CN114621477B - 一种基于表面液体单向流动的免疫层析膜及其制备方法和应用 - Google Patents
一种基于表面液体单向流动的免疫层析膜及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114621477B CN114621477B CN202210301829.XA CN202210301829A CN114621477B CN 114621477 B CN114621477 B CN 114621477B CN 202210301829 A CN202210301829 A CN 202210301829A CN 114621477 B CN114621477 B CN 114621477B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- membrane
- immunochromatographic
- micro
- detection
- chromatographic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 146
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000003317 immunochromatography Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 22
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 22
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 18
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 16
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 16
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 9
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 9
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 8
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 7
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 7
- 230000003592 biomimetic effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 3
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims description 2
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims description 2
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 32
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 32
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 22
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 5
- 239000000306 component Substances 0.000 description 5
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 3
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 3
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000008105 immune reaction Effects 0.000 description 3
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 230000009916 joint effect Effects 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 125000000449 nitro group Chemical class [O-][N+](*)=O 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 241000208720 Nepenthes Species 0.000 description 1
- 238000005576 amination reaction Methods 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/08—Heat treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/12—Chemical modification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/12—Chemical modification
- C08J7/123—Treatment by wave energy or particle radiation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/531—Production of immunochemical test materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/558—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor using diffusion or migration of antigen or antibody
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
- C08J2325/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
- C08J2325/04—Homopolymers or copolymers of styrene
- C08J2325/06—Polystyrene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
- C08J2333/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
- C08J2333/06—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing only carbon, hydrogen, and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
- C08J2333/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
- C08J2333/12—Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于表面液体单向流动的免疫层析膜及其制备方法和应用。所述层析膜具有亲水性，其表面具有微纳仿生结构；该结构由一系列轴向排布的不对称沟槽以及沟槽内部的楔形或棘齿状结构组成。与传统NC膜材的层析膜相比，避免由毛细作用驱动在多孔NC膜内流动产生的非特异性吸附；基于微纳仿生结构模具的复制制造比NC膜的制作和改性具有更简单、更均一的实施条件，制备工艺稳定性和重现性好。本发明提供的免疫层析膜，有望替代传统NC膜，改善当前免疫层析技术样本损失、假阳性结果频出、检测线/质控线易增宽或异位、重现性及稳定性不佳等现状；其成本低，可用于制备快速检测的免疫层析试纸条以实现快速的免疫检测。
Description
技术领域
本发明属于医学诊断技术领域。更具体地，涉及一种基于表面液体单向流动的免疫层析膜及其制备方法和应用。
背景技术
免疫层析已经成为现代医学诊断领域的一个重要细分领域。由于其便携易用、制造成本低、以及毛细流动的特点，免疫层析试纸条能够在较短时间内完成免疫反应，实现现场快速检测的技术目的，在现场快速检测或筛查、居民疾病自查方面，已经产生了巨大的医学应用价值。免疫层析试纸条主要由4个纸基功能组件组成，分别是样品垫、结合垫、层析膜、吸水垫，这些纸基功能组件在一个带有粘合面的塑料制成底板上依次叠放，即可完成组装。在这4个纸基功能组件中，层析膜是最重要的核心组件，是免疫层析过程中液体流动的场所和特异性免疫反应终点，也是免疫层析检测中的结果判读组件。层析膜的固有性质、加工工艺和产品质量能够直接影响免疫层析结果的可靠性。
目前，现有技术中免疫层析方法主要采用的层析膜为硝酸纤维素(Nitrocellulose，NC)，(也有采用醋酸纤维素或尼龙作为层析膜材料，但其性能不好，使用频率较低)。NC具有很好的疏水性能和负电荷吸附力，制成NC膜后，即可具备很强的蛋白质吸附能力，特别适合作为抗原、抗体的固相固定/包被介质，能够方便地制作结果判读所需的检测线、质控线等免疫结合区域。但是，NC膜的材料固有特性、加工工艺特点，也导致这种关键的膜材料对免疫层析过程带来的一系列不稳定因素：
