TWI750600B - 流體量測元件及其製作方法 - Google Patents
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Abstract
一種流體量測元件，其包括第一彈性層、第二彈性層、第三彈性層以及至少一流道。第二彈性層位於第一彈性層以及第三彈性層之間，流道位於第三彈性層。第一彈性層、第二彈性層以及第三彈性層由有機矽化合物、第一染劑以及散射材料形成。第一染劑和散射材料各自在第一彈性層、第二彈性層以及第三彈性層中具有不同濃度。第三彈性層的體積大於第二彈性層以及第一彈性層的體積。一種製作方法亦被提出。
Description
本發明有關於一種量測元件及其製作方法，特別是有關於一種流體量測元件及其製作方法。
在現有的醫療檢測技術中，有許多儀器主要是針對生物體中的心血管系統(cardiovascular system)量測。現有檢測儀器所能量測的數值中，可以監控生物體內富氧血以及缺氧血所佔比例的血氧濃度是重要的生理數值之一，因此血氧濃度機一直是本領域所欲發展的主要技術之一。
為了研發、製作出效能更好、精度更高的血氧濃度機，測試過程中仍需要直接自人體抽取血液樣品來量測。為了能夠量測具有不同血氧濃度的血液，還需要長時間蒐集具有低血氧的患者的血液，需要大量的時間以及人力成本。因此，如何能夠更有效的讓血氧濃度機可以取得對應至不同血氧濃度之血液的訊號，仍是本領域所欲解決的主要問題之一。
本發明實施例的流體量測元件可以模擬並量測生物體中組織的物理性質以及體液的流動。
本發明實施例的流體量測元件包括第一彈性層、第二彈性層、第三彈性層以及至少一流道。第二彈性層配置於第三彈性層上。第一彈性層配置於第二彈性層上，且第二彈性層位於第一彈性層以及第三彈性層之間。流道配置於第三彈性層，且一混合流體於流道中流動。第一彈性層、第二彈性層以及第三彈性層是由有機矽化合物、第一染劑以及散射材料形成。第一染劑在第一彈性層、第二彈性層以及第三彈性層中各自具有彼此不同的一第一染劑濃度、一第二染劑濃度以及一第三染劑濃度。散射材料在第一彈性層、第二彈性層以及第三彈性層中各自具有彼此不同的一第一材料濃度、一第二材料濃度以及一第三材料濃度。第三彈性層的體積大於第二彈性層以及第一彈性層的體積。
在本發明的一實施例中，上述的第一彈性層、第二彈性層以及第三彈性層的側壁彼此切齊。
在本發明的一實施例中，上述的流道的內徑落在2公釐至16公釐的範圍。
在本發明的一實施例中，上述的第一彈性層、第二彈性層以及第三彈性層沿著一第一方向堆疊。第一彈性層具有一法向量平行於第一方向的量測表面。在第一方向上，
第一彈性層具有一第一高度、第二彈性層具有一第二高度，第三彈性層和量測表面之間間隔一第一深度。第一高度小於第二高度，第一深度落在2公釐至24公釐的範圍。
在本發明的一實施例中，上述的第一高度與第二高度的比值落在0.51至1.06的範圍，且第一深度落在13公釐至15公釐的範圍。
在本發明的一實施例中，上述的第一高度與第二高度的比值落在0.26至0.47的範圍，且第一深度落在14公釐至24公釐的範圍。
在本發明的一實施例中，上述的第一高度與第二高度的比值落在0.2至1.5的範圍，且第一深度落在6公釐至10公釐的範圍。
在本發明的一實施例中，上述的第一高度與第二高度的比值落在0.38至1.58的範圍，且第一深度落在2公釐至2.5公釐的範圍。
在本發明的一實施例中，上述的混合流體包括第二染劑以及第三染劑。對一第一波段的光而言，第二染劑的吸收率和第三染劑的吸收率的最大差異為1.9至2.5倍；對一第二波段的光而言，第二染劑的吸收率和第三染劑的吸收率的最大差異為0.5至0.8倍；對具有一等吸收波長的光而言，第二染劑的吸收率和第三染劑的吸收率相同。第一波段的波長小於第二波段的波長，等吸收波長位於第一波段和第二波段之間。
在本發明的一實施例中，上述的第一波段包括落在
730奈米至785奈米的範圍的波長。第二波段包括落在810奈米至880奈米的範圍的波長。
在本發明的一實施例中，上述的散射材料包括二氧化鈦。
在本發明的一實施例中，上述的吸光染劑實質上為黑色。
