Устройство для нанесения раствора на субстрат

Устройство для нанесения раствора на субстрат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данное изобретение относится к устройствам для осаждения химических композиций в виде раствора на субстрате. Данное изобретение особенно подходит для осаждения раствора, который необходимо высушить на субстрате для применения при производстве тестирующих полосок с реагентом.

Анализы для выявления анализируемого вещества находят применение во многих видах использования, включая клинические лабораторные тестирования, тестирование в домашних условиях и т.д., при которых результаты такого тестирования играют важную роль в диагностике и управлении различных состояний. Анализируемые вещества чаще всего включают глюкозу, спирт, формальдегид, L-глутаминовую кислоту, глицерин, галактозу, гликированные белки, креатинин, кетоновые тела, аскорбиновую кислоту, молочную кислоту, лейцин, оксиянтарную кислоту, пировиноградную кислоту, мочевую кислоту и стероиды. Выявление анализируемого вещества часто выполняется в отношении физиологических жидкостей, таких как слезная жидкость, слюна, цельная кровь и полученные из крови продукты. В ответ на растущее значение выявления анализируемых веществ было разработано множество протоколов и устройств для выявления анализируемых веществ, и для клинического применения, и для применения в домашних условиях. Во многих протоколах используется тестирующая полоска с реагентом для выявления анализируемого вещества в образце.

При производстве тестирующих полосок с реагентами обычно одну или более полосок наносят на субстрат и сушат. Субстрат часто включает сплошную ткань материала, поступающего с блока нанесения покрытия, пропускаемого через устройство сушки реагента, с последующей намоткой материала на катушку. Покрытый субстрат затем часто связан с другими элементами и отделен для изготовления отдельных тестирующих полосок. При такой схеме производства особенно важно обеспечивать соответствующее нанесение реагента на субстрат.

Это важно по ряду причин в диапазоне от экономических аспектов до безопасности. Ясно, что точность при наложении реагента приводит к меньшему расходу материала, что часто связано с затратами. Кроме того, способность последовательно накладывать покрытие реагента будет обеспечивать возможность получения посредством тестирующих полосок более согласованных результатов, а также лучшей соответствующей реакции пользователя или врача.

Настоящее изобретение при производстве тестирующих полосок или в других целях способно обеспечивать более последовательное и регулируемое нанесение полосок раствора, чем существующие устройства для нанесения покрытия. Существующие устройства для нанесения покрытия, усовершенствование которых предоставляет настоящее изобретение, включают устройства в виде рифленого ролика, и их примеры представлены в патенте Великобритании №384293; патенте Канады №770540; патенте России №413053 и в патентах США №№3032008, 3886898 и 4106437.

В соответствии с патентом '437, каждый из приведенных в ссылках подходов сталкивается с трудностями достижения точной регулировки ширины и совмещения полоски. Кроме того, они характеризуются как чрезмерно сложные и/или требующие сложного технического обслуживания.

Хотя, как утверждается, устройство в патенте '437 не имеет таких недостатков и обеспечивает получение покрытия множества полосок ткани с высокими скоростями и с высокой степенью точности, гораздо большая точность была получена при осуществлении настоящего изобретения при осаждении растворов с очень низкой вязкостью. Кроме того, при использовании растворов с низкой вязкостью настоящее изобретение менее требовательно в отношении установки, оно допускает большую несовместимость промежутков между субстратом, подлежащим покрытию, и точкой (точками) подачи раствора из головки экструдера. Также настоящее изобретение является гораздо более долговечным техническим решением, поскольку не используются хрупкие удлинения от головки экструдера.

Другая головка экструдера для щелевого покрытия, изготавливаемая Troller Schweizer Engineering Ag (Murganthal, Switzerland), больше похожа на настоящее изобретение в некоторых отношениях, чем головка экструдера, описанная в патенте '437. Ввиду определенных структурных аналогий при правильной установке можно получить сравнимые рабочие характеристики в плане ширины наносимой полосы. Однако установка головки экструдера часто представляет трудности вследствие многослойной конструкции устройства. Даже при правильной установке использование вертикально ориентированных секций в головке экструдера может привести к существенным утечкам при покрытии субстрата раствором низкой вязкости. Особенно когда дело касается дорогостоящих материалов реагента, такая утечка имеет определенные экономические недостатки. Утечка также приводит к другой переменной величине в управлении раствором, делая более трудным нанесение тонких или широких полос раствора равномерной ширины и толщины.

