区826a-826d，被疏水区824a-824d分开。面板834b-834d各自包括亲水材料889的图案，该图案包括连接到亲水区826b-826d的窄通道891，该窄通道继而通向中心亲水区890。当样品流体(在图10b中未示出)被施加到小亲水区826a时，样品流体沿着箭头a的方向芯吸到下面的亲水区826b-826d，并且通过窄通道891抽吸到较大中心区890中。窄通道891提供样品流体从小端口826a到较大中心区890的增强的质量传递。
[0166]
现在参考图11，测定装置910的实施方案包括由多孔材料的多个上覆平面面板934形成的传感器堆叠980。在一些实施方案中，传感器堆叠由单块多孔材料形成，该单块多孔材料被折叠成多个覆平面面板934。传感器堆叠980包括第一主表面917和第二主表面923。传感器堆叠980的面板934包括疏水区和亲水区(在图11中未示出)，其中每个面板中的亲水区覆盖在彼此上并且彼此对准，以提供样品流动路径，以用于使流体样品沿着箭头a的方向通过传感器堆叠从一个面板迁移到另一个面板。
[0167]
如在上述实施方案中所讨论的，测定装置910还包括芯吸层982，该芯吸层具有与传感器堆叠980的第二主表面923相邻的第一主表面981，以及第二主表面983。如上所述，芯吸层982可以是单层，或者可以包括多个子层。在一些实施方案中，芯吸层的子层可任选地用粘合剂粘结在一起，并且在一些示例中，粘合剂可被定位成进一步增强传感器堆叠的亲水区之间的流动，或者增强子层中的横向流动控制特征的性能。
[0168]
任选的弹性元件992(诸如泡沫层或者吸墨纸的折叠或堆叠层)位于芯吸层982的第二主表面983附近。在一些实施方案中，弹性元件992可以任选地包括在传感器堆叠980的亲水区下面的孔的布置(在图11中未示出)。孔的存在在传感器堆叠980的平面面板943的边缘上施加压力，以增强从传感器堆叠980到芯吸层982中的芯吸。在一些示例中，弹性元件992是泡沫聚合物材料。
[0169]
弹性元件992的第二主表面995与背衬层994相邻，该背衬层可包括单层或多层材料。在不旨在进行限制的各种示例性实施方案中，背衬层994可以是纸、聚合物膜、塑料片、模制塑料托盘以及它们的组合。背衬层994应该足够硬以提供维持传感器堆叠980的对准和支撑，并且在一些实施方案中可以形成测定装置910的外部封装。例如，在一些实施方案中，背衬层994可以是硬纸板的衬料卡、聚合物带等。
[0170]
在一些实施方案中，任选的芯吸控制层996可位于传感器堆叠980的第二主表面923和芯吸层982的第一主表面981之间。芯吸控制层996可包括单层或多个子层，并且在一些实施方案中为非织造材料。芯吸控制层996的厚度或该层的组分的低扩散率可用于控制样品流体从传感器堆叠980的亲水区到芯吸层982的质量传递。跨过芯吸控制层996的质量传递将与层的厚度直接相关地减少，并且将与制造该层的材料的扩散率成反比。
[0171]
在一些实施方案中，测定装置910包括覆盖在传感器堆叠980的第一主表面917上的任选覆盖层998。在各种实施方案中，覆盖层998可以是聚合物膜、塑料片等。在一些示例中，覆盖层998是刚性塑料片，该刚性塑料片包括覆盖在传感器堆叠980的亲水区上的孔(在图11中未示出)。
[0172]
在一些实施方案中，测定装置还包括外封装层999，该外封装层覆盖在覆盖层998(如果存在的话)或传感器堆叠980的第一主表面917上。在一些实施方案中，外封装层999是具有粘附到背衬层994的表面1001的粘合剂层1000的聚合物带构造。
[0173]
在一些示例中，外封装层999是超声焊接到背衬层994的表面1001的无粘合剂聚合物膜。在一些示例中，外封装层999包括“易开”特征，诸如可以提供对传感器堆叠980的亲水区的接近的突片或可剥离部分。
[0174]
在一些实施方案中，外封装层999的聚合物膜具有弹性特性并且沿着箭头a的方向在传感器堆叠980上施加压缩力，以促进最佳的流体输送速率并且避免其堆叠或折叠面板934之间的横向毛细管流动。在一些实施方案中，外封装层包括覆盖在覆盖层998和传感器堆叠980的亲水区中的孔上的孔(在图11中未示出)。覆盖层998和外封装层999中的上覆孔允许将样品流体通过封装层999和覆盖层998施加到传感器堆叠980的亲水区上。
[0175]
在一些实施方案中，可以是单面或双面的粘合剂层1002可任选地用于粘结芯吸层982和弹性元件992，或者将弹性元件992粘结到背衬层994，或两者皆可。在一些示例中，传感器堆叠980的第二主表面923上的粘合剂突片1004的任选布置可以用于将传感器堆叠980牢固地粘结到外封装层999。在一些示例中，粘合层1002或粘合剂突片1004中的一些或全部
可用超声焊接来代替。
