JP2024032676A - イムノクロマトアッセイ用メンブレン - Google Patents

Abstract

【課題】優れた吸水性能、タンパク質結合性能を有し、かつ、生産性および検査精度にも優れたイムノクロマトアッセイ用メンブレンを提供することを課題とする。【解決手段】少なくともセルロースパルプ、ナイロンナノファイバーを含む湿式不織布からなるイムノクロマト用メンブレンであって、前記湿式不織布の平均流量孔径が０．５μｍ以上１０．０μｍ以下であり、空隙率が５０%以上９０%以下であることを特徴とするイムノクロマトアッセイ用メンブレンである。【選択図】図１

Description

本発明は、イムノクロマトアッセイ用メンブレンに関する。

従来から、ウイルスや細菌等の病原体への感染、妊娠、食品中の有害物質（特定原材料、残留農薬等）等の有無を検査する診断キットとしてラテラルフロー式のイムノクロマトアッセイが使用されている。また、近年では新型コロナウイルスの流行に伴う在宅医療の増加や医療機関におけるＰＯＣＴ（ＰｏｉｎｔＯｆＣａｒｅＴｅｓｔｉｎｇ）の普及に伴い、簡易、迅速、安価に検査が可能なイムノクロマトアッセイの需要が増加している。

一般的なイムノクロマトアッセイは、被検出物質を含んだ検液を滴下するサンプルパッド、金コロイド標識抗体を含有するコンジュゲートパッド、補足抗体がライン状に固定されたテストライン／コントロールラインを有する多孔質メンブレン（以下、メンブレン）、メンブレン展開後の検液を吸収する吸収パッドから構成される。サンプルパッドに滴下された検液中の被検出物質がコンジュゲートパッド中の金コロイド標識抗体と結合した状態でメンブレン内を毛細管現象により流れ、メンブレンに固定されたテストライン（補足抗体）で補足され発色することにより陽性と判断され（被検出物質が含まれていない場合は発色しない）、コントロールラインの発色で検査が完了したことが示される。

これらイムノクロマトアッセイ用部材のうち、メンブレンは検査時間／検査精度を決定する重要部材であり、毛細管現象により検液を展開するための吸水性能、タンパク質である補足抗体を固定するためのタンパク質結合性能が必要となる。

ここで特許文献１には、吸水性能とタンパク質結合性能に優れたメンブレンとして、ニトロセルロース多孔質膜を界面活性剤で処理したメンブレンが提案されている。本メンブレンは、タンパク質結合性能に優れるニトロセルロース多孔質膜を界面活性剤で処理することにより吸水性能を発現させた構成であり、イムノクロマトアッセイに好適に使用することができる。

また、特許文献２には、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のポリマーからなるナノ繊維を含む不織繊維膜が提案されている。本不織繊維膜は、前記ポリマーを電界紡糸法、電気ブロー法等で製布した後、界面活性剤で処理し吸水性能を発現させた構成であり、上述したニトロセルロース多孔質膜同様に吸水性能とタンパク質結合性能を有し、イムノクロマトアッセイに使用することができる。

特許第６００８６７０号公報 特表２０２１－９０６５号公報

上述した特許文献１に開示されたイムノクロマトアッセイ用メンブレンにおいては、吸水性能とタンパク質結合性能を有するものの、ニトロセルロース多孔質膜の脆性が高く、引張、曲げ等の応力が加わった際、欠け、割れ、折れ、破れ等が発生し易く生産性に劣るという課題がある。また、ニトロセルロース多孔質膜は、化学的な安定性に劣り可燃性を有するため、生産時、使用時の取り扱いに注意が必要である。さらに、疎水性であるニトロセルロース膜多孔質膜を界面活性剤で処理し吸水性能を発現させる必要があるため、使用する界面活性剤によっては被検出物質の移動を阻害する等して検査精度が低下する可能性がある。

一方、上述した特許文献２に開示されたイムノクロマトアッセイ用メンブレンにおいては、ナノ繊維不織繊維膜からなるメンブレンであるため脆性が低く、欠け、割れは発生し難いものの、数平均繊維直径が細いナノ繊維のみで構成されているため、折れ、破れが発生し易い傾向にあり、生産性が劣るという課題がある。また、電界紡糸法、電気ブロー法により製造した場合、生産性が劣るという課題がある。さらに、ＰＭＭＡ、ＰＶＤＦ等の樹脂を用いた場合、ニトロセルロース多孔質膜同様に界面活性剤で処理し、吸水性能を発現させる必要があるため検査精度が低下する可能性がある。

そこで、本発明は、かかる課題に鑑み、優れた吸水性能、タンパク質結合性能を有し、かつ、生産性および検査精度にも優れたイムノクロマトアッセイ用メンブレンを提供せんとするものである。

本発明は、かかる課題を解決するため、次のような構成を採用したイムノクロマトアッセイ用メンブレンである。すなわち、
（１）少なくともセルロースパルプ、ナイロンナノファイバーを含む湿式不織布からなるイムノクロマト用メンブレンであって、前記湿式不織布の平均流量孔径が０．５μｍ以上１０．０μｍ以下であり、空隙率が５０%以上９０%以下であるイムノクロマトアッセイ用メンブレン、
（２）前記セルロースパルプのカナダ標準ろ水度が５００ｍＬ以上８００ｍＬ以下である（１）のイムノクロマトアッセイ用メンブレン、
（３）前記ナイロンナノファイバーの数平均繊維直径が１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、含有量が５質量%以上３０質量%以下である（１）および（２）のイムノクロマトアッセイ用メンブレン、
（４）さらに、芯鞘型複合短繊維を含む（１）～（３）のいずれかのイムノクロマトアッセイ用メンブレン、
（５）さらに、表面に８個以上のスリットを有するスリット断面短繊維を含み、前記スリット断面短繊維の繊維径が５．０～５０．０μｍである、（１）～（４）いずれかのイムノクロマトアッセイ用メンブレン、
（６）バイレック法で測定した展開速度（ＣＦＴ）が７０ｓｅｃ／４０ｍｍ以上５００ｓｅｃ／４０ｍｍ以下であり、かつＢＣＡ法で測定したタンパク質結合量が１０μｇ／ｃｍ^２以上３５μｇ／ｃｍ^２である（１）～（５）のいずれかのイムノクロマトアッセイ用メンブレン、
（７）界面活性剤の含有量が０．０１質量％以下である（１）～（６）のいずれかのイムノクロマトアッセイ用メンブレン、
（８）引張強度が５Ｎ／１５ｍｍ以上である（１）～（７）のいずれかに記載のイムノクロマトアッセイ用メンブレン、
（９）表面粗さＲａが８μｍ以下である（１）～（８）のいずれかに記載のイムノクロマトアッセイ用メンブレンである。