Следует отметить, что ранее недооценивались, в частности проблемы, связанные с щелевым покрытием растворами с низкой вязкостью. Поскольку настоящее изобретение представляет собой первое известное применение технологии щелевого покрытия в растворах с низкой вязкостью в диапазоне от 0,50 до 5,0 сантипуаз, проблемы, решаемые описанными здесь признаками, были понятны лишь в связи с настоящим изобретением. Хотя в патенте '437 не идет речь о том, растворы с какой вязкостью могут использоваться с головкой экструдера, в нем приводятся примеры жидкостей с обычно более высокой вязкостью, включая растворы или дисперсии полимерного материала, содержащие краситель или пигмент, магнитные дисперсии, фосфорные дисперсии, фотографические эмульсии, чувствительные к радиации, и клеевые композиции. Головки экструдера типа Troller наиболее часто находят применение при нанесении вязких чернил, паст и пластиков.

Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает значительное преимущество в плане точности покрытия раствором, особенно, растворами с низкой или очень низкой вязкостью. Специалистам в данной области могут быть хорошо понятны другие преимущества или возможные области применения в связи с указанным здесь признаками. В любом случае предусматривается, что некоторые изменения изобретения могут только придать ему определенные преимущества, в то время как другие будут представлять каждое из них.

Технический результат достигается посредством устройства для нанесения раствора на субстрат, которое содержит головку экструдера, включающую корпус и по меньшей мере одну горловину, причем корпус приспособлен для прохождения раствора от источника через выпускное отверстие для каждой горловины, при этом горловина содержит пару частей, имеющих по существу плоские, по существу параллельные направляющие раствор поверхности, проходящие за пределы корпуса и определяющие указанное выпускное отверстие, из которого раствор, проходящий через них, наносится на материал, при этом горловина выполнена открытой по сторонам ее частей, и каждая часть горловины заканчивается сливным носиком, имеющим край, причем края по существу совмещены друг с другом и образуют зазор, а головка экструдера выполнена с возможностью предотвращения утечки раствора.

Корпус головки экструдера состоит из верхней и нижней частей корпуса для предотвращения утечки.

При этом верхняя часть корпуса включает верхнюю часть горловины, имеющей одну из направляющих раствор поверхностей, а нижняя часть корпуса включает нижнюю часть горловины.

Предпочтительно, корпус включает, по меньшей мере, одну канавку для прохождения раствора через корпус к горловине.

Головка экструдера дополнительно включает прокладку, расположенную между верхней и нижней частями корпуса, причем прокладка ограничивает, по меньшей мере, одну канавку для прохождения раствора через корпус к горловине.

Устройство для нанесения раствора на субстрат дополнительно включает валик, расположенный напротив сливных носиков.

Устройство для нанесения раствора на субстрат дополнительно включает раствор, который представляет собой раствор реагента.

Технический результат достигается также посредством способа покрытия материала полосками раствора, который включает: обеспечение движущейся ленты материала, продвижение головки экструдера в положение, прилегающее к материалу, экструзию раствора через головку экструдера, проходящего через сливные носики, и получение, по меньшей мере, одной полоски покрытия на материале.

Настоящее изобретение обеспечивает возможность точного покрытия материала широкими или узкими полосками раствора посредством головки экструдера для щелевого покрытия. Часто материал субстрата включает ленту ткани, протягиваемую головкой экструдера специальной конфигурации. Лента ткани может поддерживаться на прижимном валике для расположения ленты ткани в непосредственной близости к передней стороне головки экструдера согласно изобретению. Для нанесения раствора на ленту ткани одной или более широкими или узкими полосками раствор под давлением выдавливается или выталкивается из головки экструдера.

Головка экструдера предпочтительно включает две части корпуса, расположенные противоположно, что обеспечивается находящейся между ними распоркой или прокладкой. В таких случаях канал (каналы), выполненные в прокладке, ограничивают проход (проходы) для потока к передней стороне головки экструдера. На передней стороне головки экструдера, по меньшей мере, одна открытая горловина, предпочтительно образованная по существу параллельными верхней и нижней частями, заканчивается сливными носиками, которые предпочтительно перпендикулярны верхней и нижней частям. Такое устройство горловины/сливного носика может также быть выполнено без использования прокладки интегрированием каналов подачи в головке экструдера.