1)非特异性吸附问题。NC膜的蛋白质强吸附能力没有特异性，同时适用于免疫结合区域上的包被抗原或抗体、样本溶液中携带的目标检测物、从结合垫上释放的信号标记抗体等。NC膜占试纸条总长的40％以上，是重要的试纸条毛细流动通道。在长达10～15分钟的检测过程中，样本溶液在NC膜内部大面积地毛细流动，非特异性吸附极易发生，进而导致样本损失、假阳性、检测线/质控线增宽或异位等导致结果失准的后续问题。
2)流动与疏水性的均一性问题。NC是一种疏水性强的材料；为了促使水性溶液流动，必须进行亲水改性。NC膜通常采用滚轮蒸发工艺制作、改性，得到带有一定尺寸孔隙的NC纤维层；工艺中的改性反应程度与孔隙尺寸的大小，将对NC膜材的流速、疏水性产生重要影响。滚轮蒸发工艺的均一性较低，很难制作出品质均匀的成片NC膜材。这意味着，试纸条上的一条层析膜中，不同区域的疏水性、流动性可能是不一致的，这将影响免疫层析过程的稳定性和重现性。
3)安全性问题。NC膜本质是一种硝基酯化的纤维素，硝基不仅具有毒性，更重要的是，硝基氧化后将快速提高爆炸风险，是炸药的前体材料。在干燥、摩擦、高热环境下，堆叠存放的NC膜容易发生燃烧现象；由于机械强度低，容易产生粉尘，粉尘环境中大量储备的NC剧烈燃烧，可能会引起爆炸。因此，NC膜目前已成为一种国家管制的材料，一般企业或实验室均没有资质自制备NC膜材料。
4)成本较高。纯NC膜在试纸条产品中的价格比重较高，是其他3种纸基组件成本总和的2倍或以上。另外，NC膜的机械强度低，容易在加工或使用过程中断裂、损坏，进而降低成品率，导致制造成本增加。
综上可知，尽管NC膜是免疫层析技术中的核心纸基材料，但目前仍面临着众多问题，这些问题成为了免疫层析技术的发展及能进行可靠检测的阻碍。因此，有必要研究和开发出一种新的能用于免疫层析的膜，以够解决NC膜出现的问题；并能取代NC膜，成为免疫层析试纸条中的核心组件，为免疫层析技术以及进行可靠的免疫层析检测提供保障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于表面液体单向流动的免疫层析膜，解决原有层析膜出现的非特异性吸附问题、流动与疏水性的均一性问题、安全性问题以及高成本问题，从而改善免疫层析技术当前样本损失、假阳性结果频出、检测线/质控线易增宽或异位、重现性及稳定性不佳的现状。
本发明的第一个目的是提供一种免疫层析膜。
本发明的第二个目的是提供所述免疫层析膜的制备方法。
本发明的第三个目的是提供所述免疫层析膜的应用。
本发明的第四个目的是提供一种快速检测的免疫层析试纸条。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
本发明提供一种基于表面液体单向流动的免疫层析膜，所述层析膜具有亲水性，其表面具有微纳仿生结构；该结构由一系列轴向排布的不对称沟槽以及沟槽内部的楔形或棘齿状结构组成。
本发明提供的具有特殊微纳仿生结构的亲水固相薄膜，是仿造猪笼草中定向连续搬运液体的表面构造来制作的；该结构在运输方向上优化并加强毛细运输，同时阻止反方向的回流，从而自发引导流体自动地单向流动。
这种微纳表面引导流体定向流动的原理分为两个部分。首先，楔形或棘齿状结构具有特殊的形貌取向，这些形貌取向能够形成局部的固有接触角和流动角度。由于亲水固相总是存在高浸润性的表面，液体在其固有的表面张力和连续流动性质的共同作用下，能够在亲水表面自发地扩散或流动。因此，楔形或棘齿状结构的特殊形貌取向，能够借助表面张力为流体的被动流动提供动力，流体从而只能沿着这种形貌取向引导的方向自发流动。此时，沟槽起到了流向限制的作用，限制流体只能实现轴向的流动，而非横向流动。综上所述，在沟槽及其内部的楔形或棘齿状结构的共同作用下，采用微纳表面结构可设计并引导一种液体只能从起点端朝目标终点端定向流动的可控、单向流动行为。
优先地，所述层析膜采用热塑性或热固性材料制成。
进一步优选地，所述热塑性或热固性材料为聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氯乙烯或聚氨酯中的一种。
具体地，所述不对称沟槽宽为40～100μm，沟槽间距小于20μm，沟槽总长度与层析膜长度一致；所沟槽的内部具有长直径不均、短直径小于80μm的椭圆状形貌，其截面空心凹陷部分呈楔形孔，其截面凸起部分呈棘齿状棱。
本发明提供所述免疫层析膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将热塑性或热固性材料固相薄膜加热至熔融温度，将制作微纳仿生结构的模具压至固相薄膜表面；
S2.在一定压力下保持模具对固相薄膜的印制，并维持一段时间；
S3.印制结束后，将固相薄膜与模具进行冷却；
S4.待固相薄膜恢复硬度后，分离固相薄膜与模具，即制得具有微纳仿生结构的层析膜；
S5.将S4步骤中得到的具有微纳仿生结构的层析膜，进行亲水化处理。
优选地，步骤S1中的固相薄膜为聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯中的一种。
优选地，步骤S1中制作微纳仿生结构的模具印制出的结构为：由一系列轴向排布的不对称沟槽以及沟槽内部的楔形或棘齿状结构组成，其不对称沟槽宽为40～100μm，沟槽间距小于20μm，沟槽总长度与层析膜长度一致；所沟槽的内部具有长直径不均、短直径小于80μm的椭圆状形貌，其截面空心凹陷部分呈楔形孔，其截面凸起部分呈棘齿状棱。