本発明によれば、優れた吸水性能、タンパク質結合性能を有し、かつ、生産性および検査精度にも優れたイムノクロマトアッセイ用メンブレンを提供することができる。

本発明のスリット断面短繊維の横断面構造の一例の概略図である。

本発明のイムノクロマトアッセイ用メンブレンは、少なくともセルロースパルプおよびナイロンナノファイバーを含む湿式不織布からなるイムノクロマト用メンブレンであって、前記湿式不織布の平均流量孔径が０．５μｍ以上１０．０μｍ以下であり、空隙率が５０%以上９０%以下である。

本発明のイムノクロマトアッセイ用メンブレン（以下、単にメンブレンと称することがある）は、少なくともセルロースパルプおよびナイロンナノファイバーを含むスラリーを抄紙法により製布した湿式不織布から構成される。そして、セルロースパルプとナイロンナノファイバーを含む湿式不織布は、脆性が低いため、引張、曲げ等の応力が加わった際、欠け、折れ、破れ等の破損が生じ難く生産性に優れる。

また、セルロースパルプ、ナイロンナノファイバーともに親水性を示すため、得られた湿式不織布も親水性を示し、平均流量孔径と空隙率を上述した範囲に調整することにより、湿式不織布の吸水性能が優れたものとなり、湿式不織布からなるメンブレンも吸水性能も優れたものとなる。また、タンパク質結合性能を有するナイロンをナノファイバーとしたナイロンナノファイバーを使用することにより、湿式不織布のタンパク質結合性能が優れたものとなり、湿式不織布からなるメンブレンもタンパク質結合性能に優れたものとなる。

以下、本発明の詳細について順に説明する。

＜セルロースパルプ＞
本発明のセルロースパルプについて説明する。本発明のセルロースパルプはセルロースを主成分とするパルプであり、木材繊維からなるＮパルプ（針葉樹パルプ）、Ｌパルプ（広葉樹パルプ）、木材以外の植物繊維からなる麻パルプ、バガスパルプ、ケナフパルプ、バンブーパルプ等を挙げることができ、これらパルプを１種、または２種以上含むものである。これらセルロースパルプを叩解しフィブリル化させた状態で使用することにより、水素結合によるセルロース分子間の相互作用により脆性が低い湿式不織布となり、湿式不織布からなるメンブレンも脆性が低いものとなる。本発明で用いるセルロースパルプは特に限定されないが、より強固な湿式不織布を得るとの観点から木材繊維からなるＮパルプ（針葉樹パルプ）、Ｌパルプ（広葉樹パルプ）をそれぞれ単独、あるいは併用することが好ましい。

上述したフィブリル化はセルロースパルプを毛羽立たせ結合を促す操作であり、叩解が少なければパルプ間の結合が進まず、結果として、平均流量孔径が大きく、空隙が多い湿式不織布となる。一方で、叩解が進むとパルプ間の結合が進み、結果として、平均流量孔径が小さく、空隙が少ない湿式不織布となる。フィブリル化の指標として、ＪＩＳ Ｐ８１２１：１９９５で規定されるカナダ標準ろ水度（以下、ろ水度）が５００ｍＬ以上であることが好ましく、６００ｍＬ以上であることがより好ましく、７００ｍＬ以上であることがさらに好ましい。ろ水度の下限を上述した範囲としたパルプを使用することで、メンブレンとした場合に毛細管現象が促進され、より吸水性能に優れたものとなる。一方、ろ水度の上限に特に限定はないが、８００ｍＬ以下のパルプを使用することが好ましく、７５０ｍＬ以下のパルプを使用することがより好ましい。ろ水度の上限を上述した範囲としたパルプを使用することで、メンブレンとした場合に、より金コロイドの発色性に優れたものとなる。一般的に、平均流量孔径が大きく、空隙が多いほど検液の展開速度が速く、テストライン／コントロールラインが滲み易く、発色が淡いメンブレンとなる。一方で、平均流量孔径が小さく、空隙が少ないほど、検液の展開速度が遅く、テストライン／コントロールラインが滲み難く、発色が濃いメンブレンとなる。以上のことにより、平均流量孔径は、目標とする展開速度と発色性に合わせて適宜選定すれば良い。

＜ナイロンナノファイバー＞
次に本発明のナイロンナノファイバーについて説明する。本発明のナイロンナノファイバーは、ナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）などのポリアミドからなる繊維直径がナノメートル（ｎｍ）レベル、すなわち１～１０００ｎｍの繊維である。なお、繊維断面が円形でない異形断面の場合は同面積の円形に換算したときの繊維直径に基づくものとする。

ナイロンナノファイバーは、湿式不織布にタンパク質結合性能を付与し、湿式不織布からなるメンブレンのタンパク質結合性能を優れたものとするため必須の部材である。タンパク質結合性能を有するナイロンをナノファイバーとして用いることにより、表面積が増大しタンパク質結合性能に優れた湿式不織布となる。また、親水性を示すナイロンナノファイバーを用いることにより、湿式不織布の吸水性能と発色性のバランスを高いレベルで両立することができる。つまり、ナイロンナノファイバーにより毛細管現象が促進され、セルロースパルプ単独からなる湿式不織布と比較し、より小さい平均流量孔径で同等の吸水性能を発現させることが可能となるため、テストライン／コントロールラインが滲み難く、発色に優れたものとなる。

上述した観点から、ナイロンナノファイバーの数平均繊維直径の上限は７５０ｎｍ以下であることが好ましく、５００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。一方、下限は生産性とのバランスから１０ｎｍ以上であることが好ましく、１００ｎｍ以上であることがより好ましい。

