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      深度解析 | 華工激光帶你“透視”新冠肺炎檢測試劑盒的奧秘

      2020-03-16 14:55:53

         近日,國家衛健委發布《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》,其中診斷標準在原有核酸檢測和測序基礎上增加了“血清學檢測”(即抗體和抗原的檢測)作為依據,新冠肺炎(2019-nCoV)IgM/IgG抗體檢測試劑盒(膠體金法)的使用對于新冠肺炎診斷及疫情防控發揮著越來越重要的作用。

         為有效遏制疫情,保障大眾生活秩序恢復,有效組織企業復工復產,新冠肺炎(2019-nCoV)IgM/IgG抗體檢測試劑盒(膠體金法)等POCT即時檢驗(point-of-care testing)類檢測試劑卡已被廣泛使用。

      (圖片來自安徽日報)

         隨著診斷標準的改變和大量企業復工復產對新冠肺炎(2019-nCoV)IgM/IgG抗體檢測試劑盒需求量激增,國內具備生產新冠肺炎(2019-nCoV)IgM/IgG抗體檢測試劑盒能力的POCT類企業訂單井噴。如何快速安全生產生產產品并及時交付市場使用,是這類企業急需解決的問題。在POCT類檢測試劑卡的生產環節中,唯一的UDI標識和定制化需求是生產環節中不可或缺的部分,也是部分企業生產的薄弱環節。對此,大家首先想到的是激光無油墨印刷。過去幾年,在POCT類產品上使用激光無油墨印刷方式已成為共識。在抗疫第一線,華工激光堅守POCT生產線,保障每個測試卡上清晰精準快速標記指示標識,為客戶新增產線提供24小時不間斷服務。

         下面激光君將通過詳細的分析,和大家一起“透視”POCT產品安全奧秘。

         01試劑盒激光標記

         試劑盒材料性質

          POCT測定試劑卡主要原料是高分子材料(PVC、PP、ABS、HIPS等)。

          高分子材料具有以下特點:

         (1)具有良好的物理力學性能、化學穩定性;

         (2)來源豐富、價格低廉,適合制成一次性醫療用品;

         (3)加工方便、制造成本低,適合多種成型方式,便于加工成復雜的形狀和開發新產品。

          高分子材料激光加工,就是利用激光的高能量促使塑料本身表面碳化或使表面某些成分分解產生坯體使塑料發泡,從而讓激光作用部分的塑料顏色與非作用區出現色差而形成標識,其標識效果好,可極大提升生產效率。

         激光打標原理

      圖為:IgM/IgG標記效果照片

      圖為:POCT檢測棒標記效果照片

          根據PVC、PP、ABS、HIPS等高分子材料特性,通過實驗,分別用355nm、532nm、1064nm和10.64um這四種常用波長的激光器測試,我們發現匹配不同工藝都可以做出較好的標記效果,但不同材料的差異有所不同,最后我們結合355nm、532nm、1064nm和10.64um四種波長激光器的易用性和維護性,重點選擇355nm、1064nm和10.64um波長的三款激光器,也就是我們在工業中用量最大的紫外激光器、光纖激光器CO2激光器來做不同工藝開發。

         激光在高分子材料標記,作為標識色差的變化是最重要的,我們通過不同激光器工藝調試將激光作用在PVC、PP、ABS、HIPS等高分子材料上產生不同的物理和化學變化,使得產生色差提升標識的對比度,對此,我們開發了四種標記工藝,分別為:發泡、蝕刻、帶有顏色變化的蝕刻只有顏色變化。 

         具體如下:

         (1)皮泡:于某些塑膠而言,當激光能量偏低時,不足以使材料碳化,只會使材料表面某些成分分解產生氣體使塑料起泡,這種泡與材料基色有輕微的色差,故可得到帶有淡淡顏色的淺色標識,該工藝適合用于指示標識的應用。

         (2)蝕刻:當激光峰值較高時,或者材料熔點較低時,材料表面局部溫度遠高于物質熔點,材料表面將發生結構重組的腐蝕或氣化。一般CO2激光器標記ABS、HIPS等材料,標記效果僅能獲得深溝狀輪廓線,該工藝無法獲得較好的識別度。

         (3)帶有顏色變化的蝕刻(雕刻下陷且顏色變化 ):當激光能量很高時,激光照射會致塑料過度碳化,使材料出現大小不一、黑色深度不同的斑點。激光標識ABS、PVC等材料,表層材料在激光照射下會發生碳化,因其光束帶了較高的熱量,同時會對材料標記表層蝕刻,該工藝適合指示標識和ABS\PVC材料的二維碼標識。

         (4)只有顏色變化:足夠短的激光波長輻射,可以使塑料分子解離導致顏色變化。紫外激光器其具有高負荷能量的光子,能夠打斷材料或周圍介質內的化學鍵,使其與致使材料發生非熱過程破壞,標記效果黑度高,無手感,該工藝適合PVC、PP、ABS、HIPS等高分子材料的指示標識和二維碼標識。

         02激光標識+數據管理

         醫療器械唯一標識UDI(Unique Device Identification):產品供應鏈中的唯一“身份證”,是POCT檢測試劑卡中重要的標識內容。通常會用QR、DM、CODE46和CODE16K等變量碼或定制碼作為唯一標識。這類標識對印刷的清晰度和精度要求高,且為一物一碼,對數據管理有著重要作用。利用激光能方便快速無油墨印刷出高精度、清晰度變量碼的特性,通過深入的行業研究和廣泛的應用積累,為實現清晰賦碼的同時保障賦碼唯一性,還需要開發專業軟件來對接POCT企業的生產。

         華工激光作為國內最早進入該領域的激光企業,除具備成熟的激光無油墨印刷工藝外,還能為客戶的數據安全數據管理提供全套解決方案。其中,數據防重軟件應用,能將擁有100萬條數據的數據包在4億數據的數據池中查找重復數據時間縮短到37秒內,目前處行業領先水平。

         江蘇華工激光科技有限公司(以下簡稱江蘇華工激光)是武漢華工激光工程有限責任公司的全資子公司,坐落在淮海經濟區核心區之—的宿遷。

         江蘇華工激光旗下擁有的Flying紫外系列賦碼設備Flying光纖系列賦碼設備,其配備的國產自主激光器性能優異,聚焦光斑更小,作用于材料上的時間更短,熱影響效果小,打標效果更美觀,已廣泛應用于醫藥、醫療、個人護理品、食品飲料包裝等產品上的有效日期、批號、班次、廠家名稱和標識等圖形與文字的標記。

         運用科技的力量,配以完善的市場服務體系和高效快捷的服務質量,華工激光與您一同為中國加油。

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