本发明涉及一种用于对一次性测试单元（10）进行激光焊接的方法，其包括：以堆叠的方式提供基座元件（14）、覆盖元件（16）以及可选地提供中间元件（22），其中，所述元件中的一个元件是吸收元件，并且所述元件中的至少另一个元件是透明元件，在焊接区（12）中使激光束引导穿过所述至少一个透明元件并且抵靠所述吸收元件，将所述透明元件和所述吸收元件熔合在一起，以形成测试单元（10），在最初步骤中，为所述元件（14、16、22）中的一个元件提供有涂层（20；26），当进行测试时，所述涂层（20；26）适用于与所述体液发生相互作用，其中，所述涂层（20；26）至少部分地覆盖所述焊接区（12）并且至少部分地吸收并且/或者散射激光辐射。
1.一种用于对一次性测试单元（10）进行激光焊接的方法，其包括：a）以堆叠的方式提供基座元件（14）、覆盖元件（16）以及可选地中间元件（22），其中，所述元件中的一个元件是吸收元件，该吸收元件构造为吸收激光束的辐射，并且所述元件中的至少另一个元件是透明元件，该透明元件可透过激光辐射；
b）在焊接区（12）中使激光束引导穿过所述至少一个透明元件并且抵靠所述吸收元件；
c）将所述透明元件和所述吸收元件熔合在一起，以形成构造为接收体液的测试单元（10），其特征在于：
d）为在步骤a）中的所述元件（14、16、22）中的一个元件提供呈化学层形式的涂层（20；
26），当进行测试时，所述涂层（20；26）适用于与在所述体液中的分析物发生反应，其中，所述涂层（20；26）至少部分地覆盖所述焊接区（12）并且至少部分地吸收并且/或者散射激光辐射。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涂层（20；26）包含在所述激光束的影响下熔化的一个或者多个部件。
3.根据权利要求1或者2所述的方法，其中，当经涂覆的元件（16）由所述体液润湿时，所述涂层（20）适用于增加所述经涂覆的元件（16）的润湿性。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述涂层（20）包括洗涤剂和/或亲水成分。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涂层（26）包含光散射颗粒。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述光散射颗粒是由TiO2、BaTiO3、ZrO2、ZrSiO3和/或BaSO4组成的颜料。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涂层（26）包括有机聚合物、颜料、矿物填料中的至少一个。
将所述涂层（20；26）作为化学层沉积在箔坯料上以形成所述中间元件（22）并且将所述中间元件（22）激光焊接在所述基座元件（14）与所述覆盖元件（16）之间。
形成毛细通道（18），所述毛细通道（18）构造为在所述基座元件（14）和/或所述覆盖元件（16）中运送体液，以及至少部分地在所述毛细通道（18）的区域中设置所述涂层（20；26）。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基座元件（14）和所述覆盖元件（16）沿着连续或者间歇的线熔合在一起。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述焊接区（12）形成为密封所述测试单元（10）的构造为接收体液的区域的焊缝。
从箔材料切割所述基座元件和所述覆盖元件（14、16）。