次にナイロンナノファイバーの含有量について説明する。湿式不織布全体に対するナイロンナノファイバーの含有量の増加に伴いタンパク質結合性能は増加するが、平均流量孔径が小さくなり、空隙も少なるため吸水性能が低下する傾向にある。よって、ナイロンナノファインバーの湿式不織布全体に対する含有量の下限は１質量％以上であることが好ましく、５質量％以上であることがより好ましい。一方、上限は３５質量％以下であることが好ましく、３０質量％以下であることがより好ましい。ナイロンナノファイバーの含有量を上述した範囲とすることによりタンパク質結合性能と吸水性能を両立することができる。

また、本発明のメンブレンにおいては、湿式不織布は、数平均繊維直径が１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下のナイロンナノファイバーを湿式不織布の全体に対し５質量％以上３０質量％以下含有することが好ましい。このような湿式不織布を備えるメンブレンはタンパク質結合性能と吸水性能をより高いレベルで両立することができる。

＜芯鞘型複合短繊維＞
本発明のイムノクロマトアッセイ用メンブレンは、セルロースパルプおよびナイロンナノファイバーに加えて、さらに芯鞘型複合短繊維を含むことが好ましい。この芯鞘型複合短繊維は、鞘部を構成する樹脂が芯部を構成する樹脂対比で融点が低い樹脂の組み合わせであれば特に限定されることはない。芯部／鞘部を構成する樹脂の組み合わせとして、例えば、ポリプロピレン／ポリエチレン、ポリエステル／ポリエチレン、ポリエステル／ポリエステル共重合体などの組み合わせを挙げることができる。

本発明の芯鞘型複合短繊維は、熱風や加熱プレス等の熱エネルギーにより融点が低い鞘部の樹脂が溶融する。従って芯鞘型複合短繊維を併用した湿式不織布は、芯鞘型複合繊維によりセルロースパルプとナイロンナノファイバーが部分的に熱接着されたものとなり、本湿式不織布を用いたイムノクロマトアッセイ用メンブレンは、水分を含んだ際、厚みや表面粗さ等の形状が変化し難いものとなる。非特異反応抑制を目的としたブロッキング処理を実施する場合でも同様の効果が得られるため芯鞘型複合短繊維を用いることが好ましい。

次に、芯鞘型複合短繊維の含有量について説明する。湿式不織布全体に対する芯鞘型複合短繊維の含有量の増加に伴い、芯鞘型複合短繊維とセルロースパルプ、およびナイロンナノファイバーの接着点が増加し、吸水した際に厚みや表面粗さ等の形状が変化し難いものとなる。本効果がより顕著になるとの観点から芯鞘型複合短繊維の湿式不織布全体に対する含有量の下限は５質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であることがより好ましい。一方で、芯鞘型複合短繊維の含有量が増加すると溶融した芯鞘型複合短繊維により空隙が小さくなり吸水性能が低下する傾向にある。よって。上限は５０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以下であることがより好ましい。芯鞘型複合短繊維の含有量を上述した範囲とすることにより水分を含んだ際の形状安定性と吸水性能を両立することができる。

＜スリット断面短繊維＞
本発明のイムノクロマトアッセイ用メンブレンは、セルロースパルプおよびナイロンナノファイバーに加えて、さらにスリット断面短繊維を含むことが好ましい。このスリット断面短繊維は、表面に８個以上のスリットを有するものである（図１参照）。表面に８個以上のスリットを有することで、繊維間の空隙を十分に確保することが可能となり、吸水性能を向上させることが可能となる。さらに、セルロースパルプ、ナイロンナノファイバーに加えて、上記の芯鞘型複合短繊維およびスリット断面短繊維を併用した構成の湿式不織布とし、それをイムノクロマトアッセイ用メンブレンに用いることも好ましい。この場合、溶融した芯鞘型複合短繊維により小さくなった繊維間の空隙を大きくすることが可能となり吸水性能の向上に寄与する。

スリット断面短繊維のスリットは、８個以上あれば繊維間の空隙を十分に確保することが可能となるが、繊維間の空隙を確保し吸水性能に優れた湿式不織布を得るとの観点からスリットは１６個以上であることが好ましく、２４個以上であることがより好ましい。なお、スリットの個数の実質的な上限は、繊維製造用の紡糸口金の加工精度を考慮すると１００個以下であることが好ましい。

また、スリット断面短繊維の繊維径が、５．０～５０．０μｍであることにより、湿式不織布の均一性を維持した上で十分な強度を付与することが可能となる。一般的に繊維径が細いほど湿式不織布の均一性が高まり、繊維径が太いほど湿式不織布の強度が向上する傾向にある。上述した観点から、スリット断面短繊維の繊維径は、７．０～４０．０μｍであることが好ましく、９．０～３５．０μｍであることがより好ましい。ここで、湿式不織布の均一性が維持されいているとは、無作為に選定した湿式不織布の表面の一部において、特定の密度でスリット断面短繊維が存在しており、さらに、特定の密度でスリット断面短繊維の表面にあるスリットが存在していることを意味する。

本発明に用いるスリット断面短繊維の樹脂は、ポリオレフィン、ポリエステル、およびナイロン等の合成樹脂から適宜選定すればよく特に限定されるものではないが、タンパク質の吸着量が増大するとの観点からナイロンを用いることが好ましい。

次に、スリット断面短繊維の含有量について説明する。湿式不織布全体に対するスリット断面短繊維の含有量の増加に伴い、空隙率が高い湿式不織布となり吸水速度が向上する傾向にあるが、湿式不織布の表面に露出するスリット断面短繊維が増加し、湿式不織布の表面粗さが低下する傾向にある。よって、スリット断面短繊維の湿式不織布全体に対する含有量の下限は５質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であることがより好ましい。一方、上限は４０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以下であることがより好ましい。スリット断面短繊維の含有量を上述した範囲とすることにより吸水性能と表面粗さを両立することができる。