[0176]
在另一方面，本公开涉及一种试剂盒，该试剂盒包括诊断装置10和可用于对选定分析物执行测定的其他设备。例如，试剂盒可以任选地包括纯化水和/或缓冲液(例如，pbs)的一个或多个小瓶，合适试剂的一个或多个小瓶，用以获得血液样品的装置(例如，进行针刺的装置)，用于收集尿样品或唾液样品或其他体液的装置，或用于将水和/或缓冲液转移至装置的移液管。此外，试剂盒可以包括用于定量颜色反应的说明书或比色图表。
[0177]
现在将在以下的非限制性实施例中进一步描述本公开的设备和方法。
[0178]
实施例
[0179]
实施例1
[0180]
使用flexiproof 100印刷系统(得自英国赫特福德郡的rk工业公司(rk industries,herts,united kingdom))，将柔性版油墨(9418，得自堪萨斯州肖尼的纳兹达尔油墨技术公司(nazdar ink technologies,shawnee,kans))印刷在whatman 1级过滤器(得自新泽西州皮斯卡塔韦的ge医疗生命科学公司(ge healthcare life sciences,piscataway,nj))纸基材上。通过使用38.75微米(250亿立方微米(bcm))，35.4行/厘米(90行/英寸)网纹辊以形成5.08cm(2英寸)直径的圆来完成印刷。在印刷之后，将印刷的纸样品在177℃(350℉)下加热八分钟，并且将油墨通过暴露于fusion高强度uv固化系统(得自英国汉普郡的fusion uv系统公司(fusion uv systems inc,hampshire,united kingdom))的uv辐射来固化，该系统配备有h灯泡并且以1.5米(5英尺)/分钟传送，以在纸样品上形成疏水区。在固化后，通过将染色的去离子水沉积到非印刷区域中并目视检查染色水的扩散来测试印刷的纸样品的性能。将染料添加到水中以帮助观察。
[0181]
图4a至图4b示出用染色水测试后的印刷纸的图像。染色水使大部分未印刷区域饱和，但不会芯吸到印刷区域以及印刷区域边界附近的区域中。该油墨在其中具有颜料颗粒(它们显示为蓝色)，其不沿着纤维芯吸，而油墨的聚合物组分沿着纤维芯吸，从而在印刷图案周围产生疏水区域。灰色水停留在产生的疏水边界处。
[0182]
进行测试以显示纸的体积疏水区域保持足够的流体渗透性。从印刷纸上切下5.08cm(2英寸)直径的圆盘。将纸样品插入标准过滤器外壳中，并且将具有一米水头压力的水管线连接到过滤器外壳，并测量流出量。有关测试结果，参见下表1和图5。
[0183]
表1
[0184]
样品平均流速(ml/s)对照4.56100％easy release2.3680％easy release2.2460％easy release2.08nazdar 94181.70nazdar 10281.90蜡0.23
[0185]
实施例2
[0186]
使用op 1028油墨(得自堪萨斯州肖尼的纳兹达尔油墨技术公司(nazdar ink technologies,shawnee,kans))代替9418油墨，如实施例1所述产生样品。进行测试以显示
印刷纸的体积疏水区域保持足够的流体渗透性。从印刷纸上切下5.08cm(2英寸)直径的圆盘。将纸样品插入标准过滤器外壳中，并且将具有一米水头压力的水管线连接到过滤器外壳，并测量流出量。有关测试结果，参见表1和图5。
[0187]
实施例3-5
[0188]
使用剥离油墨uvf03408(uv easy release)(得自明尼苏达州罗杰斯的弗林特集团公司(flintgroup,rogers,mn))代替9418油墨，如实施例1所述产生三个样品。第一样品未稀释。在施加油墨之前，第二样品通过加入20％异丙醇(ipa)溶剂来稀释剥离油墨。在施加油墨之前，第三样品通过添加40％ipa溶剂来稀释剥离油墨。具有含溶剂油墨的样品在室温下干燥15分钟。进行测试以显示印刷纸的体积疏水区域保持足够的流体渗透性。从印刷纸上切下5.08cm(2英寸)直径的圆盘。将纸样品插入标准过滤器外壳中，并且将具有一米水头压力的水管线连接到过滤器外壳，并测量流出量。有关测试结果，参见表1和图5。
[0189]
比较例1
[0190]
通过在65.6℃(150℉)下熔融batik蜡(可得自加利福尼亚州希尔兹堡的提花产品公司(jacquard products,healdsburg,ca)并将其滴在预热至相同温度的whatman 1级纸上直至饱和小于约5分钟来制备蜡饱和纸。进行测试以显示印刷纸的体积疏水区域保持足够的流体渗透性。从印刷纸上切下5.08cm(2英寸)直径的圆盘。将纸样品插入标准过滤器外壳中，并且将具有一米水头压力的水管线连接到过滤器外壳，并测量流出量。有关测试结果，参见表1和图5。
[0191]