在本發明的一實施例中，上述的流體量測元件還包括一輸送針筒，其連接第三彈性層，輸送針筒的前端位於流道內，流道的中心沿著一軸線延伸，且輸送針筒的前端的中心實質上對齊軸線，且輸送針筒用以容置並注入混合流體至流道。
在本發明的一實施例中，上述的有機矽化合物在第一彈性層、第二彈性層以及第三彈性層中各自具有彼此不同的一第一化合物濃度、一第二化合物濃度以及一第三化合物濃度。第一彈性層的楊氏係數落在4.75KPa至2.4MPa的範圍；第二彈性層120的楊氏係數落在4KPa至20KPa的範圍；第三彈性層130的楊氏係數落在2KPa至12KPa的範圍。
在本發明的一實施例中，上述的流體量測元件還包括透光彈性層，其配置於第三彈性層的一側。流道通過透光彈性層，且第二彈性層和第一彈性層依序配置於透光彈性層上方。
本發明實施例的流體量測元件的製作方法包括：將有機矽化合物、固化劑以及第一染劑混合為第一混合物；
加入散射材料至第一混合物混合為第二混合物；將第二混合物放置到第一模具，且第一模具具有一柱體，柱體超出第二混合物的高度；對第一模具以及第二混合物進行抽氣；加熱烘烤第一模具以及第二混合物，以在第一模具中形成第三彈性層；將有機矽化合物、固化劑以及第一染劑混合為第三混合物；加入散射材料至第三混合物混合為第四混合物；將第四混合物放置到第二模具；對第二模具以及第四混合物進行抽氣；加熱烘烤第二模具以及第四混合物，以在第二模具中形成第二彈性層；將有機矽化合物、固化劑以及第一染劑混合為第五混合物；加入散射材料至第五混合物混合為第六混合物；將第六混合物放置到第三模具；對第三模具以及第六混合物進行抽氣；加熱烘烤第三模具以及第六混合物，以在第三模具中形成第一彈性層；以及將第二彈性層以及第一彈性層依序配置在第三彈性層上。
在本發明的一實施例中，上述的製作方法在形成第三彈性層之後還包括：放置有機矽化合物和固化劑的混合物於第一彈性層上；以及加熱烘烤以形成透光彈性層。
由上述可知，本發明實施例的流體量測元件因為具有的第一彈性層、第二彈性層以及具有流道的第三彈性層，可以模擬生物體中皮膚下各層組織的光學性質，流道中的混合流體也可以模擬為血液供檢測裝置量測。
d1:第一方向
h1:第一高度
h2:第二高度
k1:第一深度
r1:內徑
s1:軸線
S101:步驟
S102:步驟
S103:步驟
S104:步驟
S105:步驟
S106:步驟
S107:步驟
S108:步驟
S109:步驟
S110:步驟
S111:步驟
S112:步驟
S113:步驟
S114:步驟
S115:步驟
S116:步驟
2-2:割面線
50:血氧濃度機
100:流體量測元件
100A:流體量測元件
110:第一彈性層
110sw:側壁
111:量測表面
120:第二彈性層
120sw:側壁
130:第三彈性層
131:透光彈性層
130sw:側壁
140:流道
150:混合流體
160:輸送針筒
161:前端
162:排液管線
第1圖是本發明一實施例中流體量測元件的立體示意圖；第2圖是本發明一實施例的流體量測元件的另一剖面示意圖；第3圖是根據第1圖中割面線2-2繪示的剖面示意圖；第4圖是本發明另一實施例中流體量測元件的立體示意圖；以及第5圖是本發明一實施例中製作流體量測元件的製作方法的流程示意圖。
本發明實施例提出的流體量測元件可以應用在血氧濃度機或超音波影像量測中，本發明並不限於此。
第1圖是本發明一實施例中流體量測元件的立體示意圖。請參照第1圖，在本實施例中，流體量測元件100包括第一彈性層110、第二彈性層120、第三彈性層130以及至少一流道140。
第二彈性層120配置於第三彈性層130上。第一彈性層110配置於第二彈性層120上，且第二彈性層120位於第一彈性層110以及第三彈性層130之間。
流道140配置於第三彈性層130。第一彈性層110、第二彈性層120以及第三彈性層130是由有機矽化合物、第一染劑以及散射材料形成。
舉例而言，本實施例的有機矽化合物可以包括聚二
甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)；第一染劑可以是黑色染料，其可以包括印度墨水(India Ink)；散射材料可以包括二氧化鈦(titanium dioxide,TiO2)，但本發明不限於此。
請參照第1圖，在本實施例中，第一染劑在第一彈性層110具有第一染劑濃度。第一染劑在第二彈性層120具有第二染劑濃度。第一染劑在第三彈性層130具有第三染劑濃度。第一染劑濃度、第二染劑濃度以及第三染劑濃度彼此不同。
具體而言，在本實施例中，第一染劑對波長位於一吸收波段的光具有良好的吸收率。舉例而言，此吸收波段可以包括波長為730奈米至850奈米的光，而第一染劑對波長落在此範圍的光具有較高且相近的吸收率。
散射材料在第一彈性層110中具有第一材料濃度。散射材料在第二彈性層120中具有第二材料濃度。散射材料在第三彈性層130中具有第三材料濃度。第一材料濃度、第二材料濃度以及第三材料濃度彼此不同。
具體而言，在本實施中，散射材料可以各自在第一彈性層110、第二彈性層120以及第三彈性層130中作為光的散射源。舉例而言，散射材料可以對波長落在730奈米至900奈米的光具有較高且相近的散射係數。
在本實施例中，第三彈性層130的體積大於第二彈性層120以及第一彈性層110的體積。舉例而言，在本實施例中，第三彈性層130的體積例如是160立方公分，
第二彈性層120的體積例如是25立方公分，第一彈性層110的體積例如是25立方公分。第三彈性層130的體積大於第二彈性層120的體積，且第三彈性層130的體積也大於第一彈性層110的體積。
因此，第一彈性層110、第二彈性層120以及第三彈性層130可以依序模擬為生物體的皮膚層、脂肪層以及肌肉層。第一彈性層110、第二彈性層120以及第三彈性層130中的有機矽化合物可以讓這些層各自具有類似皮膚層、脂肪層以及肌肉層的彈性。
第一彈性層110、第二彈性層120以及第三彈性層130中的第一染劑可以調整這些層的光吸收效果。第一彈性層110、第二彈性層120以及第三彈性層130中的散射材料可以調整這些層的光散射效果。因此，流體量測元件100可以藉由第一彈性層110、第二彈性層120以及第三彈性層130模擬生物體的皮膚層、脂肪層以及肌肉層的物理特性以及光學特性。
舉例而言，在本實施例的流體量測元件100中，第一染劑濃度大於第三染劑濃度，且第三染劑濃度大於第二染劑濃度。另一方面，第一材料濃度大於第二材料濃度，且第二材料濃度大於第三材料濃度。因此，流體量測元件100的第一彈性層110、第二彈性層120以及第三彈性層130可以模擬生物體的皮膚層、脂肪層以及肌肉層的光學特性。
再舉例而言，在本發明的一實施例中，第一彈性層
110對波長落在730奈米至880奈米的光的正規化吸收係數可以落在0.4至0.5的範圍，正規化減少散射係數可以落在5至9的範圍；第二彈性層120對波長落在730奈米至880奈米的光的正規化吸收係數可以小於0.02，正規化減少散射係數可以落在3至6的範圍；第三彈性層130對波長落在730奈米至880奈米的光的正規化吸收係數可以落在0.05至0.062的範圍，正規化減少散射係數可以落在1至2的範圍。
上述第一彈性層110的第一材料濃度為每毫升0.31毫克；第二彈性層120的第二材料濃度為每毫升0.16毫克；第三彈性層130的第三材料濃度為每毫升0.1毫克，但本發明不限於此。在本發明的一些實施例中，第一材料濃度可以落在每毫升0.3至2.72毫克的範圍；第二材料濃度可以落在每毫升0.15至1.62毫克的範圍；第三材料濃度可以落在每毫升0.08至0.42毫克的範圍，以提供適當散射功能。
另一方面，以上述實施例而言，第一染劑濃度、第二染劑濃度以及第三染劑濃度的比例實質上可以是40.9：2：5.7，但本發明不限於此。在其他實施例中，第一染劑濃度、第二染劑濃度以及第三染劑濃度可以視染劑本身的吸收率調整。
由於上述光的正規化吸收係數以及正規化減少散射係數可以接近例如是高加索人種的皮膚的光學性質，因此本實施例的流體量測元件100因為具有第一彈性層110、