＜湿式不織布＞
次に本発明のメンブレンが備える湿式不織布について説明する。本発明のメンブレンが備える湿式不織布は少なくともセルロースパルプおよびナイロンナノファイバーを含むものであり、これらに加えて、さらに、芯鞘型複合短繊維、および／またはスリット断面短繊維を含むことが好ましいものである。これら成分に加え、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸などのポリエステル系樹脂など他の熱可塑性樹脂単成分からなる繊維を含んでいてもよい。 なお、吸水性能をより向上させるためアニオン系、カチオン系、ノニオン系等の界面活性剤を１種または２種以上組み合わせて使用しても良いが、界面活性剤が検液に含まれる被検出物質の移動を阻害する等して検査精度が低下する可能性があるため、界面活性剤の含有量は、湿式不織布全体に対し０．５質量％以下であることが好ましく、０．０１質量％以下であることがより好ましい。なお、界面活性剤の含有量については、液体クロマトグラフ質量分析計等の既知の装置・方法で検出することができる。

本発明のメンブレンが備える湿式不織布は、優れた吸水性能とタンパク質結合性能を有するメンブレンを得るため、吸水性能とタンパク質結合性能に優れたものである。以下、順に説明する。

（１）吸水性能
湿式不織布の吸水性能は、メンブレンとした場合の検液の展開速度に影響を与える性能である。イムノクロマトアッセイは、抗原抗体反応を応用した診断キットであり、被検出物質（抗原）と補足抗体の種類によって抗原抗体反応に要する時間が異なる。よって、メンブレンの展開速度を一定の範囲で制御する必要があり、展開速度の指標であるＣＦＴ（キャピラリーフロータイム）で３０秒／４０ｍｍ以上であることが好ましく、７０秒／４０ｍｍ以上であることがより好ましい。ＣＦＴの下限を３０秒／４０ｍｍとすることにより、被検出物質（抗原）と補足抗体との結合が充分なものとなり、テストライン／コントロールラインの発色に優れ、検査精度の高いメンブレンとなる。ＣＦＴの下限を７０秒／４０ｍｍとすることによりこの効果はより高いものとなる。

一方、ＣＦＴの上限は５００秒／４０ｍｍ以下であることが好ましく、３００秒であることが好ましい。ＣＦＴの上限を５００秒／４０ｍｍ以下とすることで検査時間の短縮が可能となる。ＣＦＴの上限を３００秒／４０ｍｍ以下とすることでこの効果は顕著なものとなる。

（２）タンパク質結合性能
湿式不織布のタンパク質結合吸水性能は、メンブレンとした場合のテストライン／コントロールラインの発色の濃淡に寄与するため、検査精度に影響を与える性能である。イムノクロマトアッセイは、金コロイド標識抗体と結合した被検出物質がテストラインに固定された補足抗体（タンパク質）に補足されることにより金コロイドが凝集し発色するため、補足抗体の量が多いほど濃く発色し検査精度が向上する。

タンパク質結合性能の指標として、ＢＣＡ法（詳細は後述）で測定したタンパク質吸着量が１０μｇ／ｃｍ^２以上であることが好ましく、１３μｇ／ｃｍ^２
以上であることがより好ましい。タンパク質吸着量を１０μｇ／ｃｍ^２以上とすることで補足抗体の量が充分なものとなり濃く発色するため、検査精度の高いメンブレンとなる。１３μｇ／ｃｍ^２とすることによりこの効果は顕著なものとなる。一方、タンパク質吸着量の上限に特に限定はないが３５μｇ／ｃｍ^２以下であることが好ましく、３０μｇ／ｃｍ^２であることがより好ましい。タンパク質である補足抗体は高価であるため３５μｇ／ｃｍ^２を超えて吸着させても経済的に好ましくない。

上述した吸水性能とタンパク質結合性能を上記の範囲内とするためには、セルロースパルプの叩解度（ろ水度）とナイロンナノファイバーの数平均繊維直径およびナノファイバーの含有量等を上述した好適な範囲内とし、後述する平均流量孔径と空隙率の好適な範囲内とすることが重要である。

本発明のメンブレンが備える湿式不織布の平均流量孔径は、メンブレンとした場合の検液の展開速度を制御しつつ、テストライン／コントロールラインの発色を良好なものとするとの観点から、０．５μｍ以上、１０．０μｍ以下であることが必須であり、１．０μｍ以上、５．０μｍ以下であることが好ましい。平均流量孔径の下限が０．５μｍを下回ると毛細管現象による吸水が不十分となり、メンブレンとした場合の検液の展開速度が低下する。そして、平均流量孔径を１．０μｍ以上とすることで毛細管現象を促進でき、検液の展開速度がより優れたものとなる。一方、上限が１０．０μｍを超えると展開速度に優れるもののメンブレンとした場合のテストライン／コントロールラインの滲みが大きくなり発色が劣るものとなる。そして、平均流量孔径を５．０μｍ以下とすることでメンブレンとした場合のテストライン／コントロールラインの滲みを抑制でき発色に優れたものとなる。

次に本発明のメンブレンが備える湿式不織布の空隙率は、メンブレンとした場合の検液の展開速度を制御しつつ、テストライン／コントロールラインの発色を良好なものとするとの観点から、５０％以上、９０％以下であることが必須であり、５５％以上、８５％以下であることが好ましい。空隙率が５０％を下回ると毛細管現象による吸水が不十分となり、メンブレンとした場合の検液の展開速度が低下する。また、テストライン／コントロールラインを構成する補足抗体の保持量が低下し、メンブレンとした場合の発色に劣るものとなり、結果として検査精度に劣ったものとなる。そして、空隙率を５５％以上とすることでより抗体の保持量が充分なものとなりテストライン／コントロールライン発色に優れたものとなり、結果として、メンブレンの検査精度は優れたものとなる。一方、空隙率が９０％を超えると、引張、曲げ等の応力が加わった際、欠け、割れ、折れ、破れ等の破損が発生し易いメンブレンとなり生産性に劣る。そして、空隙率を８５％以下とすることでより生産性に優れたものとなる。

本発明のメンブレンが備える湿式不織布の坪量は２０ｇ／ｍ^２以上であることが好ましく、３０ｇ／ｍ^２以上であることがより好ましい。坪量の下限を２０ｇ／ｍ^２とすることにより、破損し難い湿式不織布となり生産性が向上する。また、厚み方向にナイロンナノファイバーが積み重なり、タンパク質結合性能が充分なものとなる。坪量の下限を３０ｇ／ｍ^２とすることでこの効果は顕著なものとなる。一方、坪量の上限は１００ｇ／ｍ^２以下であることが好ましく、８０ｇ／ｍ^２以下であることがより好ましい。坪量の上限が１００ｇ／ｍ^２あればメンブレンとした場合に充分な性能を有するため、１００ｇ／ｍ^２を超えて坪量を上げても経済的に好ましくない。