实施例6
[0192]
通过棉签将ch 265自粘粘合剂(得自马里兰州费德勒尔斯堡的瓦尔帕克工业公司(valpac industries,federalsburg,md))手动施加到实施例1中产生的样品两侧的印刷区上。在室温下干燥一小时后，将样品折叠并轻轻压在一起。将染色的水置于样品的一侧，在25秒之后观察到向另一侧的芯吸，表明流体穿过层的输送是成功的。
[0193]
实施例7
[0194]
将粘合剂以开放网孔图案印刷到如实施例1中所述的构型的特定区的疏水印刷区上。
[0195]
表1和图5在相关部分中示出了未印刷纸的流量最高，其次是印刷纸。这表明，印刷纸保持对水的渗透性。通过蜡饱和盘的流量非常低，并且是由于蜡在一米水压下的分层所致。
[0196]
实施例8
[0197]
在定制的柔性版印刷线上，使用24bcm(十亿立方微米)，100行/英寸(约40行/厘米)的网纹辊，以10英尺/分钟(fpm)(5cm/s)线速度，以代表5次折叠生物诊断装置阵列的图案，将flint group easy release涂料(可得自明尼苏达州罗杰斯的弗林特集团公司(flintgroup,rogers,mn))柔性版印刷在12宽的great lakes滤纸卷(相当于#1whatman，601级，可得自密歇根州布隆菲尔德山的大湖过滤器公司(great lakes filters,bloomfield hills,mi))上。
[0198]
油墨在两次通过中在两侧上在线uv固化。从纸卷上切下单个5次折叠装置，并且沿着印刷品之间的未印刷空间折叠。用手将3m喷涂粘合剂(3m spray 77，可得自3m公司)轻轻地喷涂在装置的两侧的疏水区域和亲水区域上。
[0199]
在干燥2分钟后，折叠装置。将染色的水置于顶部亲水圈(用喷涂的粘合剂覆盖)上并使其芯吸。在约50秒内观察到向另一侧的芯吸，表明流体穿过层的输送是成功的。
[0200]
实施例9
[0201]
在该实施例中，我们通过以下步骤展示了疏水油墨的双面配准图案化。
[0202]
在步骤(1)中，使用12bcm/in2网纹辊和图案化的lux itp60柔性版印刷板(佐治亚州亚特兰大的麦德美图形解决方案公司(macdermid graphics solutions,atlanta,ga))以20ft/min(10cm/s)将以商品名easy release(uvf03408)uv可固化油墨购自弗林特集团公司(flint group)的疏水油墨柔性版印刷到获自奥斯龙明士克有限公司(ahlstrom-munksjo filtration llc)的great lakes滤纸(等级：cp51232-601级)上，并且将油墨输送到uv固化站并固化。印刷和固化之间的时间使得当纸以20ft/min(10cm/s)输送时，它提供足够的时间使油墨芯吸滤纸厚度的大约一半。
[0203]
在步骤(2)中，然后将来自步骤(1)的印刷纸以20ft/min(10cm/s)通过印刷线重新插入，并且将flint group easy release油墨的第二匹配反向图像图案与滤纸的背面(即，与第一遍印刷相对的纸表面)配准地印刷。用12bcm/in2网纹辊和图案化的lux itp60柔性版印刷板进行印刷。将印刷的纸输送到uv固化站并以20ft/min(10cm/s)固化，这对于疏水油墨渗透纸并到达另一半印刷的疏水阻挡层是足够的时间，从而完成用于诊断装置的阻挡层。
[0204]
用染红的水测试来自该实施例的步骤(2)的样品，以确保在整个纸的厚度上产生完全密封。将染红的水沉积到由疏水阻挡层形成的通道中，干燥，然后拍照。
[0205]
图6a示出在用染红的水测试后得到的图案化纸基诊断装置，并将用12bcm/in2网纹辊以20ft/min(10cm/s)制备的该双面印刷样品与使用相同疏水油墨的单面图案化方法和用36bcm/in2网纹辊以20ft/min(10cm/s)制备的纸基材进行比较(图6b)。图6a的双面图案化定性地表现为具有增加的图案分辨率。
[0206]
实施例10
[0207]
制备基本上类似于图11中示意性描述的测定装置的测定装置，其包括厚(约60密耳或1.5mm)纸板衬料卡以及将传感器堆叠固定到衬料卡的透明压敏粘合剂(psa)带外封装层。外封装层包括2个孔以提供对传感器堆叠的接近，以及被构造成剥去外封装层的预定部分的拉片。用粘合剂转移胶带将90密耳(2.3mm)闭孔聚乙烯(pe)泡沫的弹性元件附接到衬料卡。在泡沫层上方是包括2个0.9mm芯吸垫的子层的芯吸元件。用粘合剂转移带将芯吸层的底部子层附接到泡沫层的顶部。顶部子层芯吸垫具有诸如图10a所示的激光切割横向流动控制特征。芯吸垫用粘合剂转移带的盘彼此附接，该转移带也阻挡芯吸流动并促进横向流动控制特征。在顶部芯吸垫上方，用粘合剂带突片将传感器堆叠附接到覆盖psa带。传感器堆叠上方的覆盖层是14密耳(0.36mm)聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)片。覆盖层包括位于外封装层中的孔下面的2个孔，这提供了从上方对传感器堆叠的接近。在图12a中示出了使用前的测定装置，在图12b中示出了使用后的测定装置。