优选地，步骤S2中印制压力为1～30kPa；印制时间为2～20s。
优选地，步骤S5中亲水化处理方法采用化学修饰法或物理处理法，具体根据层析膜的材料类型灵活变动。
本发明提供所述免疫层析膜在免疫检测、核酸检测、生物颗粒检测中的应用。
本发明提供所述免疫层析膜在免疫层析或在制备免疫层析检测产品中的应用。
本发明提供一种快速检测的免疫层析试纸条，含有上述免疫层析膜，在层析膜表面设有检测包被抗体、质控包被抗体，形成免疫结合区域。
具体地，所述快速检测的免疫层析试纸条包括支撑底板、免疫层析膜、结合垫、吸水垫、样品垫；免疫层析膜直接固定在支撑底板表面，在免疫层析膜两端分别放置吸水垫和结合垫；其中，吸水垫、结合垫与免疫层析膜部分重叠，其余部分与支撑底板表面固定；在结合垫的另一端，放置样品垫，样品垫与结合垫部分重叠，其余部分与支撑底板表面固定。
本发明提供的快速检测的免疫层析试纸条的组装方法为：将免疫层析膜粘合、固定在粘性支撑底板表面，在免疫层析膜两端分别放置吸水垫和结合垫；其中，吸水垫、结合垫与免疫层析膜重叠的长度为2～3mm，其余部分与粘性支撑底板表面粘合、固定；在结合垫的另一端，放置样品垫，样品垫与结合垫重叠的长度为2～3mm，其余部分与粘性支撑底板表面粘合、固定。
优选地，所述层析膜的免疫结合区域，有多种固定方法，包括直接包被法、抗体纤维层固定法和共价交联法等，根据不同的实施方案灵活变动。
更优选地，抗体纤维层固定法包括纤维层表面粘附法、印刷成型或丝网印刷成型法。
优选地，所述检测包被抗体、质控包被抗体直接包被在免疫层析膜上。
优选地，所述检测包被抗体、质控包被抗体粘附在免疫层析膜上。
优选地，所述检测包被抗体、质控包被抗体嵌入在免疫层析膜上。
优选地，所述免疫层析膜的免疫结合区域，其尺寸、数量，根据实际检测需求灵活变动。
优选地，所述试纸条的宽度约为2.0～5.0mm。
优选地，所述样品垫的长度约为1.5～2.0cm。
优选地，所述结合垫的长度约为1.0～1.5cm。
优选地，所述层析膜的长度约为2.5～5.5cm。
优选地，所述吸水垫的长度约为1.5～2.5cm。
本发明提供的快速检测的免疫层析试纸条在使用过程中，按常规免疫层析试纸条的使用方法，将样本溶液滴加在样品垫上；经毛细流动后，样本溶液充分渗入结合垫，释放标记抗体并与待测样本结合；此时，在结合垫与所述微纳表面结构基础的重叠部分底端，所述微纳表面结构将牵引样本溶液从结合垫中释放，并继续向前流动；流体流动过程中，样本溶液与所述新型免疫层析膜中部的含有单分子层、或非单分子层的免疫结合区域充分接触，完成免疫反应；最后，样本溶液到达流动终点，即吸水垫。吸水垫提供的毛细作用力，在微纳表面结构牵引作用的基础上，进一步地将试纸条前端的样本溶液向流动终点牵引，最终使所有(或大部分)携带检测物的样本溶液流经免疫结合区域。
此时，这种藉由表面具有微纳仿生结构控制流体流动的免疫层析反应过程结束。通过多种手段对所述新型免疫层析膜表面的检测信号进行判读，即可获取实时检测结果。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的免疫层析膜，具有亲水性，其表面设计有微纳仿生结构，由一系列轴向排布的不对称沟槽以及沟槽内部的楔形或棘齿状结构组成，能够引导一种液体只能从起点端朝目标终点端的定向、可控的流动行为；与传统硝酸纤维素(NC)膜材的层析膜相比，本发明提供的层析膜可避免因纤维素毛细流动导致的非特异性吸附；基于表面微纳仿生结构模具的复制制造比NC膜的制作和改性具有更简单、更均一的实施条件，制造工艺稳定性和重现性好。本发明提供的免疫层析膜采用热塑性或热固性材料制备得到，其机械强度高，同时可解决NC膜材易燃和成本高的问题。因此，本发明提供的免疫层析膜，有望替代传统NC膜，改善当前免疫层析技术样本损失、假阳性结果频出、检测线/质控线易增宽或异位、重现性及稳定性不佳等现状；其成本低，可用于制备快速检测的免疫层析试纸条以实现快速的免疫检测。
附图说明
图1为采用免疫层析膜的试纸条表面结构示意图；
图2为实施例1提供的使表面液体单向流动的免疫层析膜及采用层析膜的免疫层析试纸条示意图；
图3为基于实施例1提供层析膜的免疫层析试纸条进行样本检测的结果实物图；
图4为实施例2提供的使表面液体单向流动的免疫层析膜及采用层析膜的免疫层析试纸条示意图；
图5为实施例3提供的使表面液体单向流动的免疫层析膜及采用层析膜的免疫层析试纸条；
图6为对比例1提供的所述免疫层析膜与商品化试纸条的原装NC膜的流动对比。
其中，1-样品垫，2-标记抗体结合垫，3-使表面液体单向流动的免疫层析膜，31-直接包被在免疫层析膜的免疫结合区域、32-粘附在免疫层析膜的免疫结合区域、33-嵌入在免疫层析膜的免疫结合区域、4-吸水垫、5-支撑底板。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1免疫层析膜的制备及免疫层析试纸条的制作
1、具有微纳表面结构的免疫层析膜的制备