本発明のメンブレンが備える湿式不織布の厚みは５０μｍ以上であることが好ましく、１００μｍ以上であることがより好ましい。厚みを５０μｍ以上とすることで、湿式不織布単体でも自立性があり、湿式不織布が破損し難くなり、結果として、メンブレンの生産性が向上する。湿式不織布の厚みを１００μｍ以上とすることでこの効果は顕著となる。一方、湿式不織布の厚みは２００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以下であることがより好ましい。厚みが増すほどメンブレンとした場合の補足抗体の量が増加するため経済的に好ましくない。

上述した坪量、厚みとすることにより、本発明のメンブレンが備える湿式不織布の引張強度は優れたものとなり、応力が加わった際、欠け、割れ、折れ、破れ等が発生し易く生産性に優れたものとなる。本発明のメンブレンが備える湿式不織布の引張強度は５Ｎ／１５ｍｍ以上であることが好ましい。引張強度を５Ｎ／１５ｍｍ以上とすることで、機械特性に優れ、破損し難い湿式不織布となり生産性が向上する。

また、本発明のメンブレンの引張強度は５Ｎ／１５ｍｍ以上であることが好ましい。引張強度を５Ｎ／１５ｍｍ以上とすることで、機械特性に優れ、破損し難いメンブレンとなり生産性が向上する。また、メンブレンの引張強度を上記の範囲とするための手段としては、本発明のメンブレンが備える湿式不織布の引張強度を５Ｎ／１５ｍｍ以上とすることが挙げられる。

また、本発明のメンブレンが備える湿式不織布の表面粗さＲａは８μｍ以下であることが好ましく、７μｍ以下であることがより好ましく、６μｍ以下であることがさらに好ましい。表面粗さを８μｍ以下とすることで、湿式不織布の平滑性が向上し、メンブレンとした場合のテストライン／コントロールラインの発色が良好なものとなり、視認し易くなるため好ましい。表面粗さＲａを７μｍ以下、６μｍ以下とすることでこの効果は顕著なものとなる。

表面粗さＲａを小さくし、平滑性を向上する手法について特に限定するものではないが、回転する一対のロール、または複数本のロール間に押圧させるカレンダー装置やプレス装置により圧密化することが好ましい。この際、温度をかけ、ナイロンナノファイバーまたは他の熱可塑性繊維を融着させても良い。

本発明のメンブレンの表面粗さＲａは８μｍ以下であることが好ましく、７μｍ以下であることがより好ましく、６μｍ以下であることがさらに好ましい。表面粗さを８μｍ以下とすることで、メンブレンのテストライン／コントロールラインの発色が良好なものとなり、視認し易くなり検査精度が向上するため好ましい。表面粗さＲａを７μｍ以下、６μｍ以下とすることでこの効果は顕著なものとなる。なお、メンブレンの表面粗さＲａを上記の範囲とするための手段としては、本発明のメンブレンが備える湿式不織布の表面粗さＲａを上記の好適な範囲とすることが挙げられる。

＜湿式不織布の製造方法＞
本発明のメンブレンが備える湿式不織布の製造方法について説明する。本発明の湿式不織布の製造方法は、まず、ビーター、ディスクリファイナー、デラックスファイナー等で叩解し、フィブリル化させ叩解度（ろ水度）を調整したセルロースパルプとナイロンナノファイバーを水中に分散させ、丸網抄紙機、短網抄紙機、長網抄紙機で抄紙する。この際、ナイロンナノファイバーのアスペクト比が大きく繊維同士が絡みやすいため、セルロースパルプとナイロンナノファイバーを個別に分散させ、抄紙直前で混ぜ合わせ抄紙することが好ましい。また、メンブレンとした場合の検査精度に影響を与えない範囲で分散剤、浸透剤等を添加し、分散性を向上させても良い。

本発明で用いることができる抄紙法は、組成の異なる繊維同士、数平均繊維直径の異なる繊維同士等を複合した不織布を生産することが可能であり、面内の性能バラツキが少なく品質にも優れ、メンブレンの生産に適している。また、得られる不織布の単糸繊度のバラツキが大きく、高電圧を必要とし、生産性にも劣る電界紡糸法、電気ブロー法等と比較してナノレベルの繊維を不織布化するために好ましい製造方法である。

以下に本発明について、実施例を用いてさらに具体的に説明する。なお、本実施例中に示すメンブレンの特性値等の測定方法は次のとおりである。また、Ｈ項の発色性の評価を除く試験に用いる試験片は、ＪＩＳ Ｐ８１１１に準じて前処置したものを使用した。

Ａ．坪量（１）引用規格
ＪＩＳ Ｐ８１２４：１９９８
（２）測定方法
質量（ｇ）を測定し、１ｍ^２あたりの質量（ｇ／ｍ^２）に換算した。
（３）測定条件
・サイズ ： １００ｍｍ×１００ｍｍ
・ｎ数 ： ５ 。

Ｂ．厚み
（１）測定方法
デジタルシックネスゲージ「ＳＭＤ－５６５Ｊ－Ｌ（株式会社テクロック社製）を用い測定した。
（２）測定条件
・測定子 ： φ１０ｍｍセラミック
・ｎ数 ： ５ 。

Ｃ．空隙率
（１）測定方法
質量（ｇ）、体積（ｃｍ^３）を測定し、次式により見かけ密度（ｇ／ｃｍ^３）、を算出した後、空隙率（％）を算出した。なお、セルロースパルプの真密度は１．５ｇ／ｃｍ^３、ナイロンの真密度は１．１３ｇ／ｃｍ^３を用いた。
（２）測定式
見かけ密度＝質量（ｇ）／体積（ｃｍ^３）
空隙率（％）＝（１－見かけ密度／真密度）×１００ 。