第二彈性層120以及第三彈性層130，可以提供良好的模擬效果。需要特別說明的是，上述的正規化吸收係數是以4.6cm-1正規化後的數值，而正規化減少散射係數是以4.6cm-1作為參考值以進行正規化後的數值。
第2圖是本發明一實施例的流體量測元件100的剖面示意圖，請參照第2圖，在本實施例中，流道140形成於第三彈性層130，且流道140通過第三彈性層130。流體量測元件100的第三彈性層130中的流道140適於讓混合流體150流動。因此，本實施例的流體量測元件100還可以藉由混合流體150模擬血液的流動。
舉例而言，當一血氧濃度機50設置於流體量測元件100的第一彈性層110的量測表面111上時，流道140可以模擬為位於生物體的皮膚層以及脂肪層之下，位於肌肉層中的血管，進而提供一個良好的模擬環境供血氧濃度機50量測。在其他實施例中，量測表面111也可以供超音波探頭量測，本發明不限於此。
進一步而言，有機矽化合物在第一彈性層110、第二彈性層120以及第三彈性層130中各自具有彼此不同的一第一化合物濃度、一第二化合物濃度以及一第三化合物濃度，且第一彈性層110、第二彈性層120和第三彈性層130各自都還包含固化劑。
第三化合物濃度不同於第二化合物濃度，且第二彈性層120和第三彈性層130可以藉由調整各自的第二化合物濃度以及第三化合物濃度來改變各自的楊氏係數。舉例
而言，本實施例的第三彈性層130的楊氏係數小於第二彈性層120的楊氏係數。相同地，第二化合物濃度不同於第一化合物濃度，藉由調整第一化合物濃度以及第二化合物濃度可以讓第二彈性層120的楊氏係數小於第一彈性層110的楊氏係數。因此，第一彈性層110、第二彈性層120以及第三彈性層130可以模擬皮膚層、脂肪層以及肌肉層，但本發明不限於此。
在本發明的一些實施例中，第一彈性層110的楊氏係數可以落在4.75KPa至2.4MPa的範圍，適於模擬皮膚層；第二彈性層120的楊氏係數可以落在4KPa至20KPa的範圍，適於模擬脂肪層；第三彈性層130的楊氏係數可以落在2KPa至12KPa的範圍，適於模擬肌肉層。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以視需求以及欲模擬的人種來調整第一化合物濃度、第二化合物濃度以及第三化合物濃度，以達成上述的材質特性。
第3圖是根據第1圖中割面線2-2繪示的剖面示意圖。請參照第3圖，在本實施例中，第一彈性層110、第二彈性層120以及第三彈性層130沿著第一方向d1堆疊。舉例而言，第一彈性層110具有側壁110sw，第二彈性層120具有側壁120sw，第三彈性層130具有側壁130sw，且這些側壁110sw、120sw、130sw彼此切齊。因此，當血氧濃度機50在量測表面111量測時，流體量測元件100可以提供一個良好的模擬環境。
在本實施例中，第一方向d1平行於量測表面111
的法向量。在第一方向d1上，第一彈性層110具有第一高度h1，第二彈性層120具有第二高度h2，流道140和量測表面111之間間隔一第一深度k1。
具體而言，第一彈性層110的第一高度h1小於第二彈性層120的第二高度h2，且流道140和量測表面111之間的第一深度k1可以落在2公釐至24公釐的範圍。因此，流道140可以適當地模擬生物體皮膚下的血管，而第一彈性層110和第二彈性層120可以各自模擬為皮膚層以及脂肪層。
同時，流道140的內徑r1可以落在2公釐至16公釐的範圍。因此，流道140可以模擬人體的內頸靜脈、股動脈、足背動脈或橈動脈。
舉例而言，在本發明的一實施例中，第一高度h1與第二高度h2的比值落在0.51至1.06的範圍，且第一深度k1落在13公釐至15公釐的範圍，因此流體量測元件100可以模擬為內頸靜脈。
在本發明的另一實施例中，第一高度h1與第二高度h2的比值落在0.26至0.47的範圍，且第一深度k1落在14公釐至24公釐的範圍，因此流體量測元件100可以模擬為股動脈。
在本發明的再一實施例中，第一高度h1與第二高度h2的比值落在0.2至1.5的範圍，且第一深度k1落在6公釐至10公釐的範圍，因此流體量測元件100可以模擬為足背動脈。