S1.将平整的聚苯乙烯(PS)薄膜加热至熔融温度，及时将用于制作微纳仿生结构的模具压至平整PS薄膜表面，加热温度为190℃；
S2.保持模具对PS薄膜的印制，维持20s，印制压力30kPa；
S3.印制结束后，将PS薄膜与模具冷却至室温；
S4.待PS薄膜冷却恢复硬度后，分离PS薄膜与模具，即可制得具有微纳仿生结构的层析膜；其结构如图1所示，由一系列轴向排布的不对称沟槽以及沟槽内部的楔形或棘齿状结构组成，其不对称沟槽宽为40～100μm，沟槽间距小于20μm，沟槽总长度与层析膜长度一致；所沟槽的内部具有长直径不均、短直径小于80μm的椭圆状形貌，其截面空心凹陷部分呈楔形孔，其截面凸起部分呈棘齿状棱；
S5.将S4制备的具有微纳仿生结构的层析膜，进行亲水化处理，具体步骤为：首先将压缩空气作为气体源，对具有微纳仿生结构的层析膜进行等离子体处理；随后马上切换气体源为氧气与氨气的混合物，在层析膜表面完成氨基化修饰。
2、免疫层析试纸条的制作
S1.将上述制备得到的免疫层析膜表面划定目标免疫结合区域，将其余层析膜区域掩蔽，将检测包被抗体、质控包被抗体的溶液，分别涂布在目标免疫结合区域表面，37℃下孵育1小时；其中，涂布量超过80μg/cm2；
S2.将免疫层析膜粘合、固定在粘性支撑底板表面；
S3.在免疫层析膜两端分别放置吸水垫和结合垫；其中，吸水垫、结合垫与免疫层析膜重叠的长度为2～3mm，其余部分与粘性支撑底板表面粘合、固定；
S4.在结合垫的另一端，放置样品垫，样品垫与结合垫重叠的长度为2～3mm，其余部分与粘性支撑底板表面粘合、固定，其制备得到的免疫层析试纸条如图2所示。
3、免疫层析检测结果
采用上述制备得到的免疫层析试纸条，并在试纸条的样品垫表面，加入高浓度待测抗原样本，进行免疫层析；10分钟后，免疫层析反应完成；肉眼观察带结构的PMMA层析膜表面的显色条带，即可判断结果。
检测结果如图3所示，所述的基于带有微纳表面结构的PMMA膜的免疫层析试纸条，可提供阳性样本的可视化显色结果。
实施例2免疫层析膜的制备及免疫层析试纸条的制作
1、具有微纳表面结构的免疫层析膜的制备
S1.将平整的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜加热至熔融温度，及时将用于制作微纳仿生结构的模具压至平整PMMA薄膜表面，加热温度为165℃；
S2.保持模具对PMMA薄膜的印制，维持2s，印制压力不超过10kPa；
S3.印制结束后，将PMMA薄膜与模具冷却至室温；
S4.待PMMA薄膜恢复硬度后，分离PMMA薄膜与模具，即可制得具有微纳仿生结构的层析膜，由一系列轴向排布的不对称沟槽以及沟槽内部的楔形或棘齿状结构组成；其不对称沟槽宽为40～100μm，沟槽间距小于20μm，沟槽总长度与层析膜长度一致；所沟槽的内部具有长直径不均、短直径小于80μm的椭圆状形貌，其截面空心凹陷部分呈楔形孔，其截面凸起部分呈棘齿状棱；
S5.将S4制备的具有微纳仿生结构的层析膜，进行亲水化处理，具体步骤为：首先将压缩空气作为气体源，对具有微纳仿生结构的层析膜进行等离子体处理；随后马上加入半胱氨酸修饰液，浸泡过夜后清洗层析膜表面即可。
2、免疫层析试纸条的制作
S1.将附着有检测包被抗体、质控包被抗体的免疫结合垫，粘附在上述制备得到的层析膜的指定区域表面；其中，免疫结合垫的材料为醋酸纤维素混合膜；
S2.将免疫层析膜粘合、固定在粘性支撑底板表面；
S3.在免疫层析膜两端分别放置吸水垫和结合垫；其中，吸水垫、结合垫与新型免疫层析膜重叠的长度为2～3mm，其余部分与粘性支撑底板表面粘合、固定；
S4.在结合垫的另一端，放置样品垫，样品垫与结合垫重叠的长度为2～3mm，其余部分与粘性支撑底板表面粘合、固定，其制备得到的免疫层析试纸条如图4所示。
实施例3免疫层析膜的制备及免疫层析试纸条的制作
1、具有微纳表面结构的免疫层析膜的制备
S1.将平整的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜加热至熔融温度，及时将用于制作微纳仿生结构的模具压至平整PMMA薄膜表面，加热温度为165℃；
S2.保持模具对PMMA薄膜的印制，维持2s，印制压力不超过10kPa；
S3.印制结束后，将PMMA薄膜与模具冷却至室温；
S4.待PMMA薄膜恢复硬度后，分离PMMA薄膜与模具，即可制得具有微纳仿生结构的层析膜，由一系列轴向排布的不对称沟槽以及沟槽内部的楔形或棘齿状结构组成；其不对称沟槽宽为40～100μm，沟槽间距小于20μm，沟槽总长度与层析膜长度一致；所沟槽的内部具有长直径不均、短直径小于80μm的椭圆状形貌，其截面空心凹陷部分呈楔形孔，其截面凸起部分呈棘齿状棱；
S5.通过激光切割或热压成型，在层析膜表面刻蚀出方形凹槽；方形凹槽的尺寸与免疫结合垫的尺寸一致；
S6.将S5制备的具有微纳仿生结构的层析膜，进行亲水化处理，具体步骤为：首先将压缩空气作为气体源，对具有微纳仿生结构的层析膜进行等离子体处理；随后马上加入半胱氨酸修饰液，浸泡过夜后清洗层析膜表面即可。
2、免疫层析试纸条的制作