Ｄ．平均流量孔径
（１）引用規格
ＡＳＴＭ Ｅ１２９４－８９：１９９９
（２）測定方法
パームポロメーター「ＣＦＰ－１５００（ＰＭＩ社製）を用いて測定した。
（３）測定条件
・サイズ ： φ２５ｍｍ
・加圧法 ： Ｗｅｔ加圧／Ｄｒｙ加圧
・濡れ試薬 ： Ｇａｌｗｉｃｋ（表面張力１５．９ｍＮ／ｍ）、３ｍＬ
・算出法 ： ハーフドライ法
・ｎ数 ： ３ 。

Ｅ．湿式不織布の組成
（１）セルロースパルプ
湿式不織布の近赤外吸収スペクトルを近赤外吸収スペクトル法（ＮＩＲ）で測定し、セルロース由来の吸収ピークの有無を分析した。
（２）ナイロンナノファイバー
湿式不織布の赤外吸収スペクトル（ＦＴ－ＩＲ法）、融点（ＤＳＣ法）を測定し、ナイロンの有無を分析した。

Ｆ．展開速度
（１）測定方法
垂直に設置した試験片の片端から、フェノールレッド水溶液（０．４ｇ／Ｌ）を吸水させ、４０ｍｍに到達する時間を測定した。タテ方向、ヨコ方向の平均値を「バイレック法で測定した展開速度（ＣＦＴ）」（秒／４０ｍｍ）とした。
（２）測定条件
・サイズ ： １００ｍｍ×６ｍｍ
・ｎ数 ： タテ２、ヨコ２ 。

Ｇ．タンパク質吸着量
（１）測定方法
ＢＣＡ（ＢｉｃｉｎＣｈｏｎｉｎｉｃＡｃｉｄ）法を適用した。抗体溶液（タンパク質溶液）に試験体を３ｈ浸漬した後に取り出し、ＰＢＳＴ５００μＬで３回洗浄し、試験体表面、空隙に含まれる抗体溶液を除去した。洗浄後の試験体にＰＢＳ２５μＬを添加した後、ＢＣＡａｓｓａｙ溶液２００μＬを加え、３７℃×０．５ｈ攪拌した。上清２００μＬを採取し、吸光度を測定し、別途作成した検量線からタンパク質量を求め、「ＢＣＡ法で測定したタンパク質吸着量」とした。
（２）測定条件
・試験片 ： ５ｍｍ角
・抗体溶液 ： Ｎｏｒｍａｌ ＭｏｕｓｅＩｇＧ溶液（１ｍｇ／ｍＬ）
希釈溶媒ＰＢＳ
・ＰＢＳＴ ： ０．０５％Ｔｗｅｅｎ２０／ＰＢＳ 。

Ｈ．引張強度
（１）引用規格
ＪＩＳ Ｐ８１１３：２００６
（２）測定方法
試験体の引張強さを「オートグラフＡＧＳ－Ｊ（株式会社島津製作所製）」を用い測定した。
（３）測定条件
・サイズ ： １５０ｍｍ×１５ｍｍ
・つかみ間隔： ５０ｍｍ
・引張速度 ： ２０ｍｍ／ｍｉｎ
・ｎ数 ： タテ５、ヨコ５ 。

Ｉ．表面平滑性（表面粗さ（Ｒａ））
（１）測定方法
試験体の表面平滑性として、表面粗さ（Ｒａ）を「レーザーマイクロスコープＶＫ－Ｘ１００（株式会社キーエンス社製）」を用い測定した。
（２）測定条件
・対物レンズ： １０倍
・ｎ数 ： ３ 。

Ｊ．発色性評価
（１）イムノクロマトテストストリップの作製
バッキングシート上にコントロールライン（補足抗体）を形成したメンブレンを接着し、一端に金コロイド標識抗体を含有するコンジュゲートパッド、サンプルパッドを接着し、他方の一端に吸収パッドを接着しイムノクロマトテストストリップを得た。
（２）部材
・金コロイド ： φ４０ｎｍ
・標識抗体 ： Ｎｏｒｍａｌ ＭｏｕｓｅＩｇＧ
・コンジュゲートパッド： ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ＃ＧＦＤＸ０８３０００
・サンプルパッド ： ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ＃ＧＦＤＸ２０３０００
・吸収パッド ： ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ＃ＣＦＳ００１７００
・補足抗体 ： Ａｎｔｉ ＭｏｕｓｅＩｇＧ
（３）評価方法・判定基準
サンプルパッド上にＰＢＳ１００μＬを滴下し、２０分後のコントロールラインの発色を目視で評価した。

＜判定基準＞
Ａ ： 鮮明なラインとして判定できる
Ｂ ： 薄いラインとして判定できる
Ｃ ： 反応はあるがラインとして判定できない
次に本実施例で使用するセルロースパルプ、およびナイロンナノファイバーの製造方法について説明する。

＜セルロースパルプ＞
Ｎパルプ（針葉樹パルプ）を水１０Ｌあたり１０ｇの濃度で試験用ナイヤガラビーター（熊谷理機工業（株）製）に仕込み、叩解し、セルロースパルプを得た。なお、パルプのフィブリル化は叩解時間で適宜調整し、ろ水度試験機（テスター産業（株）製）を用いＪＩＳ Ｐ８１２１（１９９５）に準拠して測定した。

＜ナイロンナノファイバー＞
１．ポリマーアロイチップ
融点２２０℃のナイロン６：４０質量％と、融点１７０℃のポリＬ乳酸（光学純度９９．５％以上）：６０質量％を２軸型の押出混錬機を用いて２２０℃で溶融混錬し、ポリマーアロイチップを得た。

２．ポリマーアロイ繊維のトウ
上記ポリマーアロイチップを、１軸型の押出機を備えたステープル用の溶融紡糸装置に投入し、２３５℃で溶融し、スピンブロックに導いた。そして、ポリマーアロイ溶融体を限界濾過径１５μｍの金属不織布に濾過させ、紡糸温度２３５℃で、孔径０．３ｍｍの吐出孔を有し口金面温度２１５℃とした口金から吐出させた。吐出された線状の溶融ポリマーを冷却風で冷却固化し、油剤を付与し、紡糸速度１３５０ｍ／分で引き取った。