在本發明的又再一實施例中，第一高度h1與第二高度h2的比值落在0.38至1.58的範圍，且第一深度k1落在2公釐至2.5公釐的範圍，因此流體量測元件100可以模擬為橈動脈。
另一方面，請參照第2圖，本實施例的混合流體150可以包括第二染劑以及第三染劑。對一第一波段的光而言，第二染劑的吸收率和第三染劑的吸收率的最大差異為1.9至2.5倍；對一第二波段的光而言，第二染劑的吸收率和第三染劑的吸收率的最大差異為0.5至0.8倍；對具有一等吸收波長的光而言，第二染劑的吸收率和第三染劑的吸收率相同。第一波段的波長小於第二波段的波長，亦即第一波段的波長值小於第二波段的波長值，且等吸收波長位於第一波段和第二波段之間。
進一步而言，第二染劑和第三染劑為可用水溶解的染劑。
舉例而言，上述第一波段包括落在730奈米至785奈米範圍的波長，第二波段包括落在810奈米至880奈米範圍的波長。因此，第二染劑可以在混合流體150中模擬非氧合血紅素的光學特性，第三染劑可以在混合流體150中模擬氧合血紅素的光學特性。
請參照第2圖，在本發明的實施例中，流體量測元件100還包括一輸送針筒160，其連接第三彈性層130，輸送針筒160的前端161位於流道140內。
流道140的中心沿著一軸線s1延伸，且輸送針筒
160的前端161的中心實質上對齊軸線s1。輸送針筒160用以容置並注入混合流體150至流道140。換句話說，本實施例的針筒160的前端161插入流道140，且針筒160和流道140共軸。
因此，本實施例的流體量測元件100可以進一步藉由輸送針筒160控制混合流體150的流速，使用者也可以藉由控制輸送針筒160以在流道140中模擬脈搏。輸送針筒160可以藉由手動控制，也可以藉由泵驅動，本發明不限於此。
進一步而言，流體量測元件100還可以包括排液管線162，相對於針筒160的前端161插入流道140的另一端，藉以讓混合流體150可以自流道140進出。
第4圖是本發明另一實施例中流體量測元件的立體示意圖。請參照第4圖，本實施例的流體量測元件100A類似於上述的流體量測元件100，其包括第一彈性層110、第二彈性層120、第三彈性層130以及流道140。惟不同的地方在於，本實施例的流體量測元件100A還包括一透光彈性層131。透光彈性層131配置於第三彈性層130的一側，且流道140通過透光彈性層131。第二彈性層120和第一彈性層110可以依序設置於透光彈性層131及第三彈性層130的上方。
具體而言，透光彈性層131可以讓使用者直接觀察部分流道140中混合流體的流動情形。由於第三彈性層130以及透光彈性層131具有彈性，因此透光彈性層131
還可以讓使用者觀察混合流體在流道140中流動時流道140的形狀變化。
第5圖是本發明一實施例中製作流體量測元件的製作方法的流程示意圖。以下將一併使用第1圖中的元件符號來輔助說明，請參照第5圖，在本發明的一實施例中，製作上述流體量測元件100的方法可以包括：將有機矽化合物、固化劑以及第一染劑混合為第一混合物(步驟S101)；加入散射材料至第一混合物並混合為第二混合物(步驟S102)；將第二混合物放置到第一模具(步驟S103)。第一模具內具有一柱體，且柱體會超出第二混合物的高度。
舉例而言，混合第一混合物的時間可以落在20分鐘至60分鐘的範圍；混合第二混合物的時間可以落在20分鐘至60分鐘的範圍。
接著，對第一模具以及第二混合物進行抽氣(步驟S104)。舉例而言，可以對第一模具以及第二混合物進行抽氣120至210分鐘。
在抽氣之後，對第一模具以及第二混合物加熱烘烤以形成第一彈性層110(步驟S105)。舉例而言，可以對第一模具以及第二混合物加熱烘烤24至48小時，且加熱溫度可以落在攝氏60度至100度的範圍。
接著，將有機系化合物、固化劑以及第一染劑混合為第三混合物(步驟S106)；加入散射材料至第三混合物並混合為第四混合物(步驟S107)；將第四混合物放置到
第二模具(步驟S108)；對第二模具以及第四混合物進行抽氣(步驟S109)；對第二模具以及第四混合物加熱烘烤以形成第二彈性層120(步驟S110)。上述步驟的混合時間、抽氣時間、加熱溫度以及加熱時間類似上述步驟S101至步驟S105，在此不再贅述。
再完成第二彈性層120之後，將有機系化合物、固化劑以及第一染劑混合為第五混合物(步驟S111)；加入散射材料至第五混合物並混合為第六混合物(步驟S112)；將第六混合物放置到第三模具(步驟S113)；對第三模具以及第六混合物進行抽氣(步驟S114)；對第三模具以及第六混合物加熱烘烤以形成第三彈性層130(步驟S115)。上述步驟的混合時間、抽氣時間、加熱溫度以及加熱時間類似上述步驟S101至步驟S105，在此不再贅述。接著，將第二彈性層120配置於第三彈性層130上，再將第一彈性層110配置於第二彈性層120上已形成流體量測元件100(步驟S116)。
在上述步驟S108以及步驟S113中，第四混合物或第六混合物各自放置到第二模具或第三模具後可以先刮除尚未固化的有機矽化合物，藉以讓形成的第二彈性層120以及第一彈性層110可以具有平整的表面。
另一方面，在步驟S105之後，可以再放置有機矽化合物和固化劑的混合物於第一彈性層110上，再加熱烘烤已完成上述的透光彈性層131(請見第4圖)。
綜上所述，本發明實施例的製作方法可以提供一個
具有良好物理性質以及光學性質的流體量測元件，且流體量測元件因為具有的第一彈性層、第二彈性層以及具有流道的第三彈性層，其具有第一染劑和散射材料可以模擬生物體中皮膚下各層組織的光學性質，還具有有機矽化合物可以模擬各層組織的物理性質，流道中的混合流體也可以模擬為血液供檢測裝置量測。
2-2:割面線
100:流體量測元件
110:第一彈性層
120:第二彈性層
130:第三彈性層
140:流道
Claims (10)
- 一種流體量測元件，包括：一第三彈性層；一第二彈性層，配置於所述第三彈性層上；一第一彈性層，配置於所述第二彈性層上，且所述第二彈性層位於所述第一彈性層以及所述第三彈性層之間；以及至少一流道，配置於所述第三彈性層，且一混合流體於所述流道中流動，其中所述第一彈性層、所述第二彈性層以及所述第三彈性層是由有機矽化合物、第一染劑以及散射材料形成，所述第一染劑在所述第一彈性層、所述第二彈性層以及所述第三彈性層中各自具有彼此不同的一第一染劑濃度、一第二染劑濃度以及一第三染劑濃度，所述散射材料在所述第一彈性層、所述第二彈性層以及所述第三彈性層中各自具有彼此不同的一第一材料濃度、一第二材料濃度以及一第三材料濃度，其中所述第三彈性層的體積大於所述第二彈性層以及所述第一彈性層的體積。
- 如請求項1所述的流體量測元件，其中所述流道的內徑落在2公釐至16公釐的範圍。
- 如請求項1所述的流體量測元件，其中所述 第一彈性層、所述第二彈性層以及所述第三彈性層沿著一第一方向堆疊，且所述第一彈性層具有一法向量平行於所述第一方向的量測表面，其中在所述第一方向上，所述第一彈性層具有一第一高度、所述第二彈性層具有一第二高度，所述流道和所述量測表面之間間隔一第一深度，且所述第一高度小於所述第二高度，所述第一深度落在2公釐至24公釐的範圍。
- 如請求項1所述的流體量測元件，其中所述混合流體包括第二染劑以及第三染劑，且對一第一波段的光而言，所述第二染劑的吸收率和所述第三染劑的吸收率的最大差異為1.9至2.5倍；對一第二波段的光而言，所述第二染劑的吸收率和所述第三染劑的吸收率的最大差異為0.5至0.8倍；對具有一等吸收波長的光而言，所述第二染劑的吸收率和所述第三染劑的吸收率相同，且所述第一波段的波長小於所述第二波段的波長，所述等吸收波長位於所述第一波段和所述第二波段之間。
- 如請求項4所述的流體量測元件，其中所述第一波段包括落在730奈米至785奈米的範圍的波長，所述第二波段包括落在810奈米至880奈米的範圍的波長。
- 如請求項1所述的流體量測元件，其中所述散射材料包括二氧化鈦，所述吸光染劑實質上為黑色。
- 如請求項1所述的流體量測元件，還包括一輸送針筒，其連接所述第三彈性層，所述輸送針筒的前端位於所述流道內，所述流道的中心沿著一軸線延伸，且所述輸送針筒的所述前端的中心實質上對齊所述軸線，且所述輸送針筒用以容置並注入所述混合流體至所述流道。