Каждый из элементов головки экструдера может быть снабжен отдельным элементом, когда при использовании они сложены по существу горизонтально. Когда дренаж для покрывающего раствора не введен посредством расположения элементов, составляющих головку экструдера, конфигурацию можно изменять или снабжать признаками другим образом. Однако элементы горловины и сливных носиков головки экструдера, которые изготовлены или которые включают другие признаки, обеспечивают возможность прецизионного нанесения покрытия раствора.

Настоящее изобретение относится к устройству, включающему любой из данных описанных здесь признаков. Кроме того, варианты настоящего изобретения включают полное изготовление устройств, включая устройства производства и покрытый продукт. Продукт может принимать вид покрытого материала ленты ткани или готовых тестирующих полосок. Описанная здесь методология также составляет часть изобретения.

Каждый из следующих чертежей представляет примеры, графически иллюстрирующие варианты настоящего изобретения. Аналогичные элементы на различных чертежах обозначены идентичными ссылочными обозначениями. В целях ясности некоторые такие цифровые обозначения могут быть опущены.

На фиг.1 показан общий вид сбоку устройства изобретения.

На фиг.2 показан вид сбоку части устройства в крупном плане.

На фиг.3 показан вид сверху части устройства в крупном плане.

На фиг.4 показан вид сбоку детали головки экструдера изобретения.

На фиг.5 показан вид сверху детали головки экструдера изобретения.

На фиг.6 показан вид спереди головки экструдера изобретения.

На фиг.7 показан вид спереди детали головки экструдера изобретения.

На фиг.8 показан вид в перспективе с разложением на детали варианта головки экструдера изобретения.

На фиг.9 показано изделие устройства изобретения на промежуточной стадии изготовления.

На фиг.10 показан вид в перспективе с разложением на детали тестирующей полоски, изготовленной с использованием настоящего изобретения.

Фиг.11 представляет собой столбцовый график, включающий данные, полученные в представленном здесь примере.

Следует понимать, что данное изобретение не ограничивается изложенными определенными вариантами, и, конечно, может включать различные изменения. Различные изменения настоящего изобретения могут выполняться и эквиваленты могут замещаться без отхода от истинной сущности и объема притязаний изобретения. Кроме того, в сущность и объем настоящего изобретения можно внести множество модификаций для приспособления к определенной ситуации, материалу, составу вещества, способу, этапу или этапам способа. Предполагается, что все такие модификации находятся в пределах диапазона притязаний представленной здесь формулы изобретения. Кроме того, когда представлен диапазон величин, следует понимать, что каждая промежуточная величина между верхним и нижним пределами диапазона и любая другая заявленная или промежуточная величина в этом заявленном диапазоне охватывается диапазоном притязаний изобретения. То, что верхний и нижний пределы меньших диапазонов могут быть независимо включены в меньшие диапазоны, также охватывается диапазоном притязаний изобретения при условии, что в заявленном диапазоне определенно исключен любой предел. Когда заявленный диапазон включает один или оба предела, диапазоны, исключающие любой из обоих включенных пределов, также включаются в изобретение.

При отсутствии других определений все используемые здесь технические и научные термины имеют такое же значение, которое обычно понятно среднему специалисту в данной области, для которого предназначено данное изобретение. Хотя на практике или тестировании настоящего изобретения могут также использоваться любые способы и материалы, аналогичные или эквивалентные тем, которые описаны здесь, теперь описываются предпочтительные способы и материалы. Все упомянутые здесь публикации, патенты и патентные заявки включены сюда полностью посредством ссылки. Приведенные документы представлены исключительно для их раскрытия до даты подачи настоящей заявки. Ничто, представленное здесь, не должно рассматриваться как предположение о том, что настоящее изобретение не имеет права на предвосхищение такого материала в силу предшествующего изобретения.