得られた未延伸糸を合糸した後、延伸温度９０℃、延伸倍率３．０４倍、熱セット温度１３０℃で延伸熱処理し、単繊維繊度３．０ｄｔｅｘ、総繊度５０万ｄｔｅｘのポリマーアロイ繊維のトウを得た。得られたポリマーアロイ繊維は、強度３．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４５％であった。

３．脱海・切断
上記ポリマーアロイ繊維のトウを、９５℃に保った５％水酸化ナトリウム水溶液に１時間浸漬し、ポリマーアロイ繊維中のポリＬ乳酸成分を加水分解除去（脱海）した。次いで酢酸で中和し、水洗、乾燥し、ナノファイバーの繊維束を得た後、この繊維束を５ｍｍ長にカットした。

４．ナノファイバーの数平均繊維直径
走査型電子顕微鏡で撮影したナノファイバーの集合体の写真を画像処理ソフト（ＷＩＮＲＯＯＦ）を用いて５ｍｍ角のサンプル内で無作為抽出した３０本の単繊維直径をｎｍ単位で小数の１桁目まで測定して少数の１桁目を四捨五入する。サンプリングは合計１０回行って各３０本の単繊維直径のデータを取り、合計３００本の単繊維直径のデータを積算後、全数で除して単純平均値を求め
たものを数平均繊維直径とした。上記脱海・切断後のナノファイバーの繊維直径は１１０～１８０ｎｍで、その数平均繊維直径は１５０ｎｍであった。

［実施例１］
セルロースパルプ（ろ水度：７００ｍＬ）９７．５質量％とナイロンナノファイバー２．５質量％をそれぞれ水中で攪拌し、抄紙した後、１５０℃で乾燥し、坪量：４０ｇ／ｍ^２、厚み：１６０μｍの湿式不織布を得た。

［実施例２］
セルロースパルプ９５質量％、ナイロンナノファイバー５質量％としたことを除き、実施例１と同一の方法で坪量：４０ｇ／ｍ^２、厚み：１４８μｍの湿式不織布を得た。

［実施例３］
セルロースパルプ９０質量％、ナイロンナノファイバー１０質量％としたことを除き、実施例１と同一の方法で坪量：４０ｇ／ｍ^２、厚み：１４２μｍの湿式不織布を得た。

［実施例４］
セルロースパルプ８５質量％、ナイロンナノファイバー１５質量％としたことを除き、実施例１と同一の方法で坪量：４０ｇ／ｍ^２、厚み：１３０μｍの湿式不織布を得た。

［実施例５］
セルロースパルプ７５質量％、ナイロンナノファイバー２５質量％としたことを除き、実施例１と同一の方法で坪量：４０ｇ／ｍ^２、厚み：１２０μｍの湿式不織布を得た。

［実施例６］
セルロースパルプ７０質量％、ナイロンナノファイバー３０質量％としたことを除き、実施例１と同一の方法で坪量：４０ｇ／ｍ^２、厚み：１１５μｍの湿式不織布を得た。

［実施例７］
セルロースパルプのろ水度を７４０ｍＬに変更したことを除き、実施例２と同一の方法で坪量：４０ｇ／ｍ^２、厚み：１４５μｍの湿式不織布を得た。

［実施例８］
セルロースパルプのろ水度を７４０ｍＬに変更したことを除き、実施例４と同一の方法で坪量：４０ｇ／ｍ^２、厚み：１２８μｍの湿式不織布を得た。

［実施例９］
セルロースパルプのろ水度を６００ｍＬに変更したことを除き、実施例４と同一の方法で坪量：４０ｇ／ｍ^２、厚み：１２５μｍの湿式不織布を得た。

［実施例１０］
セルロースパルプのろ水度を７４０ｍＬに変更したことを除き、実施例４と同一の方法で作製した坪量：４０ｇ／ｍ^２、厚み：１３０μｍの湿式不織布を線圧８０ｋｇで常温カレンダー加工し、厚み：７０μｍの湿式不織布を得た。

［実施例１１］
セルロースパルプのろ水度を７４０ｍＬに変更したことを除き、実施例４と同一の方法で作製した坪量：８０ｇ／ｍ^２、厚み：２５０μｍの湿式不織布を線圧８０ｋｇで常温カレンダー加工し、厚み：１２０μｍの湿式不織布を得た。

［実施例１２］
ろ水度７４０ｍＬのセルロースパルプを８５質量％、ナイロンナノファイバーを５質量％、ポリエステル／ポリエステル共重合体からなる芯鞘型複合繊維１０質量％をそれぞれ水中で攪拌し、抄紙した後、１００℃で乾燥し、さらに温度８０℃、線圧８０ｋｇ／ｃｍでカレンダー加工を実施し、坪量：８０ｇ／ｍ^２、厚み：１０５μｍの湿式不織布を得た。

［実施例１３］
セルロースパルプを６５質量％、ナイロンナノファイバーを５質量％、ポリエステル／ポリエステル共重合体からなる芯鞘型複合短繊維を３０質量％としたことを除き実施例１２と同一の方法で、坪量：８０ｇ／ｍ^２、厚み：１１２μｍの湿式不織布を得た。

［実施例１４］
セルロースパルプを５５質量％、ナイロンナノファイバーを５質量％、ポリエステル／ポリエステル共重合体からなる芯鞘型複合短繊維を３０質量％、スリット断面短繊維（８スリット、繊維径１４．５μｍ）を１０質量％としたことを除き実施例１２と同一の方法で、坪量：８０ｇ／ｍ^２、厚み：１２６μｍの湿式不織布を得た。

［実施例１５］
セルロースパルプを３５質量％、ナイロンナノファイバーを５質量％、ポリエステル／ポリエステル共重合体からなる芯鞘型複合短繊維を３０質量％、スリット断面短繊維（８スリット、繊維径１４．５μｍ）を３０質量％としたことを除き実施例１２と同一の方法で、坪量：８０ｇ／ｍ^２、厚み：１５１μｍの湿式不織布を得た。

［比較例１］
イムノクロマトメンブレンとして販売されている「ＩＡＢ７５（東洋濾紙株式会社製）」を比較例１に用いた。本製品はＰＥＴフィルム（約１００μｍ）上にニトロセルロースを製膜したものであり、ニトロセルロース多孔質膜の坪量：約２６ｇ／ｍ２、厚み：約１１６μｍであった。

