CN105628756A - 一种血液同步分离与传感膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种血液同步分离与传感膜的制备方法，其具体步骤如下：分别配制含阴离子溶液的K离子水溶液和含阳离子溶液的K离子水溶液，将支撑体浸没入含阴离子溶液的KCl水溶液中取出；再将支撑体浸没入去离子水中后取出；接着将支撑体浸没入含阴离子溶液的KCl水溶液中后取出；最后再将支撑体浸没入去离子水中后取出，完成一层膜的沉积。重复浸渍控制膜达到一定的厚度，干燥，得到血液同步分离与传感膜所制备的膜，可以应用在新鲜血液中血清的快速实时提取，并同时进行血糖、血乳酸、血谷氨酸、转氨酶、蛋白质等重要成分浓度的检测。该方法工艺简单、成本较低，具有良好的大规模生产前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种血液同步分离与传感膜的制备方法，尤其涉及一种用于血液中同步分离血清及组分浓度传感膜的制备方法，所制备的膜可以应用在新鲜血液中血清的快速实时提取，并同时进行血糖、血乳酸、血谷氨酸、转氨酶、蛋白质等重要成分浓度的检测。
背景技术
在现代医疗中，血清的提取与检测成为疾病诊断过程中最重要的手段之一。目前医院所采用的方法中，提取与检测均需要独立的操作及特殊的仪器实现：血清提取主要依靠固凝、离心都步骤将血细胞、纤维蛋白原与血清进行分离；血清检测主要依靠商品化的生化分析仪，在加入特定试剂的血清样中进行特定组分的分析。以上两个步骤操作繁琐、耗时较长，通常需要一天以上的周期出具详细的化验报告，延长了患者的诊断时间。特别是在急救过程中，如紧急输血，传统技术耗时长的特性可能会大大增加生命抢救的危险。因此，快速的血液化验技术的开发将具有重要的医疗实践意义及广大的市场前景。
血清的提取与检测涉及到分离及传感两种不同的技术。膜分离为一种新兴的原位分离技术，可根据待分离物质的大小调节膜孔径尺寸以达到筛分的作用，其成本较低且能耗较少，性质稳定，已有部分产品被应用于医疗领域，如肾透析膜等；而在众多传感技术中，电化学型生物传感器由于其快速的响应时间，较低的成本，灵敏度高，最有可能应用于生理物质的实际检测。以上两种技术在材料的选择、工作机理上均有较大的差异，未有研究成果能将两者融合并制造出相应的产品。
发明内容
本发明的目的在于同时实现血清的提取与检验，而提供一种血液同步分离与传感膜的制备方法，以提高医疗诊断中血液化验的效率。该分离传感膜制备工艺简单、成本较低，适用于应用在新鲜血液中血清的快速实时提取，并同时进行血糖、血乳酸、血谷氨酸、转氨酶、蛋白质等重要成分浓度的检测，具有良好的医用前景。
本发明的技术方案为：一种血液同步分离与传感膜的制备方法，其具体步骤如下：
1).沉积液的配制，分别配制含阴离子溶液的K离子水溶液和含阳离子溶液的K离子水溶液，两者具有相同的离子浓度；其中所述阴离子溶液为K4Fe(CN)6、K3Fe(CN)6或K3Co(CN)6溶液中一种，所述阳离子溶液为FeCl3、(NH4)2Fe(SO4)2或CoCl3溶液中一种；
2).以中空纤维支撑体上沉积膜，将支撑体一端密封，另一端接真空泵，将支撑体浸没入含阴离子溶液的K离子水溶液中，一段时间后取出；再将支撑体浸没入去离子水中，一段时间后取出；接着将支撑体浸没入含阳离子溶液的K离子水溶液中，一段时间后取出；最后再将支撑体浸没入去离子水中，一段时间后取出，完成一层膜的沉积；
3).重复步骤2)，控制膜达到一定的厚度，干燥，得到血液同步分离与传感膜。
优选步骤1)中K离子的供源为KCl、KNO3或K2SO4等。优选步骤1)中所述的含阴离子溶液的K离子水溶液和含阳离子溶液的K离子水溶液的中阴阳离子的浓度一致，均为0.001-0.1M；K离子的浓度均为0.01-0.5M，pH值控制在1-9。
优选步骤2)中环境温度控制在0-60℃；沉积阳离子和阴离子的时间均为1-10min；浸没去离子的时间均为10-60s。
优选步骤3)中的重复次数为1-60次；优选膜的厚度为1-5μm。
优选步骤3)中将制备好的普鲁士蓝电极进行干燥，干燥为自然晾干或烘干。
有益效果：
本发明基于膜分离及电化学生物传感技术，开发出一种具有血液同步分离与传感作用的膜的制备工艺。利用静电纺丝技术制备出适合膜生长的陶瓷支撑体，同时该支撑体具有无毒、耐酸碱性好的特点适合用于血液环境中。通过真空自组装技术，将目标阴阳离子在支撑体孔道沉积形成连续的膜层，通过控制沉积时间、组装次数等条件进行膜孔径的调节，以达到截流血细胞的作用。同时该膜层可与目标生理物质，如血糖、血乳酸、血谷氨酸、转氨酶、蛋白质等产生电催化作用，根据目标物浓度的大小形成相应大小的电流信号以达到传感作用。该制备方法流程简便、成本较低，具有大规模工艺化生产的前景。
附图说明
图1为所制备的一种血液同步分离与传感膜的断面扫描电镜图。
具体实施方式
实施例1
1)配制含K4Fe(CN)6溶液的KCl水溶液，配制含FeCl3溶液的KCl水溶液，阴阳离子浓度为0.001M，KCl浓度为0.01M，pH为1。
2)将支撑体一端密封，另一端接真空泵，环境温度控制在0℃将支撑体浸没入含阴离子溶液的K离子水溶液中10min后取出；再将支撑体浸没入去离子水中10s后取出；接着将支撑体浸没入含阳离子溶液的KCl水溶液中10min后取出；最后再将支撑体浸没入去离子水中10s后取出。以上操作重复60次，膜厚达1μm。将制备好的膜烘干。所制备膜的断面扫描电镜图如图1所示。
实施例2
1)配制含K3Fe(CN)6溶液的K2SO4水溶液，配制含(NH4)2Fe(SO4)2溶液的K2SO4水溶液，阴阳离子浓度一致为0.1M，K2SO4浓度为0.5M，pH为9。