[0208]
图13a至图13b分别示出具有14密耳(0.36mm)pet背衬层和psa带背衬层的类似测定装置。
[0209]
在图14所示的另一个实施方案中，背衬层是pet膜，该pet膜围绕芯吸层的周边超声焊接。
[0210]
在图15所示的另一个实施方案中，背衬层是14密耳(0.36mm)pet，并且外封装层是注塑的塑料外壳。塑料外壳包括在上表面上的孔，以提供对传感器堆叠的接近。
[0211]
实施例11
[0212]
如上所讨论的，测定装置的传感器堆叠应当具有足够的最佳的层与层堆叠压力，以促进最佳的流体输送速率并避免层之间的横向毛细管流动。
[0213]
为了提供期望的堆叠压力，在上述一些实施方案中，在背衬层和传感器堆叠之间可以包括弹性元件，例如泡沫或吸墨纸的压缩层。在其他实施方案中，封装本身的背衬层足够硬以用作弹性元件，并且不需要弹性元件。在另一个实施方案中，如图11的示例性实施方案所示，测定装置可包括弹性元件和刚性封装件两者。
[0214]
图16a至图16b示出没有弹性元件(例如泡沫层或吸墨纸层)的测定装置的示例，其中上封装层是层压到刚性丙烯酸背衬层上的聚合物带。聚合物带封装层包括拉片。在层压之后，拉片用于测量由封装件单独生产的传感器堆叠上的堆叠压力，发现该堆叠i在所使用的层压条件下为0.45psi。传感器压力水平可根据层压条件进行调整。
[0215]
图17a至图17b示出包括刚性丙烯酸封装件和弹性传感器堆叠的测定装置，该弹性传感器堆叠在该实施例中包含弹性泡沫层。应力松弛曲线图示出吸墨纸和泡沫(图17c)以及单独的吸墨纸(图17d)具有足够的弹性以在相当长的储存时间内维持传感器堆叠上的压力。
[0216]
图18a至图18b示出了与弹性元件下面的传感器堆叠组合的弹性封装件。在该实施例中，弹性泡沫层位于传感器堆叠下方。测试表明，该构型表现良好，并且使用拉片测量来调整层压工艺参数以实现宽范围的传感器堆叠压力。拉片测量也用于估计传感器货架期。
[0217]
实施方案
[0218]
实施方案1.一种诊断装置，包括：
[0219]
传感器堆叠，该传感器堆叠包括多孔材料的多个面板，多个面板设置在彼此平行的平面中，且彼此面对面接触，其中传感器堆叠包括第一主表面和第二主表面，其中多孔材料的面板的至少一部分包括疏水区和亲水区，该亲水区被构造成提供样品流动路径，以用于使流体样品在亲水区中通过传感器堆叠从一个面板迁移到另一个面板；以及
[0220]
在传感器堆叠的第二主表面上的芯吸层，其中芯吸层包括靠近传感器堆叠的第一主表面，以及第二主表面。
[0221]
实施方案2.根据实施方案1所述的诊断装置，其中芯吸层的第一主表面能够与传感器堆叠分开。
[0222]
实施方案3.根据实施方案1或2所述的诊断装置，其中芯吸层包括多个子层。
[0223]
实施方案4.根据实施方案2或3所述的诊断装置，还包括在芯吸层的第一主表面和传感器堆叠之间的铰链。
[0224]
实施方案5.根据实施方案4所述的诊断装置，其中铰链在传感器堆叠的侧面与芯吸层的第一主表面之间。
[0225]
实施方案6.根据实施方案2至5中任一项所述的诊断装置，还包括封装层，该封装层附接到芯吸垫的第一主表面，并覆盖在传感器堆叠上。
[0226]
实施方案7.根据实施方案6所述的诊断装置，还包括在芯吸层的第一主表面和封装层之间的铰链。
[0227]
实施方案8.根据实施方案7所述的诊断装置，其中铰链在封装层的侧壁和芯吸层的第一主表面之间。
[0228]
实施方案9.根据实施方案8所述的诊断装置，其中传感器堆叠的第一主表面附接到封装层，使得将封装壳体的第一侧壁与芯吸层的第一主表面分开并且使封装壳体围绕铰链旋转暴露传感器堆叠的第二主表面。
[0229]
实施方案10.根据实施方案1至9中任一项所述的诊断装置，其中传感器堆叠包括具有第一端和第二端的细长的基本上平面的基材，并且其中传感器堆叠被折叠成上覆平面面板，使得每个面板占据不同的基本上平行的平面。
[0230]
实施方案11.根据实施方案1至10中任一项所述的诊断装置，其中传感器堆叠的面板中的疏水区包括低表面能聚合物油墨。
[0231]
实施方案12.根据实施方案11所述的诊断装置，其中传感器堆叠的面板中的疏水区包括其纤维之间的开放区域，纤维之间的开放区域在面板的第一主表面和面板的第二主表面之间提供至少一个不间断开放路径。
[0232]