从卷到卷为所述基座元件和所述覆盖元件（14、16）运送连续带作为进料，对所述连续带进行激光焊接，以形成多个测试单元（10）。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测试单元（10）形成为可以手动操作的测试条或者形成为可以缠绕在卷轴上的测试带。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，从箔材料切割所述基座元件（14）和所述覆盖元件（16），所述箔材料通常为激光束能吸收的或者激光束可透过的。
从塑料材料将所述基座元件和所述覆盖元件（14、16）模塑为3D成形件。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述熔合包括同时按压所述元件（14、16、22），以形成复合构件。
18.一种用于分析体液的一次性测试单元（10），其包括：基座元件（14）、覆盖元件（16）以及可选地中间元件（22）的堆叠，其中，所述元件中的一个元件由吸收材料制成，该吸收材料构造为吸收激光束的辐射，并且，所述元件中的至少另一个元件由透明材料制成，该透明材料可透过激光辐射，吸收材料和透明材料通过激光焊缝在焊接区（12）中熔合在一起，其中，所述元件中的至少一个元件设有呈化学层形式的涂层（20；26），当进行测试时，所述涂层（20；26）适用于与在所述体液中的分析物发生反应，其中，所述涂层（20；26）至少部分地覆盖所述焊接区（12）并且包含至少部分地吸收并且/或者散射激光辐射的一个或者多个部件。
用于对一次性测试单元进行激光焊接的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于对用于分析体液的一次性测试单元进行激光焊接的方法，该方法包括以下步骤：以堆叠的方式提供基座元件、覆盖元件以及可选地提供中间元件，其中，所述元件中的一个元件是吸收元件，其构造为吸收激光束的辐射，并且所述元件中的至少另一个元件是透明元件，其可透过激光辐射；在焊接区中使激光束引导穿过至少一个透明元件并且抵靠吸收元件；以及将透明元件和吸收元件熔合在一起，以形成构造为接收体液的测试单元。本发明进一步涉及通过这样的方法制造的一次性测试单元。
背景技术
[0002] 在诊断试纸条的设计中，已知借助于双面胶带结合多层，这允许卷到卷对卷带材料进行处理，从而在制造过程中实现高输出和高产量。然而，胶带的使用促成生产成本提高并且常常需要特定的适用于化学测试的粘合剂。
[0003] 同样已知借助于激光焊接制备多层生物传感器，其中，激光透明材料熔合在激光吸收材料上。后者通过激光能熔化并且连接至透明材料。迄今，这种技术仍限于全“黑”和“透明”层构造。
[0004] 在此基础上，本发明的目标在于进一步改进已知方法和产品并且实现改进材料和提高生产效率以及实现可靠的测试结构。
发明内容
[0005] 为了实现该目标，提出了在独立权利要求1或者15中所陈述的特征的组合。通过从属权利要求得到本发明的有利实施例和进一步的发展。
[0006] 本发明基于对用于允许在特定测试形式下的特定样本相互作用的经涂覆的组件进行处理的理念。相应地，根据本发明提出为在最初步骤中的所述元件中的一个元件提供呈干化学层形式的涂层，当进行测试时，该涂层适用于与在体液中的分析物发生反应，其中，所述涂层至少部分地覆盖焊接区并且至少部分地吸收并且/或者散射激光辐射。激光焊接技术消除了对粘合剂和胶带的需要，减少了材料支出，以及避免了附加的处理步骤。意外地发现，吸收并且/或者散射至少部分所利用的激光辐射的经涂覆的结构并不妨碍或者弱化所产生的关于焊接强度和密封能力的连接。打破专家的偏见之后发现，这种激光响应界面甚至有助于附着复合物的形成。此外，与样本流体的专有相互作用可以集成到测试结构中。
[0007] 在优选实施例中，涂层可以包含在激光束的影响下熔化的一个或者多个部件。
[0008] 出于测试的目的，为了进一步改善流体相互作用，当经涂覆的元件由体液润湿、涂层适用于增加经涂覆的元件的润湿性时，是有利的。