2)将支撑体一端密封，另一端接真空泵，环境温度控制在60℃，将支撑体浸没入含阴离子溶液的KCl水溶液中1min后取出；再将支撑体浸没入去离子水中60s后取出；接着将支撑体浸没入含阳离子溶液的KCl水溶液中1min后取出；最后再将支撑体浸没入去离子水中60s后取出。以上操作重复1次，膜厚达2μm。将制备好的膜自然晾干。
实施例3
1)配制含K3Co(CN)6溶液的KNO3水溶液，配制含CoCl3溶液的KNO3水溶液，阴阳离子浓度为0.01M，K离子浓度为0.05M，pH为3。
1)将支撑体一端密封，另一端接真空泵，环境温度控制在35℃，将支撑体浸没入含阴离子溶液的K离子水溶液中5min后取出；再将支撑体浸没入去离子水中30s后取出；接着将支撑体浸没入含阳离子溶液的K离子水溶液中5min后取出；最后再将支撑体浸没入去离子水中30s后取出。以上操作重复10次，膜厚达2μm。将制备好的膜烘干。
实施例4
1)配制含K4Fe(CN)6溶液的KCl水溶液，配制含FeCl3溶液的KCl水溶液，阴阳离子浓度为0.01M，KCl浓度为0.01M，pH为1。
2)将支撑体一端密封，另一端接真空泵，环境温度控制在0℃将支撑体浸没入含阴离子溶液的K离子水溶液中10min后取出；再将支撑体浸没入去离子水中10s后取出；接着将支撑体浸没入含阳离子溶液的KCl水溶液中10min后取出；最后再将支撑体浸没入去离子水中10s后取出。以上操作重复60次，膜厚达5μm。将制备好的膜烘干。
实施例5
1)配制含K4Fe(CN)6溶液的KCl水溶液，配制含FeCl3溶液的KCl水溶液，阴阳离子浓度为0.001M，KCl浓度为0.01M，pH为1。
2)将支撑体一端密封，另一端接真空泵，环境温度控制在35℃将支撑体浸没入含阴离子溶液的K离子水溶液中10min后取出；再将支撑体浸没入去离子水中10s后取出；接着将支撑体浸没入含阳离子溶液的KCl水溶液中10min后取出；最后再将支撑体浸没入去离子水中10s后取出。以上操作重复60次，膜厚达5μm。将制备好的膜自然晾干。
实施例1-5所制备的分离传感膜的具体使用方法如下：
基于以上的实施例，所制备的分离传感膜在使用时，一端用胶密封，一端由橡胶导管接入真空泵及电化学工作站。使用时将膜完全浸没入全血中，开启真空泵及电化学工作站，血细胞被膜外表面截流，血清通过内孔道进入膜内腔被抽出，在此过程中，血清中的活性组分被催化产生催化电流，电化学工作站监控并输出产生的电信号，计算出活性组分的浓度，达到血清提取及检验的功能。
实施例1-5所制备的分离传感膜的分离及传感性能如下：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 血细胞截留率 | 90％ | 94％ | 98％ | 100％ | 100％ |
| 血糖检测灵敏度(mA M) | 146 | 165 | 102 | 262 | 182 |
| 血糖检测极限(mM) | 0.010 | 0.005 | 0.020 | 0.001 | 0.005 |
Claims (7)
1.一种血液同步分离与传感膜的制备方法，其具体步骤如下：
1).沉积液的配制，分别配制含阴离子溶液的K离子水溶液和含阳离子溶液的K离子水溶液，两者具有相同的离子浓度；其中所述阴离子溶液为K4Fe(CN)6、K3Fe(CN)6或K3Co(CN)6溶液中一种，所述阳离子溶液为FeCl3、(NH4)2Fe(SO4)2或CoCl3溶液中一种；
2).以中空纤维支撑体上沉积膜，将支撑体一端密封，另一端接真空泵，将支撑体浸没入含阴离子溶液的K离子水溶液中，一段时间后取出；再将支撑体浸没入去离子水中，一段时间后取出；接着将支撑体浸没入含阳离子溶液的K离子水溶液中，一段时间后取出；最后再将支撑体浸没入去离子水中，一段时间后取出，完成一层膜的沉积；
3).重复步骤2)，控制膜达到一定的厚度，干燥，得到血液同步分离与传感膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤1)中K离子的供源为KCl、KNO3或K2SO4。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤1)中所述的含阴离子溶液的K离子水溶液和含阳离子溶液的K离子水溶液的中阴阳离子的浓度均为0.001-0.1M；K离子的浓度均为0.01-0.5M，pH值控制在1-9。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤2)中环境温度控制在0-60℃；沉积阳离子和阴离子的时间均为1-10min；浸没去离子的时间均为10-60s。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤3)中的重复次数为1-60次。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤3)中的干燥为自然晾干或烘干。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于膜的厚度为1-5μm。
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2015
- 2015-12-30 CN CN201511021957.5A patent/CN105628756B/zh active Active
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