- 如請求項1所述的流體量測元件，其中所述有機矽化合物在所述第一彈性層、所述第二彈性層以及所述第三彈性層中各自具有彼此不同的一第一化合物濃度、一第二化合物濃度以及一第三化合物濃度，且所述第一彈性層的楊氏係數落在4.75KPa至2.4MPa的範圍；所述第二彈性層120的楊氏係數落在4KPa至20KPa的範圍；所述第三彈性層130的楊氏係數落在2KPa至12KPa的範圍。
- 如請求項1所述的流體量測元件，還包括一透光彈性層，其配置於所述第三彈性層的一側，所述流道通過所述透光彈性層，且所述第二彈性層和所述第一彈性層依序配置於所述透光彈性層上方。
- 一種流體量測元件的製作方法，包括：將有機矽化合物、固化劑以及第一染劑混合為第一混合物；加入散射材料至所述第一混合物混合為第二混合物；將所述第二混合物放置到第一模具，其中所述第一模具具有一柱體，所述柱體超出所述第二混合物的高度；對所述第一模具以及所述第二混合物進行抽氣；加熱烘烤所述第一模具以及所述第二混合物，以在所述第一模具中形成第三彈性層；將所述有機矽化合物、所述固化劑以及所述第一染劑混合為第三混合物；加入所述散射材料至所述第三混合物混合為第四混合物；將所述第四混合物放置到第二模具；對所述第二模具以及所述第四混合物進行抽氣；加熱烘烤所述第二模具以及所述第四混合物，以在所述第二模具中形成第二彈性層；將所述有機矽化合物、所述固化劑以及所述第一染劑混合為第五混合物；加入所述散射材料至所述第五混合物混合為第六混合物；將所述第六混合物放置到第三模具；對所述第三模具以及所述第六混合物進行抽氣；加熱烘烤所述第三模具以及所述第六混合物，以在所述第三模具中形成第一彈性層；以及將所述第二彈性層以及所述第一彈性層依序配置在所述第三彈性層上。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| TW201000388A (en) * | 2008-06-20 | 2010-01-01 | Silverbrook Res Pty Ltd | Mechanically-actuated microfluidic diaphragm valve |
| CN1997691B (zh) * | 2003-09-23 | 2011-07-20 | 北卡罗来纳大学查珀尔希尔分校 | 光固化的全氟聚醚用作微流体器件中的新材料 |
| JP5870716B2 (ja) * | 2012-01-31 | 2016-03-01 | コニカミノルタ株式会社 | 生化学検査装置 |
| US20190344260A1 (en) * | 2016-12-30 | 2019-11-14 | Roche Diagnostics Hematology, Inc. | Sample processing systems and methods |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1997691B (zh) * | 2003-09-23 | 2011-07-20 | 北卡罗来纳大学查珀尔希尔分校 | 光固化的全氟聚醚用作微流体器件中的新材料 |
| TW201000388A (en) * | 2008-06-20 | 2010-01-01 | Silverbrook Res Pty Ltd | Mechanically-actuated microfluidic diaphragm valve |
| JP5870716B2 (ja) * | 2012-01-31 | 2016-03-01 | コニカミノルタ株式会社 | 生化学検査装置 |
| US20190344260A1 (en) * | 2016-12-30 | 2019-11-14 | Roche Diagnostics Hematology, Inc. | Sample processing systems and methods |
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