Следует также отметить, что до тех пор, пока контекст четко не указывает на иную трактовку, используемые здесь и в прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа включают соответствующие формы множественного числа. В формуле изобретения термины "первый", "второй" и т.д. следует трактовать просто как обозначения порядковых номеров, и они сами по себе не должны быть ограничивающими. Кроме того, предусматривается применение исключающей терминологии, такой как "исключительно", "только" и ей подобной, в связи с перечислением любого элемента пунктов формулы. Предусмотрено также, что любой элемент, указанный здесь как необязательный, может быть специально исключен из данного пункта формулы путем "отрицательного" ограничения. Наконец, предусмотрено, что любой необязательный признак описанного здесь варианта (вариантов) изобретения может быть изложен и заявлен независимо или в комбинации с любым одним или более описанных здесь признаков.

На фиг.1 элементы настоящего изобретения показаны в устройстве (2) для нанесения раствора на субстрат. Показанное устройство представляет собой модель ТМ-МС3 устройства, производимого Hirano Tecseed Co., Ltd (Nara, Japan), приспособленного для использования с настоящим изобретением. Предпочтительно, оно включает признаки, относящиеся к сушке в секции сушки (4), которые описаны в заявке на патент США, озаглавленной "Устройство для сушки раствора", принадлежащей авторам настоящего изобретения и поданной с одной датой с настоящей заявкой.

Независимо от тех признаков, которые могут быть включены в настоящее изобретение, признаки, представляющие особый интерес, включают головку экструдера (6) и субстрат или материал (8) ленты ткани, на который узкими или широкими полосками наносится раствор (10). Оптимально материал (8) обеспечивается в виде ленты ткани посредством питающей катушки (12) и связанных с ней подающих роликов. Предпочтительно, он пропускается головкой экструдера (6) по прижимному валику (14), как показано стрелками на чертежах.

Для использования при продукции тестирующих полосок субстрат или материал (8) ленты ткани предпочтительно включает полужесткий материал, который способен обеспечить структурную опору тестирующей полоске, в которую он может быть включен. Субстрат может включать инертный материал, подобный пластику (например, полиэтилентетрафталат (PET), полиэтилентетрафталатгликоль (PETG), полиимид, поликарбонат, полистирол или силикон), керамике, стеклу, бумаге или многослойному материалу из пластика и бумаги.

Для применения в электрохимической тестирующей полоске, по меньшей мере, поверхность субстрата, которая обращена к зоне реакции на полоске, включает металл, причем металлы, представляющие интерес, включают палладий, золото, платину, серебро, иридий, углерод, оксид олова с присадкой индия, нержавеющую сталь и различные сплавы этих металлов. Во многих вариантах реализации используется благородный металл, такой как золото, платина или палладий.

В некоторых случаях сам субстрат может быть изготовлен из металла, в частности, из одного из указанных выше металлов. Однако может быть предпочтительным, чтобы субстрат включал композит опоры, покрытый металлическим и/или электропроводным покрытием (таким как палладий, золото, платина, серебро, иридий, углерод, электропроводная углеродная краска, оксид олова с присадкой или нержавеющая сталь). Такое устройство показано на фиг.2-4, на которых металлическое покрытие (16) помещено на пластиковый опорный элемент. Для дальнейшего обсуждения материалов субстрата или опоры, которые находят применение в определенных вариантах реализации обсуждаемого изобретения, см. патенты США №№4935346 и 5304468.

Когда в качестве субстрата или материала (8) ленты ткани предполагается использовать опору, покрытую металлом, ее толщина обычно находится в диапазоне от около 0,002 до 0,014 дюймов (от 51 до 356 мкм), обычно приблизительно от 0,004 до 0,007 дюйма (от 102 до 178 мкм), в то время как толщина слоя металла обычно находится в диапазоне приблизительно от 10 до 300 нм, а обычно приблизительно от 20 до 40 нм. В этом случае может быть предпочтительным золотое или палладиевое покрытие. Для облегчения изготовления может быть предпочтительно, чтобы вся поверхность субстрата (8) была покрыта металлом.