[0009] 在该背景下，当涂层包括洗涤剂和/或亲水成分时，也是有利的。
[0010] 在另一特别用于光学测量的实施例中，当涂层包含光散射颗粒，特别是例如由TiO2、BaTiO3、ZrO2、ZrSiO3和/或BaSO4组成的颜料时，是有利的。
[0011] 当涂层包括有机聚合物、颜料、矿物填料中的至少一个时，可以实现在该方向上的进一步改进。
[0012] 对于简化了的制造过程，当将涂层作为化学层沉积在箔坯料上以形成中间元件时，以及当将中间元件激光焊接在基座元件与覆盖元件之间时，是有利的。
[0013] 可以通过形成毛细通道（该毛细通道构造为在基座元件和/或覆盖元件中运送体液）以及至少部分地在毛细通道的区域中设置涂层实现测试结构的进一步改进。
[0014] 有利地，基座元件和覆盖元件沿着连续或者间歇的线在一维连接中熔合在一起。
[0015] 另一特别有利的实施例提供焊接区形成为密封测试单元的构造为接收体液的区域的焊缝。
[0016] 为了进一步减少结构支出，当从箔材料切割基座元件和覆盖元件时，是有利的。
[0017] 还可以设想，从卷到卷为基座元件和覆盖元件运送连续带作为进料，以及对连续带进行激光焊接，以形成多个测试单元。
[0018] 在具体有利的实施例中，测试单元形成为可以手动操作的测试条或者形成为可以缠绕在例如在带盒中的卷轴上的测试带。
[0019] 有利地，基座元件和覆盖元件作为坯料从箔材料切割，其中，一个箔材料通常为吸收性激光束，以及另一个箔材料对于焊接激光束来说通常是可透明的。
[0020] 在另一用于高度集成测试的具体实施例中，从塑料材料将基座元件和覆盖元件模塑为3D成形件。
[0021] 为了加强所产生的焊接，当所述熔合步骤包括同时按压所述结构元件，以形成复合构件时，是有利的。
[0022] 本发明还涉及一种用于分析体液的一次性测试单元，其包括：基座元件、覆盖元件以及可选地中间元件的堆叠，其中，所述元件中的一个元件由吸收材料制成，该吸收材料构造为吸收激光束的辐射，并且，所述元件中的至少另一个元件由透明材料制成，所述透明材料可透过激光辐射，吸收材料和透明材料通过激光焊缝在焊接区中熔合在一起，其中，所述元件中的至少一个元件设有呈干化学层形式的涂层，当进行测试时，该涂层适用于与在体液中的分析物发生反应，其中，该涂层至少部分地覆盖焊接区并且包含至少部分地吸收和/或散射所述激光辐射的一个或者多个部件。
[0023] 应该理解的是，所有以上详细方法的方面均以类似的方式涉及通过这种方法所生产的一次性测试单元。
附图说明
[0024] 下面基于在附图中示意性地示出的实施例示例进一步阐明本发明，在附图中：
[0025] 图1是由通过激光焊接熔合的片材组成的测试单元或者毛细管测试条的透视图；
[0026] 图2是示出了包括为易熔材料的中间元件的替代方案的分解透视图；
[0027] 图3示出了包括模塑的基座元件和试剂条的另一替代实施例的一部分的俯视图；
[0028] 图4示出了包括激光熔合覆盖元件的图3的经组装的实施例；
[0029] 图5是用于生产复合测试单元的激光焊接系统的示意图。
具体实施方式
[0030] 参照附图，可以通过沿着激光焊接线12熔合多个层或者元件来准备用于诊断测试的作为一次性复合测试单元的复合测试单元10，从而避免使用粘合剂组分。
[0031] 在图1所示出的实施例中，基座元件14由吸收激光辐射的易熔层组成，而透明的覆盖元件16由可透过激光辐射的层组成。基座元件14包括具有深冲的毛细通道18的吸收性（或者黑色）箔坯料。通道18可以装载有，例如，用于进行血糖测试的体液样本。在面向通道18的一侧上，扁平的覆盖元件16设有涂层20，当进行测试时，涂层20适用于与体液发生反应。
