华工激光：新冠肺炎检测试剂盒中激光打标的奥秘

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华工激光：新冠肺炎检测试剂盒中激光打标的奥秘

2020年03月17日

近日，国家卫健委发布《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七版）》，其中诊断标准在原有核酸检测和测序基础上增加了“血清学检测”（即抗体和抗原的检测）作为依据，新冠肺炎(2019-nCoV)IgM/IgG抗体检测试剂盒(胶体金法)的使用对于新冠肺炎诊断及疫情防控发挥着越来越重要的作用。

为有效遏制疫情，保障大众生活秩序恢复，有效组织企业复工复产，新冠肺炎(2019-nCoV)IgM/IgG抗体检测试剂盒(胶体金法)等POCT即时检验（point-of-care testing）类检测试剂卡已被广泛使用。

（图片来自安徽日报）

随着诊断标准的改变和大量企业复工复产对新冠肺炎(2019-nCoV)IgM/IgG抗体检测试剂盒需求量激增，国内具备生产新冠肺炎(2019-nCoV)IgM/IgG抗体检测试剂盒能力的POCT类企业订单井喷。如何快速安全生产生产产品并及时交付市场使用，是这类企业急需解决的问题。在POCT类检测试剂卡的生产环节中，唯一的UDI标识和定制化需求是生产环节中不可或缺的部分，也是部分企业生产的薄弱环节。对此，大家首先想到的是激光无油墨印刷。过去几年，在POCT类产品上使用激光无油墨印刷方式已成为共识。在抗疫第一线，华工激光坚守POCT生产线，保障每个测试卡上清晰精准快速标记指示标识，为客户新增产线提供24小时不间断服务。

接下来就让我们一起来了解一下POCT产品安全奥秘。

试剂盒激光标记

• 试剂盒材料性质

POCT测定试剂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点：
（1）具有良好的物理力学性能、化学稳定性；
（2）来源丰富、价格低廉，适合制成一次性医疗用品；
（3）加工方便、制造成本低，适合多种成型方式，便于加工成复杂的形状和开发新产品。

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产生坯体使塑料发泡，从而让激光作用部分的塑料颜色与非作用区出现色差而形成标识，其标识效果好，可极大提升生产效率。

• 激光打标原理

图为：IgM/IgG标记效果照片

图为：POCT检测棒标记效果照片

根据PVC、PP、ABS、HIPS等高分子材料特性，通过实验，分别用355nm、532nm、1064nm和10.64um这四中常用波长的激光器测试，我们发现匹配不同工艺都可以做出较好的标记效果，但不同材料的差异有所不同，最后我们结合355nm、532nm、1064nm和10.64um四种波长激光器的易用性和维护性，重点选择355nm、1064nm和10.64um波长的三款激光器，也就是我们在工业中用量最大的紫外激光器、光纤激光器和CO2激光器来做不同工艺开发。

激光在高分子材料标记，作为标识色差的变化是最重要的，我们通过不同激光器工艺调试将激光作用在PVC、PP、ABS、HIPS等高分子材料上产生不同的物理和化学变化，使得产生色差提升标识的对比度，对此，我们开发了四种标记工艺，分别为：发泡、蚀刻、带有颜色变化的蚀刻和只有颜色变化。

具体如下：

（1）皮泡：于某些塑胶而言，当激光能量偏低时，不足以使材料碳化，只会使材料表面某些成分分解产生气体使塑料起泡，这种泡与材料基色有轻微的色差，故可得到带有淡淡颜色的浅色标识，该工艺适合用于指示标识的应用。

（2）蚀刻：当激光峰值较高时，或者材料熔点较低时，材料表面局部温度远高于物质熔点，材料表面将发生结构重组的腐蚀或气化。一般CO2激光器标记ABS、HIPS等材料，标记效果仅能获得深沟状轮廓线，该工艺无法获得较好的识别度。

（3）带有颜色变化的蚀刻（雕刻下陷且颜色变化）：当激光能量很高时，激光照射会致塑料过度碳化，使材料出现大小不一、黑色深度不同的斑点。激光标识ABS、PVC等材料，表层材料在激光照射下会发生碳化，因其光束带了较高的热量，同时会对材料标记表层蚀刻，该工艺适合指示标识和ABS\PVC材料的二维码标识。

（4）只有颜色变化：足够短的激光波长辐射，可以使塑料分子解离导致颜色变化。紫外激光器其具有高负荷能量的光子，能够打断材料或周围介质内的化学键，使其与致使材料发生非热过程破坏，标记效果黑度高，无手感，该工艺适合PVC、PP、ABS、HIPS等高分子材料的指示标识和二维码标识。

激光标识+数据管理

医疗器械唯一标识UDI（Unique Device Identification）：产品供应链中的唯一“身份证”，是POCT检测试剂卡中重要的标识内容。通常会用QR、DM、CODE46和CODE16K等变量码或定制码作为唯一标识。这类标识对印刷的清晰度和精度要求高，且为一物一码，对数据管理有着重要作用。利用激光能方便快速无油墨印刷出高精度、清晰度变量码的特性，通过深入的行业研究和广泛的应用积累，为实现清晰赋码的同时保障赋码唯一性，还需要开发专业软件来对接POCT企业的生产。

华工激光作为国内最早进入该领域的激光企业，除具备成熟的激光无油墨印刷工艺外，还能为客户的数据安全和数据管理提供全套解决方案。其中，数据防重软件应用，能将拥有100万条数据的数据包在4亿数据的数据池中查找重复数据时间缩短到37秒内，目前处行业领先水平。

江苏华工激光科技有限公司（以下简称江苏华工激光）是武汉华工激光工程有限责任公司的全资子公司，坐落在淮海经济区核心区之—的宿迁。

江苏华工激光旗下拥有的Flying紫外系列赋码设备和Flying光纤系列赋码设备，其配备的国产自主激光器性能优异，聚焦光斑更小，作用于材料上的时间更短，热影响效果小，打标效果更美观，已广泛应用于医药、医疗、个人护理品、食品饮料包装等产品上的有效日期、批号、班次、厂家名称和标识等图形与文字的标记。

来源：华工激光

AMTS 2019展会上，华工就曾精彩亮相，为汽车工程板块带来智能激光加工解决方案。包括：白车身焊装，双工位焊接，AUTOBOT3015等在内的多款技术成为关注焦点。近年来，国内以及国外品牌的主机厂都开始纷纷使用包括华工在内的激光品牌的专业设备和技术，其中，白车身的激光加工应用就已经覆盖国产品牌，欧美系品牌，再到日系品牌。从零部件到车身部件（三维五轴）的应用形成了产业群技术覆盖。

值得一提的是，与此同时，华工激光也推出了国内首套“汽车白车身焊装生产线”，目前已应用到通用、江淮、江铃福特、广本等多品牌多车型中，占国内汽车白车身焊接业务90%的市场份额。据了解，广汽本田十代雅阁顶盖激光焊接生产线，此产线目前国内生产节拍最快（43s一台）。