实施方案13.根据实施方案1至12中任一项所述的诊断装置，还包括在传感器堆叠的相邻面板之间的连接区，其中连接区包括粘合剂，粘合剂选自压敏粘合剂、热熔粘合剂、内聚粘合剂以及它们的混合物和组合。
[0233]
实施方案14.根据实施方案13所述的诊断装置，其中相邻的上覆面板包括内聚粘合剂的配准区域，配准区域被构造成允许流体在传感器堆叠的相邻面板中的亲水区域之间流动。
[0234]
实施方案15.根据实施方案13或14所述的诊断装置，其中连接区包括图案化粘合剂，图案化粘合剂包括开放区的布置，开放区被构造成允许流体在相邻面板之间流动。
[0235]
实施方案16.根据实施方案13至15中任一项所述的诊断装置，其中连接区占据面板的周边并围绕疏水层。
[0236]
实施方案17.根据实施方案1至16中任一项所述的诊断装置，其中疏水区围绕亲水区。
[0237]
实施方案18.根据实施方案1至17中任一项所述的诊断装置，其中面板包括选自纸、非织造织物、聚合物膜以及它们的组合的材料。
[0238]
实施方案19.根据实施方案18所述的诊断装置，其中面板包括纸。
[0239]
实施方案20.根据实施方案1至19中任一项所述的诊断装置，其中芯吸层包括非织造材料。
[0240]
实施方案21.根据实施方案1至20中任一项所述的诊断装置，还包括在传感器堆叠上的机械紧固件，其中机械紧固件被构造成在传感器堆叠的面板之间提供增强的接触。
[0241]
实施方案22.根据实施方案21所述的诊断装置，其中机械紧固件选自钉、夹具、松紧带、束线带以及它们的组合。
[0242]
实施方案23.根据实施方案21至22中任一项所述的诊断装置，其中机械紧固件包括夹具，该夹具具有接触传感器堆叠的第一主表面的第一臂和接触传感器堆叠的第二主表面的第二臂。
[0243]
实施方案24.根据实施方案23所述的诊断装置，其中夹具的第一臂和夹具的第二臂各自接触传感器堆叠的相对边缘。
[0244]
实施方案25.根据实施方案24所述的诊断装置，其中边缘包括传感器堆叠的疏水区。
[0245]
实施方案26.根据实施方案1至25中任一项所述的诊断装置，其中传感器堆叠的每个面板中的亲水区占每个面板的总表面积的小于约50％。
[0246]
实施方案27.根据实施方案26所述的诊断装置，其中当从面板上方观察时，亲水区具有基本上圆形的形状。
[0247]
实施方案28.根据实施方案1至27中任一项所述的诊断装置，其中芯吸层包括至少一个横向流动限制图案。
[0248]
实施方案29.根据实施方案28所述的诊断装置，其中横向流动限制图案包括切割线的图案。
[0249]
实施方案30.根据实施方案28所述的诊断装置，其中横向流动限制图案包括芯吸通道的图案。
[0250]
实施方案31.根据实施方案30所述的诊断装置，其中芯吸通道将流体流动从中心朝向芯吸层的至少一个拐角引导。
[0251]
实施方案32.根据实施方案28至31中任一项所述的诊断装置，其中横向流动限制图案包括具有芯吸通道的中心区，该芯吸通道远离中心区朝向芯吸层的至少一个拐角导向。
[0252]
实施方案33.根据实施方案1至32中任一项所述的诊断装置，其中芯吸层包括通过粘合剂粘结在一起的多个子层。
[0253]
实施方案34.根据实施方案33所述的诊断装置，其中多个子层中的至少一个子层包括横向流动限制图案。
[0254]
实施方案35.根据实施方案1至34中任一项所述的诊断装置，其中芯吸层包含玻璃纤维。
[0255]
实施方案36.根据实施方案35所述的诊断装置，其中芯吸层包含约25重量％的玻璃纤维。
[0256]
实施方案37.根据实施方案1至36中任一项所述的诊断装置，还包括在传感器堆叠和芯吸层的第一主表面之间的芯吸控制层。
[0257]
实施方案38.根据实施方案37所述的诊断装置，其中芯吸控制层包含非织造材料。
[0258]
实施方案39.根据实施方案38所述的诊断装置，其中非织造材料包含约25重量％的玻璃纤维。
[0259]
实施方案40.根据实施方案1至39中任一项所述的诊断装置，还包括在芯吸层的第二主表面上的弹性元件。
[0260]
实施方案41.根据实施方案40所述的诊断装置，其中弹性元件包含聚合物泡沫。
[0261]
实施方案42.根据实施方案41所述的诊断装置，其中泡沫包括从其第一主表面延伸到其第二主表面的至少一个孔。
[0262]
实施方案43.根据实施方案42所述的诊断装置，其中泡沫层中的孔中的至少一个孔位于多孔材料的面板的传感器堆叠中的亲水区下面。
[0263]
实施方案44.根据实施方案42或43所述的诊断装置，其中孔占泡沫层的总表面积的至少约10％。
[0264]
实施方案45.根据实施方案40至44中任一项所述的诊断装置，还包括在芯吸层和弹性元件之间的粘合剂层。
[0265]
实施方案46.根据实施方案40至45中任一项所述的诊断装置，其中弹性元件具有邻近芯吸层的第一主表面，以及第二主表面，并且其中背衬层在泡沫层的第二主表面上。
[0266]
实施方案47.根据实施方案46所述的诊断装置，其中背衬层包括纸板。
[0267]
实施方案48.根据实施方案46至47中任一项所述的诊断装置，还包括在泡沫层的第二主表面与背衬层之间的粘合剂层。
[0268]
实施方案49.根据实施方案1至48中任一项所述的诊断装置，还包括在传感器堆叠的第一主表面上的覆盖层。
[0269]
实施方案50.根据实施方案49所述的诊断装置，其中覆盖层包括从其第一主表面延伸到其第二主表面的孔的布置。
[0270]
实施方案51.根据实施方案50所述的诊断装置，其中孔中的至少一个孔基本上覆盖在传感器堆叠中的亲水区上。
[0271]
实施方案52.根据实施方案49至51中任一项所述的诊断装置，其中封装层覆盖在覆盖层上。
[0272]
实施方案53.根据实施方案52所述的诊断装置，还包括在传感器堆叠上的粘合剂层，该粘合剂层粘附到封装层。
[0273]
实施方案54.根据实施方案53所述的诊断装置，其中粘合剂层包括在堆叠的第二主表面上的带突片。
[0274]
实施方案55.根据实施方案1至54中任一项所述的诊断装置，其中传感器堆叠中的多孔材料的面板中的至少一些面板包含生物化学试剂，该生物化学试剂被选择为确定流体样品中的分析物的存在、不存在或浓度中的至少一者。
[0275]
实施方案56.一种诊断装置，包括：
[0276]
覆盖层，该覆盖层具有第一主表面和第二主表面；
[0277]
传感器堆叠，该传感器堆叠包括多孔材料的多个面板，多个面板设置在彼此平行的平面中，且彼此面对面接触，其中传感器堆叠包括靠近覆盖层的第二主表面的第一主表面，以及第二主表面，其中多孔材料的面板的至少一部分包括疏水区和亲水区，该亲水区被构造成提供样品流动路径，以用于使流体样品在亲水区中通过传感器堆叠从一个面板迁移到另一个面板；
[0278]
在传感器堆叠的第二主表面上的芯吸层，其中芯吸层包括靠近传感器堆叠的第一主表面，以及第二主表面；
[0279]
在芯吸层的第二主表面上的弹性元件，其中弹性元件包括靠近芯吸层的第一主表面，以及第二主表面；以及
[0280]
靠近弹性元件的第二主表面的背衬。
[0281]
实施方案57.根据实施方案56所述的诊断装置，还包括在传感器堆叠的第二主表面和芯吸层之间的芯吸控制层。
[0282]
实施方案58.根据实施方案57所述的诊断装置，其中芯吸层的子层中的至少一个子层包括横向流动控制特征。
[0283]
实施方案59.根据实施方案58所述的诊断装置，其中横向流动控制特征包括切割
线的布置。
[0284]
实施方案60.根据实施方案58所述的诊断装置，其中横向流动控制特征包括芯吸通道的布置。
[0285]
实施方案61.根据实施方案60所述的诊断装置，其中芯吸通道将流动从芯吸层的中心引导到芯吸层的拐角。
[0286]
实施方案62.根据实施方案56至61中任一项所述的诊断装置，其中芯吸层包括与传感器堆叠的亲水区对准的孔的布置。
[0287]
实施方案63.根据实施方案56至62中任一项所述的诊断装置，其中芯吸层包括非织造材料。
[0288]
实施方案64.根据实施方案56至62中任一项所述的诊断装置，其中覆盖层包括塑料片。
[0289]
实施方案65.根据实施方案56至64中任一项所述的诊断装置，其中传感器堆叠的第二主表面包括带突片。
[0290]
实施方案66.根据实施方案56至65中任一项所述的诊断装置，其中背衬包括纸。
[0291]
实施方案67.根据实施方案56至66中任一项所述的诊断装置，其中传感器堆叠中的多孔材料的面板中的至少一些面板包含生物化学试剂，该生物化学试剂被选择为确定流体样品中的分析物的存在、不存在或浓度中的至少一者。
[0292]
实施方案68.根据实施方案56至67中任一项所述的诊断装置，其中弹性元件包括泡沫层。
[0293]
实施方案69.一种封装件，包括：
[0294]
诊断装置，该诊断装置包括：
[0295]
传感器堆叠，该传感器堆叠包括多孔材料的多个面板，多个面板设置在彼此平行的平面中，且彼此面对面接触，其中传感器堆叠包括第一主表面和第二主表面，其中多孔材料的面板的至少一部分包括疏水区和亲水区，该亲水区被构造成提供样品流动路径，以用于使流体样品在亲水区中通过传感器堆叠从一个面板迁移到另一个面板；以及
[0296]
在传感器堆叠的第二主表面上的芯吸层，其中芯吸层包括靠近传感器堆叠的第一主表面，以及第二主表面；并且
[0297]
其中诊断装置被包封在封装构造内，该封装构造包括：
[0298]
在传感器堆叠的芯吸层的第二表面上的背衬；以及
[0299]
压缩层，该压缩层覆盖在传感器堆叠的第一主表面上并且附接到背衬的主表面，其中压缩层包括覆盖在传感器堆叠中的亲水区上的至少一个孔。
[0300]
实施方案70.根据实施方案69所述的封装件，其中压缩层对可见光基本上透明。
[0301]
实施方案71.根据实施方案69至70中任一项所述的封装件，其中压缩层包括在背衬的主表面上具有粘合剂层的弹性聚合物带。
[0302]
实施方案72.根据实施方案71所述的封装件，其中弹性聚合带对该传感器堆叠施加约0.2psi至约1psi的压缩力。
[0303]
实施方案73.根据权利要求72所述的封装件，其中弹性聚合物带包括覆盖在传感器堆叠上的可剥离部分。
[0304]
实施方案74.根据实施方案73所述的封装件，其中弹性聚合物带的可剥离部分包
括拉片。
[0305]
实施方案75.根据实施方案69至74中任一项所述的封装件，其中压缩层包括附接到背衬的主表面的聚合物外壳。
[0306]
实施方案76.根据实施方案69至75中任一项所述的封装件，其中背衬选自纸、聚合物膜、面板以及它们的组合。
[0307]
实施方案77.根据实施方案69至76中任一项所述的封装件，包括在芯吸层的第二主表面和背衬的主表面之间的粘合剂层。
[0308]
实施方案78.根据实施方案69至77中任一项所述的封装件，包括在芯吸层的第二主表面和背衬的主表面之间的超声焊接件。
[0309]
实施方案79.根据实施方案69至78中任一项所述的封装件，其中传感器堆叠还包括在背衬的主表面和芯吸层的第二主表面之间的弹性元件。
[0310]
实施方案80.根据实施方案79所述的封装件，其中压缩层包括具有附接到背衬的主表面的粘合剂层的弹性聚合物带。
[0311]
实施方案81.根据实施方案80所述的封装件，其中压缩层包括刚性外壳。
[0312]
实施方案82.根据实施方案81所述的封装件，其中刚性外壳包含模制塑料。
[0313]
实施方案83.根据实施方案79至82中任一项所述的封装件，其中弹性元件包含聚合物泡沫。
[0314]
实施方案84.根据实施方案83所述的封装件，还包括在聚合物泡沫和背衬的主表面之间的粘合剂层。
[0315]
实施方案85.根据实施方案69至84中任一项所述的封装件，还包括在传感器堆叠的第一主表面上的覆盖层。
[0316]
实施方案86.根据实施方案69至85中任一项所述的封装件，其中芯吸层包括多个子层。
[0317]
实施方案87.根据实施方案86所述的封装件，其中芯吸垫的子层中的至少一个子层包括横向流动控制特征。
[0318]
实施方案88.根据实施方案86至87中任一项所述的封装件，还包括在芯吸垫的子层中的至少一些子层之间的粘合剂层。
[0319]
实施方案89.根据实施方案69至88中任一项所述的封装件，其中传感器堆叠的亲水区包括多个圆形孔，并且其中压缩层包括覆盖在传感器堆叠的圆形孔上的圆形孔。
[0320]
实施方案90.根据实施方案69至89中任一项所述的封装件，其中背衬的主表面包括信息面板。
[0321]
实施方案91.根据实施方案69至90中任一项所述的封装件，其中压缩层的暴露表面包括信息面板。
[0322]
实施方案92.根据实施方案69至91中任一项所述的封装件，其中传感器堆叠中的多孔材料的面板中的至少一些面板包含生物化学试剂，该生物化学试剂被选择为确定流体样品中的分析物的存在、不存在或浓度中的至少一者。
[0323]
实施方案93.一种测定方法，该方法包括：
[0324]
将包含分析物的样品与试剂溶液混合以形成样品溶液；
[0325]
将样品溶液施加到测定装置，该测定装置包括：
[0326]
传感器堆叠，该传感器堆叠包括：
[0327]
多孔材料的多个面板，多个面板设置在彼此平行的平面中，且彼此面对面接触，其中传感器堆叠包括第一主表面和第二主表面，其中多孔材料的面板的至少一部分包括疏水区和亲水区，该亲水区被构造成提供样品流动路径，以用于使流体样品在亲水区中通过传感器堆叠从一个面板迁移到另一个面板；以及
[0328]
在传感器堆叠的第二主表面上的芯吸层，其中芯吸层包括靠近传感器堆叠的第一主表面，以及第二主表面，其中样品溶液被施加到亲水区，其中样品溶液被施加到样品流动路径的亲水区中的样品端口；
[0329]
将洗涤溶液施加到样品端口；
[0330]
将芯吸层与传感器堆叠分开，以暴露传感器堆叠的第二主表面；
[0331]
将有色溶液施加到传感器堆叠的第二主表面上的色区；以及
[0332]
观察色区以确定颜色变化，并确认样品中分析物的存在或不存在。
[0333]
实施方案94.根据实施方案93所述的测定方法，其中测定装置还包括在芯吸层的第一主表面与传感器堆叠之间的铰链，并且其中将芯吸层与传感器堆叠分开包括围绕铰链旋转芯吸层以暴露传感器堆叠的第二主表面。