［比較例２］
セルロースパルプ（ろ水度：７００ｍＬ）１００質量％を水中で攪拌し、抄紙した後、１５０℃で乾燥し、坪量：４０ｇ／ｍ^２、厚み：１８０μｍの湿式不織布を得た。

［比較例３］
セルロースパルプ（ろ水度：２００ｍＬ）１００質量％を水中で攪拌し、抄紙した後、１５０℃で乾燥し、坪量：４０ｇ／ｍ^２、厚み：１００μｍの湿式不織布を得た。

［比較例４］
セルロースパルプ６５質量％、ナイロンナノファイバー３５質量％としたことを除き、実施例１と同一の方法で坪量：４０ｇ／ｍ^２、厚み：１１２μｍの湿式不織布を得た。

実施例１～１５、および比較例１～４の各湿式不織布について、上述した測定方法を用い、各特性値を評価した結果を表１、表２および表３に示す。合わせて各湿式不織布をイムノクロマトテストストリップとし発色性評価を表１、表２および表３に示す。

セルロースパルプにろ水度：７００ｍＬのＮパルプ（針葉樹パルプ）とナイロン（Ｎ６）ナノファイバーを用い、ナイロンナノファイバーの含有量を２．５、５、１０、１５、２５、３０質量％とした実施例１～６の平均流量孔径は０．５～８．２μｍ、空隙率は７７～８３％であった。吸水性能の指標である展開速度は、６３～８２５ｓｅｃ／４０ｍｍであり、平均流量孔径と空隙率を調整することにより、展開速度を制御できた。一方、タンパク質吸着量は８～２６μｇ／ｃｍ^２であり、いずれもセルロースパルプ１００質量％の比較例２、３と比較し優れており、実施例４～６（ナイロンナノファイバー１５質量％以上）でニトロセルロース多孔質膜の比較例１と同等以上であった。一方、ナイロンナノファイバーの含有量を３５質量％とした比較例４は、平均流量孔径が０．３μｍであり、展開速度も＞１２００ｓｅｃ／４０ｍｍであった。 なお、イムノクロマトテストストリップとした場合の発色性については、実施例１～３が「Ｂ」判定、実施例４～６が「Ａ」判定であり、タンパク質吸着量の増加に伴い発色性が向上する結果であった。

次に、セルロースパルプのろ水度を７４０ｍＬに変更した実施例７、８は、ろ水度：７００ｍＬの実施例２、４と比較し、展開速度が速い湿式不織布であり、ろ水度を６００ｍＬとした実施例９は、実施例４と比較し、展開速度が遅い不織布となり、パルプのろ水度によって展開速度が制御可能であった。

さらに表面平滑性について、実施例１～６の比較により、ナイロンナノファイバーの含有量増加に伴い表面が平滑となっている。また、カレンダー加工を実施した実施例１０、１１は、いずれも表面平滑性が向上（Ｒａが低下）しており、カレンダー加工を実施していない実施例８と比較し、発色性が向上した。

なお、引張強度については、いずれの実施例も５Ｎ／１５ｍｍ以上の値を示しており、応力に対し充分な強度を有していた。一方、比較例１のニトロセルロース膜については、脆性が高く、破損し易く、ＰＥＴフィルムから引き剥がすことが困難なほど引張強度が低い結果であった。

また、ポリエステル／ポリエステル共重合体からなる芯鞘型複合繊維を１０質量％、３０質量％用いた実施例１２、１３は、空隙率が小さく、展開速度が遅い傾向にあるものの水に１時間浸漬し、乾燥した後の表面平滑性（Ｒａ）は、それぞれ８．２μｍ（初期６．０μｍ）、６．８μｍ（初期５．３μｍ）であり、芯鞘型複合短繊維を用いていない実施例１０の１３．４μｍ（初期５．８μｍ）と比較して形状安定性に優れていた。

さらにスリット断面短繊維を１０質量％、３０質量％用いた実施例１３、１４は、スリット断面短繊維を含まない実施例１２と比較し、空隙率が大きくなり展開速度が１９４、９３ｓｅｃ／４０ｍｍまで向上した。

本発明の湿式不織布は、優れた吸水性能とタンパク質結合性能を有し、かつ、生産性にも優れているため、イムノクロマトアッセイ用メンブレンに好適に使用することができる。

Ａ：スリット断面短繊維
Ｂ：スリット部

Claims (9)

1. 少なくともセルロースパルプ、ナイロンナノファイバーを含む湿式不織布からなるイムノクロマト用メンブレンであって、前記湿式不織布の平均流量孔径が０．５μｍ以上１０．０μｍ以下であり、空隙率が５０%以上９０%以下であることを特徴とするイムノクロマトアッセイ用メンブレン。
2. 前記セルロースパルプのカナダ標準ろ水度が５００ｍＬ以上８００ｍＬ以下であることを特徴とする請求項１に記載のイムノクロマトアッセイ用メンブレン。
3. 前記ナイロンナノファイバーの数平均繊維直径が１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、含有量が５質量%以上３０質量%以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のイムノクロマトアッセイ用メンブレン。
4. さらに、芯鞘型複合短繊維を含むことを特徴とする請求項１～３のいずれかのイムノクロマトアッセイ用メンブレン。
5. さらに、表面に８個以上のスリットを有するスリット断面短繊維を含み、前記スリット断面短繊維の繊維径が５．０～５０．０μｍであることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のイムノクロマトアッセイ用メンブレン。
6. バイレック法で測定した展開速度（ＣＦＴ）が７０ｓｅｃ／４０ｍｍ以上５００ｓｅｃ／４０ｍｍ以下であり、かつＢＣＡ法で測定したタンパク質結合量が１０μｇ／ｃｍ^２以上３５μｇ／ｃｍ^２以下である請求項１～５のいずれかのイムノクロマトアッセイ用メンブレン。
7. 界面活性剤の含有量が０．０１質量％以下であることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載のイムノクロマトアッセイ用メンブレン。
8. 引張強度が５Ｎ／１５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載のイムノクロマトアッセイ用メンブレン。
9. 表面粗さＲａが８μｍ以下であることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載のイムノクロマトアッセイ用メンブレン。
   

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