Для подачи раствора головка экструдера (6) снабжена, по меньшей мере, одним насосом (18). Предпочтительны поршневые и шестеренные насосы. Наиболее предпочтительный пример представляет собой шприц, такой как шприц модели АН70-2102, изготавливаемый Harvard Apparatus (Hollison, MA). В действительности, пара шприцев (18), которые приводятся в действие электронно регулируемым средством, предпочтительно используются в наиболее предпочтительном варианте головки экструдера, показанном на чертежах. Как показано на фиг.3, каждый шприцевой насос (18) сообщается с одной магистралью (20), подающей раствор к головке (6) экструдера. Каждая питающая магистраль подает жидкость для нанесения одной узкой полоски раствора покрытия, как изображено на фиг.3. Такое устройство обеспечивает равномерную подачу раствора, по сравнению с устройством поточного типа, в котором препятствие в одном канале потока приводит к большему потоку через другие проходимые каналы потока, сообщающиеся с одним и тем же источником жидкости.

Однако композиция покрытия, поданная в головку (6) экструдера для покрытия материала, может варьироваться. Во многих вариациях она включает один или более элементов реагента устройства, вырабатывающего сигнал. "Устройство, вырабатывающее сигнал", представляет собой устройство, в котором один или более реагентов работают в комбинации для предоставления сигнала, выявляемого в присутствии анализируемого вещества, который может использоваться для определения присутствия и/или концентрации анализируемого вещества. Устройство, вырабатывающее сигнал, может представлять собой вырабатывающее сигнал устройство, вырабатывающее цвет, который может быть связан с присутствием или концентрацией анализируемого вещества, или оно может представлять собой вырабатывающее сигнал устройство, вырабатывающее электрический ток, который может быть связан с присутствием или концентрацией анализируемого вещества. Могут также использоваться другие типы устройств.

Известно множество различных устройств, вырабатывающих цветовые сигналы. Представляющие интерес репрезентативные устройства, вырабатывающие цветовые сигналы, включают устройства, вырабатывающие сигнал окисления анализируемого вещества. "Устройство, вырабатывающее сигнал окисления анализируемого вещества", представляет собой устройство, которое генерирует выявляемый колориметрический сигнал, из которого выводят концентрацию анализируемого вещества в образце, причем анализируемое вещество окисляется подходящим ферментом для получения окисленной формы анализируемого вещества и соответствующего или пропорционального количества перекиси водорода. Затем перекись водорода в свою очередь используется для генерирования выявляемого продукта из одного или нескольких индикаторных соединений, причем количество выявляемого продукта, вырабатываемого устройством, вырабатывающим сигнал (т.е. сигнал) затем относят к количеству анализируемого вещества в исходном образце. По существу устройства, вырабатывающие сигнал окисления анализируемого вещества, которые могут использоваться в тестирующих полосках, можно также правильно охарактеризовать как вырабатывающие сигнал устройства на основе перекиси водорода.

Как указано выше, вырабатывающие сигнал устройства на основе перекиси водорода включают фермент, который окисляет анализируемое вещество и вырабатывает соответствующее количество перекиси водорода, причем под соответствующим количеством подразумевается то, что количество перекиси водорода, которое вырабатывается, пропорционально количеству анализируемого вещества, присутствующего в образце. Определенная природа данного первого фермента обязательно зависит от природы подвергающегося количественному определению анализируемого вещества, но в целом представляет собой оксидазу. По существу первый фермент может представлять собой: глюкозо-оксидазу (если анализируемое вещество представляет собой глюкозу); холестерин-оксидазу (если анализируемое вещество представляет собой холестерин); алкоголь-оксидазу (если анализируемое вещество представляет собой спирт); лактат-оксидазу (если анализируемое вещество представляет собой лактат) и им подобные. Специалистам в данной области также известны и могут применяться другие окисляющие ферменты для применения с данными и другими представляющими интерес анализируемыми веществами. В тех вариантах реализации, в которых тестирующая полоска с реагентом предназначена для выявления концентрации глюкозы, первый фермент представляет собой глюкозо-оксидазу. Глюкозо-оксидазу можно получить из любого удобного источника (например, естественно встречающегося источника, такого как Aspergillus niger или Penicillum), или она может быть получена рекомбинантным способом.