[0032] 涂层20可以构造为促进经涂覆的区域的润湿性或者亲水性，从而促进体液的运送或者分布。例如，覆盖元件16可以由例如厚度为140μm的透明聚碳酸酯箔形成，以及涂层20可以包括诸如羟乙基纤维素的极性涂层剂（例如，购自SE Tylose GmBH & Co. KG，商标为Tylose）和胶态氧化硅（例如，购自Akzo Nobel N.V.，商标为Bindzil）。
[0033] 当将涂层20涂敷穿过覆盖元件16的整个界面侧时，涂层20还与焊接区重叠，即，在激光焊接期间激光束穿过的线12。在该过程中，使激光束引导穿过透明覆盖元件16及其涂层20，抵靠基座元件14，其中，暗物质能够吸收激光能并且能够熔化以结合至相邻的覆盖元件16。当焊接线12在两侧上与通道18相邻并且密封通道18时，防止体液绕开运送区。同时，遮蔽体液接收区，使其免受环境影响。
[0034] 虽然覆盖元件16透射激光，但涂层20包含至少部分地吸收并且/或者散射激光辐射的部件。这些部件还可以在激光束的影响下熔化。意外地发现，这种遮挡或者散射并不影响焊接线12的强度和密封。在该背景下，应该理解的是，焊接线12设置在与测试单元10的边缘相隔一定距离处，以及调整激光能，以用于进行适当的焊接，但不同时进行切割。
[0035] 在图2所示的实施例中，相同或者相似的部件设置有与如前所述的相同的附图标记。该实施例的不同之处在于：中间试剂元件22插入在基座元件14与覆盖元件16之间。
[0036] 试剂元件22由透明箔坯料或者载体24以及干化学层26组成，干化学层26沉积在载体24上并且与通道18的一部分重叠。化学层26适用于不可逆地与分析物，例如，在体液中的葡萄糖发生反应，从而可以，例如通过反射光度装置检测反应的产物。为此，层26包括有机聚合物、颜料和矿物填料。颜料影响测量信号的强度的增加并且可以从TiO2、BaTiO3、ZrO2、ZrSiO3和/或BaSO4中选择。还设想，细粒度的颗粒可以包含在化学层26中，化学层26由于例如至少2,5的高折射率，而具有强光散射效应。
[0037] 沿着焊接线12对分层元件14、22、16的堆叠进行按压和同时的焊接作用，其中，使激光束引导穿过覆盖元件14和中间元件22，到易熔基座元件14上。再次，意外地发现，中间元件22的这种层合成并不会显著弱化所产生的激光焊缝12。
[0038] 图3和图4示出了用于单次使用的诊断测试的复合测试单元10的另一实施例。在该示例中，激光焊接构件结合中间试剂条22'模塑为3维塑料元件14'、16'。单元10用于一步测试，其中，一体针（未示出）用于往复运动，以刺穿用户的皮肤并且将取样的血涂敷到测试条22'上。
[0039] 如图3清楚可见的，基座元件14'设置成引导插入的取样针的通道18'。进一步地，孔结构28允许形锁合连接到测量装置，测量装置同样具有驱动装置以接合针。基座元件 14'关于用于焊接的激光辐射是吸收性的。此外，测试条22'包括化学层或者涂层26，化学层或者涂层26面向通道18'并且适用于与在体液中的分析物发生反应，其中，涂层26至少部分地吸收并且/或者散射激光辐射。
[0040] 图4示出了包括透明的覆盖元件16'的经组装的复合单元10，透明的覆盖元件16'沿着周向焊接线12通过激光焊接熔合至基座元件14'。如在上面所例示的实施例中，涂层26至少部分地覆盖焊接区并且因此占去一部分激光能。然而已经证明激光焊接元件14'、16'可以稳固地连接到这样的程度，即不可能手动拆卸。
[0041] 图5示出了用于形成本发明的复合测试单元10的激光焊接系统30。系统30包括激光装置32（其包括光学器件34），用于待焊接的部件的夹紧单元36以及致动夹紧单元36的液压致动器38。后者包括以堆叠的方式定位元件14、16、22的承载板40以及透明的相对板42。承载板40可以借助于液压致动器38向上移动，从而在激光装置32激活期间，向复合层施加压力。在焊接过程中，涂层20、26在激光影响下熔化并且与基座元件和覆盖元件14、16熔合在一起。