S1.将上述制备得到的免疫层析膜附着检测包被抗体、质控包被抗体的免疫结合垫，嵌入在层析膜的凹槽中，其中，免疫结合垫的材料为醋酸纤维素膜；
S2.将免疫层析膜粘合、固定在粘性支撑底板表面；
S3.在免疫层析膜两端分别放置吸水垫和结合垫；其中，吸水垫、结合垫与新型免疫层析膜重叠的长度为2～3mm，其余部分与粘性支撑底板表面粘合、固定；
S4.在结合垫的另一端，放置样品垫，样品垫与结合垫重叠的长度为2～3mm，其余部分与粘性支撑底板表面粘合、固定，其制备得到的免疫层析试纸条如图5所示。
对比例1免疫层析膜与常规NC膜的流动对比
按实施例1的方法制备得到PMMA免疫层析膜；采用PMMA免疫层析膜，与试纸条商品上原装的NC膜进行流动性的对比，同时在两种膜的左侧加入10μL红墨水，观察流动情况。
其流动性结果如图6所示，本发明制备得到的PMMA免疫层析膜比NC膜具备更加快速、定向流动的能力。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于表面液体单向流动的免疫层析膜，其特征在于，所述层析膜具有亲水性，其表面具有微纳仿生结构，该结构由一系列轴向排布的不对称沟槽以及沟槽内部的楔形或棘齿状结构组成；
所述不对称沟槽宽为40～100μm，沟槽间距小于20μm，沟槽总长度与层析膜长度一致；所沟槽的内部具有长直径不均、短直径小于80μm的椭圆状形貌，其截面空心凹陷部分呈楔形孔，其截面凸起部分呈棘齿状棱。
2.根据权利要求1所述免疫层析膜，其特征在于，所述层析膜采用热塑性或热固性材料制成。
3.根据权利要求2所述免疫层析膜，其特征在于，所述热塑性或热固性材料为聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氯乙烯或聚氨酯中的一种。
4.权利要求1～3任一所述免疫层析膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.将热塑性或热固性材料固相薄膜加热至熔融温度，将制作微纳仿生结构的模具压至固相薄膜表面；
S2.在一定压力下保持模具对固相薄膜的印制，并维持一段时间；
S3.印制结束后，将固相薄膜与模具进行冷却；
S4.待固相薄膜恢复硬度后，分离固相薄膜与模具，即制得具有微纳仿生结构的层析膜；
S5.将S4步骤中得到的具有微纳仿生结构的层析膜，进行亲水化处理。
5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，步骤S2中印制压力为1～30kPa；印制时间为2～20s。
6.权利要求1～3任一所述免疫层析膜在免疫检测、核酸检测、生物颗粒检测中的应用。
7.权利要求1～3任一所述免疫层析膜在免疫层析或在制备免疫层析检测产品中的应用。
8.一种快速检测的免疫层析试纸条，其特征在于，含权利要求1所述免疫层析膜；免疫层析膜表面设有检测包被抗体、质控包被抗体，形成免疫结合区域。
9.根据权利要求8所述免疫层析试纸条，其特征在于，所述检测包被抗体、质控包被抗体直接包被在免疫层析膜上、粘附在免疫层析膜上或嵌入在免疫层析膜上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210301829.XA CN114621477B (zh) | 2022-03-25 | 2022-03-25 | 一种基于表面液体单向流动的免疫层析膜及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210301829.XA CN114621477B (zh) | 2022-03-25 | 2022-03-25 | 一种基于表面液体单向流动的免疫层析膜及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114621477A CN114621477A (zh) | 2022-06-14 |
| CN114621477B true CN114621477B (zh) | 2023-08-08 |
Family
ID=81904559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210301829.XA Active CN114621477B (zh) | 2022-03-25 | 2022-03-25 | 一种基于表面液体单向流动的免疫层析膜及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114621477B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115856284B (zh) * | 2022-12-15 | 2023-11-28 | 西交利物浦大学 | 一种具有仿生流道的层析试纸条及其应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111751525A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-09 | 东南大学 | 一种基于有序微纳结构的侧向流免疫试纸条 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10590967B2 (en) * | 2018-03-26 | 2020-03-17 | City University Of Hong Kong | Unidirectional liquid transport systems and methods of manufacture thereof |