[0334]
实施方案95.根据实施方案94所述的测定方法，其中传感器堆叠包含在外部封装中，并且将芯吸垫与传感器堆叠分开包括围绕铰链旋转封装以暴露传感器堆叠的第二主表面。
[0335]
实施方案96.一种制造诊断装置的方法，该方法包括：
[0336]
在包括第一主表面和第二主表面的纤维材料的细长幅材中，其中幅材具有从第一主表面延伸到第二主表面的厚度t，以及第一边缘和第二边缘，幅材包括从第一边缘延伸到第二边缘的多个相邻幅材区，其中幅材区的至少一部分通过边界区与相邻幅材区分开；
[0337]
在至少一个幅材区中将疏水聚合物油墨组合物的第一部分施加到幅材的第一主表面，其中油墨组合物的第一部分从幅材的第一主表面朝向幅材的第二主表面芯吸小于t的距离；以及
[0338]
在幅材的第二主表面上将疏水聚合物油墨组合物的第二部分施加到至少一个幅材区，其中油墨组合物的第二部分从幅材的第二主表面朝向幅材的第一主表面芯吸，其中疏水聚合物油墨组合物的第一部分与疏水聚合物油墨组合物的第二部分相遇，以形成包含疏水聚合物油墨组合物的疏水区域以及基本上不含疏水聚合物油墨组合物的亲水区域；以及
[0339]
在至少一个幅材区的疏水区域中至少部分地硬化可硬化聚合物油墨组合物，以在纤维材料的纤维以及纤维之间的开放区域上提供疏水油墨，纤维之间的开放区域在幅材的第一主表面和幅材的第二主表面之间提供至少一个不间断的开放无油墨路径。
[0340]
实施方案97.根据实施方案96所述的方法，还包括沿着边界区折叠多孔材料的幅材以形成上覆的基本上平面的面板的堆叠，其中堆叠中的上覆平面面板中的每一个面板占据不同的基本上平行的平面，并且其中上覆平面面板中的每一个面板包括配准的亲水区域，从而在其间形成样品流动路径。
[0341]
实施方案98.根据实施方案96或97所述的方法，还包括将多孔材料幅材切割成多个面板，以及将面板堆叠在彼此上以形成上覆平面面板的堆叠，该堆叠包括配准的亲水区，
从而在面板之间形成样品流动路径。
[0342]
实施方案99.根据实施方案96至98中任一项所述的方法，包括在施加疏水聚合物油墨组合物的第二部分之前至少部分地硬化疏水聚合物油墨组合物的第一部分。
[0343]
实施方案100.根据实施方案96至99中任一项所述的方法，包括基本上同时硬化疏水聚合物油墨组合物的第一部分和疏水聚合物油墨组合物的第二部分。
[0344]
实施方案101.根据实施方案96至100中任一项所述的方法，其中疏水聚合物油墨组合物的第一部分和疏水聚合物油墨组合物的第二部分彼此配准地施加。
[0345]
实施方案102.根据实施方案96至101中任一项所述的方法，其中疏水聚合物油墨组合物的第一部分和第二部分各自通过选自印刷、涂覆、物理气相沉积以及它们的组合的方法施加到幅材，该方法可以相同或不同。
[0346]
实施方案103.根据实施方案102所述的方法，其中疏水聚合物油墨组合物通过选自喷墨、柔性版、丝网、凹版、胶版以及它们的组合的印刷技术来施加。
[0347]
实施方案104.根据实施方案96至103中任一项所述的方法，其中幅材区的至少一部分包括连接区域，该连接区域选自压敏粘合剂、热熔粘合剂、内聚粘合剂以及它们的混合物和组合。
[0348]
实施方案105.根据实施方案104所述的方法，其中连接区域中的粘合剂通过喷涂、印刷、转移粘合剂以及它们的组合中的至少一项来施加。
[0349]
实施方案106.根据实施方案104至105所述的方法，其中连接区域包括施加到幅材区中的至少一些幅材区的周边的内聚粘合剂，其中连接区域至少部分地围绕幅材区中的疏水区域和亲水区域。
[0350]
实施方案107.根据实施方案104至106所述的方法，其中连接区域包括在上覆幅材区之间的疏水区域中的内聚粘合剂。
[0351]
实施方案108.根据实施方案104至107所述的方法，其中连接区域包括至少部分地覆盖在每个幅材区上的图案化粘合剂，其中图案化粘合剂包括覆盖在亲水区上的开放区。
[0352]
实施方案109.根据实施方案108所述的方法，其中图案化粘合剂包括网格图案。
[0353]
实施方案110.根据实施方案96至109中任一项所述的方法，包括用uv固化疏水聚合物油墨组合物的第一部分和第二部分中的至少一者。
[0354]
实施方案111.根据实施方案97至110中任一项所述的方法，还包括折叠幅材，使得至少一些相邻面板中的连接区域至少部分地覆盖在彼此上。
[0355]
实施方案112.根据实施方案96至111中任一项所述的方法，还包括将试剂沿着流动路径设置在亲水区域中的至少一个亲水区域中，其中试剂被选择为提供样品中分析物的存在、不存在和浓度中的至少一者的指示。
[0356]
本发明的各种实施方案已进行描述。这些实施方案以及其他实施方案均在以下权利要求书的范围内。