Второй фермент устройства, вырабатывающего сигнал, представляет собой фермент, который катализирует превращение одного или более индикаторных соединений в выявляемый продукт в присутствии перекиси водорода, причем количество выявляемого продукта, который вырабатывается данной реакцией, пропорционально количеству присутствующей перекиси водорода. Данный второй фермент представляет собой в целом пероксидазу, причем подходящие пероксидазы включают: пероксидазу хрена (HRP), пероксидазу сои, рекомбинантно продуцируемую пероксидазу и синтетические аналоги, обладающие перекисной активностью, и им подобные (см., например, Y.Ci, F.Wang; Analytica Chimica Acta, 233 (1990), 299-302).

Индикаторное соединение или соединения представляют собой соединения, которые или образованы или подверглись разложению перекисью водорода в присутствии пероксидазы для получения индикаторного красителя, который поглощает свет в заданном диапазоне длины волн. Предпочтительно, индикаторный краситель сильно поглощает свет при длине волн, отличной от длины, при которой происходит сильное поглощение образцом или тестирующим реагентом. Окисленная форма индикатора может представлять собой окрашенный, слегка окрашенный или бесцветный конечный продукт, который свидетельствует об изменении цвета. То есть, тестирующий реагент может указать на присутствие анализируемого вещества (например, глюкозы) в образце окрашенной зоной, которая отбеливается, или, альтернативно, окрашиванием бесцветной зоны.

Индикаторные соединения, которые могут применяться в настоящем изобретении, включают и одно-, и двухкомпонентные колориметрические субстраты. Однокомпонентные системы включают ароматические амины, ароматические спирты, азины и бензидины, такие как тетраметилбензидин-HCl. Подходящие двухкомпонентные системы включают системы, в которых один компонент представляет собой МВТН, производное МВТН (см., например, соединения, раскрытые в заявке на патент США S/N 08/302575, включенной сюда в качестве ссылки), или 4-аминоантипирин, а другой компонент представляет собой ароматический амин, ароматический спирт, связанный спирт или ароматический или алифатический альдегид. Иллюстративные двухкомпонентные системы представляют собой 3-метил-2-бензотиазолинонгидразонгидрохлорид (МВТН) в комбинации с 3-диметиламинобензоевой кислотой (DMAB); МВТН в комбинации с 3,5-дихлор-2-гидроксибензолсульфоновой кислотой (DCHBS) и мононатрий-3-метил-2-бензотиазолинонгидразон-N-сульфонилбензолсульфонат (MBTHSB) в комбинации с 8-аналин-1-нафталинсульфоновокислым аммонием (ANS). В определенных вариантах реализации предпочтительна пара красителей MBTHSB-ANS.

В изобретении могут также применяться устройства, вырабатывающие сигнал, которые могут вырабатывать флюоресцентный выявляемый продукт или выявляемое нефлюоресцентное вещество (например, при флюоресцентом фоне), такие как соединения, описанные в публикации: Kiyoshi Zaitsu, Yosuke Ohkura: New Fluorogenic substrates for Horseradish Peroxidase: rapid and sensitive assay for hydrogen peroxidase and the Peroxidase. Analytical Biochemistry (1980) 109, 109-113.

Особый интерес для настоящего изобретения представляют устройства, которые вырабатывают электрический ток (например, устройства, которые применяются в электрохимических тестирующих полосках). Такие устройства с реагентом включают устройства с окислительно-восстановительным реагентом, причем устройства с реагентом обеспечивают вид, который измеряется электродом, и поэтому используется для получения концентрации анализируемого вещества в физиологическом образце. Устройство с окислительно-восстановительным реагентом, присутствующее в зоне реакции, обычно включает, по меньшей мере, фермент (ферменты) и медиатор. Во многих вариантах реализации ферментный элемент (элементы) устройства с окислительно-восстановительным реагентом представляет собой фермент или множество ферментов, которые работают совместно для окисления представляющего интерес анализируемого вещества. Другими словами, ферментный компонент устройства с окислительно-восстановительным реагентом составлен из одного фермента, окисляющего анализируемое вещество, или коллекции двух или более ферментов, которые работают совместно для окисления представляющего интерес анализируемого вещества. Представляющие интерес ферменты включают оксидазы, дегидрогеназы, липазы, киназы, дифоразы, хинопротеиды и им подобные.

Определенный фермент, присутствующий в реакционной зоне, зависит от конкретного анализируемого вещества, для выявления которого предназначена тестирующая полоска, причем репрезентативные ферменты включают: глюкозо-оксидазу, глюкозо-дегидрогеназу, холестерин-эстеразу, холестерин-оксидазу, липопротеид-липазу, глицерин-киназу, глицерин-3-фосфат-оксидазу, лактат-оксидазу, лактат-дегидрогеназу, пируват-оксидазу, алкоголь-оксидазу, билирубин-оксидазу, уриказу и им подобные. Во многих предпочтительных вариантах реализации, где интересующее анализируемое вещество представляет собой глюкозу, ферментный компонент системы окислительно-восстановительного реагента представляет собой фермент, окисляющий глюкозу, например глюкозо-оксидазу или глюкозо-дегидрогеназу.

Второй компонент системы окислительно-восстановительного реагента представляет собой компонент посредник, который составлен из одного или более агентов посредников. В данной области известно множество различных медиаторных агентов посредников, и они включают: феррицианид, феназинэтосульфат, феназинметосульфат, фенилендиамин, 1-метоксифеназинметосульфат, 2,6-диметил-1,4-бензохинон, 2,5-дихлор-1,4-бензохинон, производные ферроцена, комплексы осмия с бипиридилом, комплексы рутения и им подобные. В тех вариантах реализации, при которых интересующее анализируемое вещество представляет собой глюкозу, а ферментными компонентами являются глюкозо-оксидаза или глюкозо-дегидрогеназа, посредниками, представляющими особый интерес, являются феррицианид и ему подобные.

Другие реагенты, которые могут присутствовать в реакционной зоне, включают буферные агенты, цитраконат, цитрат, соли оксиянтарной кислоты, соли малеиновой кислоты, фосфат, "Хорошие" буферы и им подобные. Еще другие агенты, которые могут присутствовать, включают: двухвалентные катионы, такие как хлорид кальция и хлорид магния; пиррохинолинхинон; такие виды поверхностно активных веществ как Triton, Macol, Tetronic, Silwet, Zonyl и Pluronic; стабилизирующие агенты, такие как альбумин, сахароза, трегалоза, маннит и лактоза.

Для использования в производстве электрохимических тестирующих полосок для покрытия (10) предпочтительно используется окислительно-восстановительная система, включающая, по меньшей мере, фермент и посредник, как описано выше. В растворе система предпочтительно включает смесь приблизительно 6% белка, приблизительно 30% солей и приблизительно 64% воды. Жидкость наиболее предпочтительно имеет вязкость около 1,5 сантипуаз (сП). Однако предусматривается, что головка экструдера изобретения преимущественно используется при покрытии раствором с вязкостью приблизительно от 0,5 до 25 сП. Его преимущества более очевидны при покрытии раствором с вязкостью приблизительно от 1 до 10 сП, а наиболее предпочтительно - при покрытии раствором с вязкостью от 1 до 5 сП, особенно от 1 до 2 сП.

На фиг.2 и 3 показан предпочтительный способ, которым раствор наносится в соответствии с настоящим изобретением. Головка (6) экструдера показана расположенной в непосредственной близости к материалу (8) ленты ткани, прокатываемому по прижимному валику (14). Предпочтительно, головка экструдера (6) прикреплена болтом к регулируемой несущей конструкции (22) для воспроизводимой установки его размещения. Для обеспечения улучшенной стабильности валика вокруг крепежа головки экструдера может быть установлена вакуумная коробка.

После размещения линия симметрии головки экструдера может быть ориентирована вдоль центральной линии валика (CL), как показано на фиг.2. Для некоторых операций предусмотрено, что головка экструдера может быть расположена под углом относительно конусообразной поверхности (t), а не установлена перпендикулярным образом, как показано на чертеже.

На фиг.3 две узкие или широкие полоски (10) раствора находятся в процессе нанесения головкой (6) экструдера по мере того как валик (14) продвигается, как указано на чертеже. Однако предусмотрено, что устройство может быть выполнено для нанесения одной узкой или широкой полоски раствора; аналогичным образом предусмотрено, что головка (6) экструдера может быть выполнена для нанесения множества полосок. Для нанесения более чем пары полосок раствора может быть желательно использование головок экструдера шириной до 24, 36 или 48 дюймов (609,6, 914,4 или 1219,2 мм). Показанная головка экструдера представляет собой стандартную головку экструдера шириной 2,5 дюйма (6,35 мм), такую, которую можно приобрести через Liberty Precision Industries (Rochester, NY), и которая была снабжена освобожденной поверхностью для обеспечения признаков изобретения.

Детальные изображения действия, показанного на фиг.2 и 3, показаны соответственно на фиг.4 и 5. На фиг.4 капля раствора (24) показана сбоку, в то время как она осаждается на материал (8) ленты ткани после прохождения через горловину (26) головки экструдера. Горловина (26) остается открытой по ее сторонам (28). Поверхностное натяжение по сторонам горловины ограничивает боковое распространение проходящего раствора и ограничивает поток в пределах его границ. При установленном таким образом потоке раствора полоска сравнимой ширины чисто осаждается на материал (8) ленты ткани.

Сливные носики (30) с краями (32) показаны в совмещении. Эти элементы обеспечивают чистый выход раствора из головки экструдера для образования очень точной полоски раствора (10) на материале (8) ленты ткани. Позади сливных носиков (30) показана поверхность (34) головки экструдера. На фиг.5 эти элементы можно видеть в виде сверху.

На каждой из фиг.4 и 5 показан желательный промежуток (промежутки) между краем сливных носиков и лентой ткани. Предпочтительно, во время операций нанесения полосок зазор (зазоры) поддерживается на уровне от 0,001 до 0,004 дюйма (от 25 до 102 мкм). При использовании раствора, имеющего вязкость приблизительно от 1 до 2 сП, любой промежуток в пределах данного диапазона дает однородные результаты нанесения полосок. При использовании раствора, имеющего вязкость около 1,5 сП, промежуток (промежутки) зазора, установленный на 0,003 дюйма (76 мкм) дает оптимальные результаты.

На Фиг.6 и 7 показана горловина (26) относительно других возможных проекций головки экструдера. На фиг.6 отчетливо показаны передние части (26) головки (6) экструдера. Лицевая сторона головки экструдера может включать освобожденные секции от частей корпуса головки экструдера и любую прокладку (36), расположенную между ними. На фиг.7 ясно видны выпускные отверстия (38) для раствора между оказывающими сопротивление верхней и нижней частями горловины (26). Выпускные отверстия имеют предпочтительно такую же ширину или меньше по ширине, чем горловины. Такая конфигурация обеспечивает то, что материал, текущий из выпускных отверстий, соответствующим образом направляется по поверхностям (40) горловины и скрепляется сторонами горловины (42), как показано на фиг.8.

На фиг.8 показан предпочтительный способ выполнения головки экструдера изобретения. Здесь части (44) корпуса головки экструдера показаны расположенными на расстоянии друг от друга, вместе с необязательной прокладкой (36). Прокладка (36) включает прорези (46), обеспечивающие между частями корпуса головки экструдера каналы или канавки доставки жидкости к выпускным отверстиям (38) при сборке головки экструдера. Прокладка может включать PET, нержавеющую сталь или другой подходящий материал. Головка экструдера предпочтительно скреплена болтами вместе через отверстия (48), частично показанные пунктирными линиями. Также показаны частично пунктирными линиями каналы подачи жидкости (50), проходящие через корпус. Каналы заканчиваются у отверстий (52), расположенных для совмещения с прорезями в прокладке.

Могут быть предусмотрены другие варианты конструкции головки экструдера. Например, прокладка может отсутствовать, а вместо нее могут быть выполнены прорезные канавки для подачи жидкости в каждую сторону корпуса головки экструдера для направления раствора к подающей горловине (26). Альтернативно, могут применяться другие конструкции головки экструдера из множества деталей. Например, части горловины могут быть снабжены деталями, отделенными от элементов основного корпуса головки экструдера.

При любой конструкции в соответствии с настоящим изобретением слой (слои), использованные в конструкции, которые приводят к образованию канавки или капилляра, сообщающегося с раствором (10), обеспечивают расположение капилляра таким образом, чтобы раствор не вытекал из капилляра во время использования головки экструдера. При горизонтальном расположении жидкость, засасываемая в капилляр, просто заполняет структуру и остается неподвижной. Наоборот, при вертикальном расположении капилляра (т