-
2022
- 2022-03-25 CN CN202210301829.XA patent/CN114621477B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111751525A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-09 | 东南大学 | 一种基于有序微纳结构的侧向流免疫试纸条 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 冯显英等.《微纳运动实现技术》.华中科技大学出版社,2020,(2020年7月第1版),第21-22页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114621477A (zh) | 2022-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5798031A (en) | Electrochemical biosensor | |
| US6048735A (en) | Sensor laminates and multi-sectioned fluid delivery devices for detecting by immunoassay target molecules in biological fluids | |
| CN104655836B (zh) | 一种免疫层析试纸条、检测方法及应用 | |
| EP1196243B1 (en) | Detection article having fluid control film with capillary channels | |
| US8197775B2 (en) | Detection article having fluid control film | |
| CN110244036B (zh) | 一种用于免疫检测的微流控检测芯片及方法 | |
| CN114621477B (zh) | 一种基于表面液体单向流动的免疫层析膜及其制备方法和应用 | |
| CN102667479B (zh) | 附着有多孔性薄膜的膜生物传感器及利用此膜生物传感器的免疫反应或者酶反应测定方法 | |
| JP2004538453A5 (zh) | ||
| CN105344391A (zh) | 一种布芯片重力/毛细流动化学发光方法 | |
| JPS5933213B2 (ja) | 基板上の物質の移換法および移換装置 | |
| US20230138304A1 (en) | Diagnostic Device | |
| JP4143686B2 (ja) | 検査体 | |
| JP2019100714A (ja) | 免疫学的測定デバイス | |
| JP2001066310A (ja) | クロマトグラフィー定量測定装置 | |
| US5167924A (en) | Flow through assay apparatus and process | |
| Cheng et al. | In-vitro diagnostic devices: introduction to current point-of-care diagnostic devices | |
| EP1449585B1 (en) | Microfluidic article | |
| CN105879937B (zh) | 一种竖直纸基微流控检测芯片及其制备方法 | |
| JPH1176765A (ja) | 多孔質膜 | |
| CN114966003A (zh) | 一种具有微纳表面结构的层析膜及层析试纸 | |
| CN115236326B (zh) | 基于抗原抗体快速检测的磁控芯片及其制备方法 | |
| CN116712752A (zh) | 一种具有流体二极管结构的层析膜及多指标免疫层析试纸 | |
| WO2022054510A1 (ja) | 検体液の濃縮方法、及び、検体液の検査方法 | |
| US10393664B2 (en) | Point-of-care test system and method for applying a sample |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |