JP7004978B2 - Cellulose nanofiber composite material and its manufacturing method - Google Patents

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本発明は、無機酸化物が添加されたセルロースナノファイバー複合材及びその製造法に関するものであり、特に、イムノクロマトグラフィー担体のようなイムノアッセイ用メンブレンとして適したセルロースナノファイバー複合材及びその製造法に関する。 The present invention relates to a cellulose nanofiber composite material to which an inorganic oxide is added and a method for producing the same, and more particularly to a cellulose nanofiber composite material suitable as a membrane for immunoassay such as an immunochromatographic carrier and a method for producing the same.

セルロースは、直径が1ミクロン以下で長さが数ミクロンのミクロフィブリルと呼ばれる構造単位を備え、近年、ミクロフィブリルまたはそれに近い単位まで微細化されたセルロースナノファイバーを原料として、微細なネットワーク構造を備えた多孔性のセルロース不織布を製造することが提案されている(特許文献1)。かかるセルロース不織布は、高い力学的強度と低い線膨張率を備えたユニークな材料として着目されており、蓄電デバイス用のセパレータ、機能性フィルター類、生活製品用高機能紙などの用途が期待されているが、タンパク質を吸着しにくいため、イムノクロマトグラフィー用担体や、酵素固定膜等の用途には適していないという欠点があった。 Cellulose has a structural unit called a microfibril having a diameter of 1 micron or less and a length of several microns. It has been proposed to produce a porous cellulose nonwoven fabric (Patent Document 1). Such cellulose non-woven fabrics are attracting attention as unique materials having high mechanical strength and low linear expansion rate, and are expected to be used as separators for power storage devices, functional filters, high-performance papers for daily life products, and the like. However, since it is difficult to adsorb proteins, it has a drawback that it is not suitable for applications such as a carrier for immunochromatography and an enzyme-immobilized membrane.

そこで、特許文献2では、セルロース不織布の空孔率を高く維持し、かつセルロース不織布と水との親和性を適度に阻害することによってタンパク質吸着能を向上させることが提案されている。具体的には、原料として用いられる微細セルロース繊維を、イソシアネート化合物等の架橋剤で架橋したり、シランカップリング剤等の撥水剤で撥水処理したり、微細セルロース繊維に蛋白質吸着能を有する官能基として、スルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基、4級アンモニウム基、ピリジウム基、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、アゾ基、メルカプト基等の化学結合性の官能基やフェニル基及びアルキル基等の物理吸着性の官能基を導入することを提案している。また、特許文献2には、セルロース不織布重量に対して10重量%未満のシリカ粒子、アルミナ粒子等の無機系粒子状化合物、また、メラミン樹脂等の有機系微粒子を添加してもよいことが記載されている。しかしながら、特許文献2は、微細セルロース繊維をTEMPO酸化処理することについては何ら開示も示唆もしておらず、イムノクロマトグラフィーにおける溶媒やポリスチレンラテックス粒子等の標識物質の展開特性についても何ら検討していない。 Therefore, Patent Document 2 proposes to improve the protein adsorption ability by maintaining a high porosity of the cellulose nonwoven fabric and appropriately inhibiting the affinity between the cellulose nonwoven fabric and water. Specifically, the fine cellulose fiber used as a raw material is crosslinked with a cross-linking agent such as an isocyanate compound, water-repellent treated with a water-repellent agent such as a silane coupling agent, and the fine cellulose fiber has a protein-adsorbing ability. As the functional group, a chemically binding functional group such as a sulfonic acid group, a carboxyl group, a phosphoric acid group, a quaternary ammonium group, a pyridium group, a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, an azo group and a mercapto group. It is proposed to introduce a physically adsorptive functional group such as a group, a phenyl group and an alkyl group. Further, Patent Document 2 describes that less than 10% by weight of silica particles, inorganic particulate compounds such as alumina particles, and organic fine particles such as melamine resin may be added to the weight of the cellulose non-woven fabric. Has been done. However, Patent Document 2 does not disclose or suggest any TEMPO oxidation treatment of fine cellulose fibers, nor does it examine the development characteristics of labeling substances such as solvents and polystyrene latex particles in immunochromatography.

一方、特許文献3には、TEMPO酸化処理して表面の水酸基の少なくとも一部をカルボキシル基に酸化させたセルロースナノファイバーに板状ナノ粒子を添加して均一に分散させることにより機械的特性を向上させたセルロースナノファイバー複合体が開示されている。しかしながら、特許文献3は、酸化アルミニウムを用いることについては何ら記載しておらず、タンパク質吸着能を向上させることや、イムノクロマトグラフィーにおける溶媒やポリスチレンラテックス粒子等の標識物質の展開特性についても何ら取り扱っていない。 On the other hand, in Patent Document 3, mechanical properties are improved by adding plate-like nanoparticles to cellulose nanofibers obtained by TEMPO oxidation treatment and oxidizing at least a part of the hydroxyl groups on the surface to carboxyl groups to uniformly disperse them. The cellulose nanofiber composites that have been made are disclosed. However, Patent Document 3 does not describe the use of aluminum oxide, and deals with the improvement of protein adsorption ability and the development characteristics of labeling substances such as solvents and polystyrene latex particles in immunochromatography. do not have.

国際公開WO2006/004012号公報International Publication WO2006 / 004012 特開2012-167406号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-167406 特開2013-010891号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-010891

本発明の目的は、蛋白質吸着能に優れ、イムノクロマトグラフィー担体として用いた場合でも溶媒及びポリスチレンラテックス粒子等の標識物質の展開を良好に行える多孔質セルロースナノファイバー複合材及びその製造法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a porous cellulose nanofiber composite material having excellent protein adsorption ability and capable of satisfactorily developing a labeling substance such as a solvent and polystyrene latex particles even when used as an immunochromatographic carrier, and a method for producing the same. It is in.

本発明者らは、表面の水酸基の少なくとも一部がカルボキシル基に酸化されたセルロースナノファイバーに所定の粒径の酸化アルミニウム等の無機酸化物を所定量添加して作製した複合材が、蛋白質吸着能に優れ、かつ、溶媒及びポリスチレンラテックス粒子等の標識物質の展開を行うに十分な浸透性及び多孔性を備えるので、イムノクロマトグラフィー担体のようなイムノアッセイ用メンブレンとして好適に使用できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors have prepared a composite material obtained by adding a predetermined amount of an inorganic oxide such as aluminum oxide having a predetermined particle size to cellulose nanofibers in which at least a part of the hydroxyl groups on the surface is oxidized to a carboxyl group, and adsorbing the protein. We have found that it can be suitably used as a membrane for immunoassay such as an immunochromatographic carrier because it has excellent performance and has sufficient permeability and porosity to develop a labeling substance such as a solvent and polystyrene latex particles. Has been completed.

すなわち、本発明の一局面によれば、表面の水酸基の少なくとも一部がカルボキシル基に酸化されたセルロースナノファイバーと、粒径0.1~300μmの無機酸化物とを少なくとも含み、前記無機酸化物の含有率が前記セルロースナノファイバー100質量部に対して800~6000質量部である多孔質セルロースナノファイバー複合材が提供される。 That is, according to one aspect of the present invention, at least a part of the hydroxyl group on the surface contains cellulose nanofibers oxidized to a carboxyl group and an inorganic oxide having a particle size of 0.1 to 300 μm, and the inorganic oxide is contained. Provided is a porous cellulose nanofiber composite material having a content of 800 to 6000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cellulose nanofibers.

また、本発明の他の局面によれば、表面の水酸基の少なくとも一部がカルボキシル基に酸化されたセルロースナノファイバー100質量部に対して、粒径0.1~300μmの無機酸化物800~6000質量部を少なくとも含むスラリーを膜状に成形して乾燥することを含む、多孔質セルロースナノファイバー複合材の製造法が提供される。 Further, according to another aspect of the present invention, an inorganic oxide having a particle size of 0.1 to 300 μm is 800 to 6000 with respect to 100 parts by mass of cellulose nanofibers in which at least a part of the hydroxyl groups on the surface is oxidized to a carboxyl group. Provided is a method for producing a porous cellulose nanofiber composite, which comprises forming a slurry containing at least a part by mass into a film and drying it.

本発明の多孔質セルロースナノファイバー複合材は、表面の水酸基の少なくとも一部がカルボキシル基に酸化されたセルロースナノファイバーと粒径0.1~300μmの酸化アルミニウム等の無機酸化物を所定の比率で含有し、セルロースナノファイバーと無機酸化物の双方が凝集することなく均一に分散した多孔質構造を備えるので、蛋白質吸着能に優れ、イムノアッセイ用メンブレンとして好適であり、また、溶媒及びポリスチレンラテックス粒子等の標識物質の展開を行うに十分な浸透性及び多孔性を備えるので、イムノクロマトグラフィー担体として好適であり、イムノアッセイにおいて従来のニトロセルロースメンブレンの代替として使用できる。 In the porous cellulose nanofiber composite material of the present invention, cellulose nanofibers in which at least a part of the hydroxyl groups on the surface are oxidized to carboxyl groups and inorganic oxides such as aluminum oxide having a particle size of 0.1 to 300 μm are mixed in a predetermined ratio. Since it contains and has a porous structure in which both cellulose nanofibers and inorganic oxides are uniformly dispersed without agglomeration, it has excellent protein adsorption ability and is suitable as a membrane for immunoassay, as well as a solvent and polystyrene latex particles and the like. Since it has sufficient permeability and porosity to develop the labeling substance of, it is suitable as an immunochromatographic carrier and can be used as an alternative to the conventional nitrocellulose membrane in the immunoassay.

実施例で使用した蛍光強度測定装置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the fluorescence intensity measuring apparatus used in an Example. 実施例で得られた試料薄膜の、蛍光色素内包ポリスチレン粒子の展開性能を示すグラフ。The graph which shows the development performance of the polystyrene particle containing a fluorescent dye of the sample thin film obtained in an Example. 実施例で得られた試料薄膜の、アルミナ添加濃度と粒子の移動度の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the alumina addition concentration and the particle mobility of the sample thin film obtained in an Example. 実施例で得られた試料薄膜の蛋白質吸着能を示す写真。The photograph which shows the protein adsorption ability of the sample thin film obtained in an Example. aは実施例で作製したイムノクロマトグラフィー法テストストリップを示す平面図、bはaで示されたイムノクロマトグラフィー法テストストリップの縦断面図。a is a plan view showing an immunochromatographic test strip prepared in Examples, and b is a vertical cross-sectional view of the immunochromatographic test strip shown in a.

1.多孔質セルロースナノファイバー複合材
本発明の多孔質セルロースナノファイバー複合材は、表面の水酸基の少なくとも一部がカルボキシル基に酸化されたセルロースナノファイバーと酸化アルミニウム等の無機酸化物とから主として構成される。
1. 1. Porous Cellular Nanofiber Composite Material The porous cellulose nanofiber composite material of the present invention is mainly composed of cellulose nanofibers in which at least a part of the hydroxyl groups on the surface are oxidized to carboxyl groups and an inorganic oxide such as aluminum oxide. ..

1-1.セルロースナノファイバー
セルロースナノファイバーとしては、公知の方法でパルプをミクロフィブリルまたはそれに近い単位まで解繊して微細化したものを使用することができる。かかるセルロースナノファイバーは、最大繊維径が1ミクロン以下のものであれば特に限定されないが、通常、最大繊維径が1000nm以下かつ数平均繊維径が2nm以上150nm以下であり、好ましくは、最大繊維径が500nm以下かつ数平均繊維径が2nm以上100nm以下であり、より好ましくは、最大繊維径が30nm以下かつ数平均繊維径が2nm以上10nm以下である。最大繊維径及び数平均繊維径は、特開2013-10891号公報に記載の方法に従い、5000倍、10000倍、50000倍等の倍率で電子顕微鏡観察して得られた画像に基いて求めることができる。
1-1. Cellulose Nanofibers As the cellulose nanofibers, pulps obtained by defibrating pulp to microfibrils or similar units by a known method can be used. The cellulose nanofibers are not particularly limited as long as they have a maximum fiber diameter of 1 micron or less, but usually, the maximum fiber diameter is 1000 nm or less and the number average fiber diameter is 2 nm or more and 150 nm or less, and the maximum fiber diameter is preferable. Is 500 nm or less and the number average fiber diameter is 2 nm or more and 100 nm or less, and more preferably, the maximum fiber diameter is 30 nm or less and the number average fiber diameter is 2 nm or more and 10 nm or less. The maximum fiber diameter and the number average fiber diameter can be determined based on an image obtained by observing with an electron microscope at a magnification of 5000 times, 10000 times, 50,000 times, etc. according to the method described in JP2013-10891. can.

上記の酸化されたセルロースナノファイバーを得る方法は、セルロースナノファイバーの表面の水酸基の少なくとも10%をカルボキシル基に酸化できる方法であれば特に制限されず、例えば、特開2013-10891号公報や、大塚雅規,斉藤継之,江前敏晴,磯貝明:TEMPO触媒酸化パルプシートの特性解析,機能紙研究会誌,No. 48,p24(2009)などに記載された方法が挙げられる。代表的な酸化方法としては、水等の水系溶媒中において、N-オキシル化合物を触媒成分として用い、解繊前のセルロース又は解繊後のセルロースナノファイバーに酸化剤を作用させる方法が挙げられる。この酸化処理により、セルロースナノファイバーの表面に露出している1級水酸基の少なくとも一部が、カルボキシル基へと酸化される。反応溶液中のセルロース及びセルロースナノファイバーの濃度は、反応が進行する限り特に限定されないが、通常は、反応溶液全体の5%質量以下の濃度とすることが好ましい。なお、本発明において使用するセルロースナノファイバーは、表面の水酸基の15%以上がカルボキシル基に酸化されているものが好ましく、表面の水酸基の20%以上がカルボキシル基に酸化されているものがより好ましく、表面の水酸基の30%以上がカルボキシル基に酸化されているものが特に好ましい。 The method for obtaining the oxidized cellulose nanofibers is not particularly limited as long as it can oxidize at least 10% of the hydroxyl groups on the surface of the cellulose nanofibers to a carboxyl group. Masanori Otsuka, Tsuguyuki Saito, Toshiharu Emae, Akira Isogai: Characteristic analysis of TEMPO-catalyzed oxidized pulp sheet, Journal of Functional Paper Research, No. 48, p24 (2009). As a typical oxidation method, there is a method in which an N-oxyl compound is used as a catalyst component in an aqueous solvent such as water, and an oxidizing agent is allowed to act on cellulose before defibration or cellulose nanofibers after defibration. By this oxidation treatment, at least a part of the primary hydroxyl groups exposed on the surface of the cellulose nanofibers is oxidized to a carboxyl group. The concentration of cellulose and cellulose nanofibers in the reaction solution is not particularly limited as long as the reaction proceeds, but it is usually preferable that the concentration is 5% or less by mass of the entire reaction solution. The cellulose nanofibers used in the present invention preferably have 15% or more of the hydroxyl groups on the surface oxidized to carboxyl groups, and more preferably 20% or more of the hydroxyl groups on the surface are oxidized to carboxyl groups. It is particularly preferable that 30% or more of the hydroxyl groups on the surface are oxidized to the carboxyl group.

N-オキシル化合物としては、TEMPO(2,2,6,6-テトラメチル-1-ピペリジン-N-オキシル)の他、C4位に各種の官能基を有するTEMPO誘導体、例えば、4-アセトアミドTEMPO、4-カルボキシTEMPO、4-フォスフォノオキシTEMPOなどを用いることができる。この内、反応速度の点から、TEMPO及び4-アセトアミドTEMPOが好ましい。N-オキシル化合物の使用量は、酸化反応を進行させるに十分な触媒量であればよく、0.05~4mmol/Lの濃度範囲が好ましく、0.05~2mmol/Lの濃度範囲がより好ましい。 Examples of the N-oxyl compound include TEMPO (2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidin-N-oxyl) and TEMPO derivatives having various functional groups at the C4 position, for example, 4-acetamide TEMPO. 4-Carboxy TEMPO, 4-phosphonooxy TEMPO and the like can be used. Of these, TEMPO and 4-acetamide TEMPO are preferable from the viewpoint of reaction rate. The amount of the N-oxyl compound used may be a catalytic amount sufficient to promote the oxidation reaction, preferably in a concentration range of 0.05 to 4 mmol / L, and more preferably in a concentration range of 0.05 to 2 mmol / L. ..

酸化剤の種類によっては、N-オキシル化合物に、触媒成分として臭化物やヨウ化物を組み合わせてもよい。かかる臭化物やヨウ化物としては、例えば、臭化アンモニウム、ヨウ化アンモニウム等のアンモニウム塩、臭化リチウム、臭化カリウム、臭化ナトリウムなどの臭化アルカリ金属、ヨウ化リチウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウムなどのヨウ化アルカリ金属、臭化カルシウム、臭化マグネシウム、臭化ストロンチウムなどの臭化アルカリ土類金属、ヨウ化カルシウム、ヨウ化マグネシウム、ヨウ化ストロンチウムなどのヨウ化アルカリ土類金属を用いることができる。なお、次亜塩素酸アルカリ金属塩を酸化剤とする場合には、N-オキシル化合物と、臭化物又はヨウ化物とを組み合わせた触媒成分を用いることが好ましく、亜塩素酸アルカリ金属塩を酸化剤とする場合には、N-オキシル化合物を単独で触媒成分として用いることが好ましい。 Depending on the type of oxidizing agent, the N-oxyl compound may be combined with bromide or iodide as a catalyst component. Examples of such bromides and iodides include ammonium salts such as ammonium bromide and ammonium iodide, alkali metals bromide such as lithium bromide, potassium bromide and sodium bromide, lithium iodide, potassium iodide and iodide. Use alkali metal iodide such as sodium, alkaline earth metal bromide such as calcium bromide, magnesium bromide and strontium bromide, and alkaline earth metal iodide such as calcium iodide, magnesium iodide and strontium iodide. Can be done. When the hypochlorite alkali metal salt is used as an oxidant, it is preferable to use a catalyst component in which an N-oxyl compound is combined with a bromide or an iodide, and the chlorite alkali metal salt is used as an oxidant. In this case, it is preferable to use the N-oxyl compound alone as a catalyst component.

酸化剤としては、次亜ハロゲン酸又はその塩、亜ハロゲン酸又はその塩、過ハロゲン酸又はその塩、ハロゲン、ハロゲン酸化物、窒素酸化物の他、過酸化水素、過酢酸、過硫酸、過安息香酸などの過酸が挙げられ、ここで、ハロゲンとしては塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられる。これらの酸化剤のうち、次亜ハロゲン酸アルカリ金属塩及び亜ハロゲン酸アルカリ金属塩が好ましく、次亜塩素酸アルカリ金属塩及び亜塩素酸アルカリ金属塩がより好ましい。酸化剤の使用量は、酸化反応を進行させるに十分な量であればよく、好ましくは1~50mmol/Lの範囲である。 Oxidizing agents include hypohaloic acid or a salt thereof, hypohaloic acid or a salt thereof, perhalogenic acid or a salt thereof, halogen, halogen oxide, nitrogen oxide, hydrogen peroxide, peracetic acid, persulfate, and persulfate. Peracids such as benzoic acid can be mentioned, and here, chlorine, bromine, iodine and the like can be mentioned as halogens. Of these oxidizing agents, hypohaloic acid alkali metal salts and haloanoic acid alkali metal salts are preferable, and hypochlorite alkali metal salts and chlorite alkali metal salts are more preferable. The amount of the oxidizing agent used may be an amount sufficient to allow the oxidation reaction to proceed, and is preferably in the range of 1 to 50 mmol / L.

1-2.無機酸化物
無機酸化物としては、酸化アルミニウム等の金属酸化物の他、酸化ケイ素等の無機酸化物が挙げられるが、酸化アルミニウムが好ましい。無機酸化物は、粒径0.1~300μmのものが使用される。粒径が0.1μmより小さい場合、多孔質セルロースナノファイバー複合材における空隙をセルロースナノファイバーが埋めてしまうことで、その空隙の孔径を狭めることになり、イムノクロマトグラフィーにおける溶媒やポリスチレンラテックス粒子などの標識物質の展開を阻害する原因となる。また、粒径が300μmを超える場合、担体となる無機酸化物の粒径が大きくなることに伴い、多孔質セルロースナノファイバー複合材の空隙が大きくなり、展開される標識物と複合材に結合させた蛋白質との相互作用頻度が低下して検出感度が低下する。無機酸化物の粒径は好ましくは0.5~250μmであり、より好ましくは1.0~150μmである。なお無機酸化物の粒径は、動的光散乱法を原理とする粒度分布計を用いて平均粒径として測定することができる。
1-2. Inorganic oxides Examples of the inorganic oxides include metal oxides such as aluminum oxide and inorganic oxides such as silicon oxide, but aluminum oxide is preferable. As the inorganic oxide, one having a particle size of 0.1 to 300 μm is used. When the particle size is smaller than 0.1 μm, the cellulose nanofibers fill the voids in the porous cellulose nanofiber composite material, which narrows the pore size of the voids, such as a solvent in immunochromatography and polystyrene latex particles. It causes the development of the labeling substance to be hindered. Further, when the particle size exceeds 300 μm, the voids of the porous cellulose nanofiber composite material become larger as the particle size of the inorganic oxide used as the carrier becomes larger, and the porous cellulose nanofiber composite material is bonded to the developed label and the composite material. The frequency of interaction with the protein decreases and the detection sensitivity decreases. The particle size of the inorganic oxide is preferably 0.5 to 250 μm, more preferably 1.0 to 150 μm. The particle size of the inorganic oxide can be measured as an average particle size using a particle size distribution meter based on the dynamic light scattering method.

無機酸化物の純度は、特に制限されるものではないが、不純物の混在によるシート内の蛋白質吸着能のばらつき抑制の観点から95%以上が好ましく、99%以上がさらに好ましい。
無機酸化物として好ましく使用される酸化アルミニウムの結晶型は、特に制限されるものではないが、蛋白質吸着能の観点から比表面積の大きい立体晶形が好ましい。無機酸化物の配合量は、セルロースナノファイバー100質量部に対して800~6000質量部である。この配合量が800質量部に満たない場合、酸化セルロースナノファイバーの割合が高くなり、多孔質構造を形成しづらくなる。また、6000質量部を超える場合、酸化セルロースナノファイバーの割合が低下するため、無機酸化物の性質が強くなり、蛋白質吸着能が低下する原因となる。無機酸化物の配合量は、好ましくは、セルロースナノファイバー100質量部に対して2000~4500質量部であり、より好ましくは、2700~3300質量部である。
The purity of the inorganic oxide is not particularly limited, but is preferably 95% or more, more preferably 99% or more, from the viewpoint of suppressing variation in the protein adsorption ability in the sheet due to the mixture of impurities.
The crystal type of aluminum oxide preferably used as an inorganic oxide is not particularly limited, but a three-dimensional crystal type having a large specific surface area is preferable from the viewpoint of protein adsorption ability. The blending amount of the inorganic oxide is 800 to 6000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cellulose nanofibers. When this compounding amount is less than 800 parts by mass, the proportion of the oxidized cellulose nanofibers becomes high, and it becomes difficult to form a porous structure. On the other hand, if it exceeds 6000 parts by mass, the proportion of the oxidized cellulose nanofibers decreases, so that the properties of the inorganic oxide become stronger, which causes the protein adsorption ability to decrease. The blending amount of the inorganic oxide is preferably 2000 to 4500 parts by mass, and more preferably 2700 to 3300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cellulose nanofibers.

2.多孔質セルロースナノファイバー複合材の製造法
本発明の多孔質セルロースナノファイバー複合材は、上記のように酸化処理されたセルロースナノファイバーに、上記所定の粒径の無機酸化物を前記セルロースナノファイバー100質量部に対して800~6000質量部混合して得られたスラリーを膜状に成形して乾燥することにより製造することができる。
2. 2. Method for producing a porous cellulose nanofiber composite material In the porous cellulose nanofiber composite material of the present invention, the cellulose nanofibers having been oxidized as described above are subjected to the above-mentioned inorganic oxide having a predetermined particle size in the cellulose nanofiber 100. It can be produced by forming a slurry obtained by mixing 800 to 6000 parts by mass with respect to parts by mass into a film shape and drying it.

上記スラリーの溶媒としては、水の他に、有機溶媒を使用することができる。このうち、セルロースナノファイバーの酸化処理が水系溶媒中で行われるので、溶媒として水を用いることが好ましい。有機溶媒としては、水系有機溶媒及び非水系有機溶媒の何れも使用可能であるが、乾燥が容易であることから、沸点の低い有機溶媒、例えば、エタノール等のアルコール系溶媒が好ましい。 As the solvent of the slurry, an organic solvent can be used in addition to water. Of these, since the oxidation treatment of the cellulose nanofibers is performed in an aqueous solvent, it is preferable to use water as the solvent. As the organic solvent, either an aqueous organic solvent or a non-aqueous organic solvent can be used, but an organic solvent having a low boiling point, for example, an alcohol solvent such as ethanol is preferable because it is easy to dry.

上記スラリーを用いた複合材の製造法は、所望の膜状の複合材が得られる限り、特に制限はない。例えば、上記スラリーを分散装置中で十分にかく拌して内容物を均一に分散及び混合した後、適当な支持体の上にスラリーを塗布し、乾燥した後、支持体を取り除くことにより多孔質構造を備えたセルロースナノファイバー複合材を得ることができる。また、乾燥後、支持体を取り除くことなく支持体上にセルロースナノファイバー複合材を担持させておいても良い。支持体としては、例えば、スクリーン、織布、スライドガラス、メンブレンフィルター、濾紙の他、ポリエチレンなどのプラスチック製フィルム等が使用できる。イムノクロマトグラフィー用担体として使用する場合には、支持体はプラスチック製フィルム等の不透過性素材が好適に用いられる。スラリーのセルロースナノファイバー濃度は、所望の多孔質構造が得られる限り特に限定されないが、0.05質量%~4質量%が好ましく、0.1質量%~2質量%がより好ましい。乾燥は、公知の手段を用いて行うことができ、例えば、自然乾燥、真空乾燥、加熱乾燥、吸引乾燥などが挙げられる。 The method for producing a composite material using the above slurry is not particularly limited as long as a desired film-like composite material can be obtained. For example, the slurry is sufficiently stirred in a disperser to uniformly disperse and mix the contents, then the slurry is applied on an appropriate support, dried, and then the support is removed to make the slurry porous. A cellulose nanofiber composite material having a structure can be obtained. Further, after drying, the cellulose nanofiber composite material may be supported on the support without removing the support. As the support, for example, a screen, a woven cloth, a slide glass, a membrane filter, a filter paper, a plastic film such as polyethylene, or the like can be used. When used as a carrier for immunochromatography, an impermeable material such as a plastic film is preferably used as the support. The cellulose nanofiber concentration of the slurry is not particularly limited as long as a desired porous structure can be obtained, but is preferably 0.05% by mass to 4% by mass, more preferably 0.1% by mass to 2% by mass. The drying can be performed by using known means, and examples thereof include natural drying, vacuum drying, heat drying, suction drying and the like.

3.多孔質セルロースナノファイバー複合材の物性
本発明の多孔質セルロースナノファイバー複合材の空隙率は、40%~99%が好ましく、50%~85%がより好ましい。かかる空隙率は、上記スラリーの濃度や分散溶媒を適宜調節することにより達成することができる。かかる観点から、上記スラリーの濃度は、1.0体積%~60体積%であることが好ましく、15体積%~50体積%がより好ましい。空隙率がこの範囲の場合、ラテラルフロー用のイムノクロマトグラフィー用担体として用いた場合に、展開溶媒を毛細管現象により容易に展開できるだけでなく、それに伴って、粒状の標識物質が結合したコンジュゲートを良好に移動させることができる。また、スラリーの乾燥時間によっても空隙率を適宜調節することができる。
本発明の複合材をイムノクロマトグラフィー用担体として用いる場合、厚さは40~300μmであることが好ましく、100~200μmであることがさらに好ましい。標識物質としては、公知のものを使用することができ、例えば、金コロイド、白金コロイド等の金属コロイドの他、赤色および青色などのそれぞれの顔料で着色されたポリスチレンラテックスなどの合成ラテックス粒子や、天然ゴムラテックスなどのラテックス粒子が挙げられる。イムノクロマトグラフィー用担体として従来から使用されているニトロセルロースメンブレンは、標識物質としてポリスチレン粒子を使用したコンジュゲートの展開性能に劣っていたが、本発明の複合材からなるラテラルフロー用のイムノクロマトグラフィー用担体は、ポリスチレン粒子を使用したコンジュゲートの展開性能にも優れている。
3. 3. Physical characteristics of the porous cellulose nanofiber composite material The porosity of the porous cellulose nanofiber composite material of the present invention is preferably 40% to 99%, more preferably 50% to 85%. Such porosity can be achieved by appropriately adjusting the concentration of the slurry and the dispersion solvent. From this point of view, the concentration of the slurry is preferably 1.0% by volume to 60% by volume, more preferably 15% by volume to 50% by volume. When the porosity is in this range, when used as an immunochromatographic carrier for lateral flow, not only the developing solvent can be easily developed by capillarity, but also the conjugate to which the granular labeling substance is bound is good. Can be moved to. In addition, the porosity can be appropriately adjusted depending on the drying time of the slurry.
When the composite material of the present invention is used as a carrier for immunochromatography, the thickness is preferably 40 to 300 μm, more preferably 100 to 200 μm. As the labeling substance, known substances can be used, for example, in addition to metal colloids such as gold colloid and platinum colloid, synthetic latex particles such as polystyrene latex colored with each pigment such as red and blue, and synthetic latex particles such as polystyrene latex. Latex particles such as natural rubber latex can be mentioned. The nitrocellulose membrane conventionally used as a carrier for immunochromatography is inferior in the development performance of a conjugate using polystyrene particles as a labeling substance, but the carrier for later flow chromatography made of the composite material of the present invention is used. Is also excellent in the deployment performance of conjugates using polystyrene particles.

本発明の多孔質セルロースナノファイバー複合材は、蛋白質吸着性に優れており、通常のニトロセルロースメンブレンと同様の方法で蛋白質を固定できる。固定化する蛋白質としては、各種の抗体及び抗原が挙げられる。蛋白質の固定は、従来のニトロセルロースメンブレンと同様に行うことができる。したがって、本発明の多孔質セルロースナノファイバー複合材は、あらゆるイムノアッセイにおいて、ニトロセルロースメンブレンの代替として使用することができ、ラテラルフロー式のイムノクロマトグラフィー用担体、フロースルー式のイムノクロマトグラフィー用担体、ウエスタンブロット、免疫染色、ドットブロット等のメンブレンとして用いることができる。 The porous cellulose nanofiber composite material of the present invention has excellent protein adsorption properties, and proteins can be fixed in the same manner as a normal nitrocellulose membrane. Examples of the protein to be immobilized include various antibodies and antigens. Protein fixation can be performed in the same manner as a conventional nitrocellulose membrane. Therefore, the porous cellulose nanofiber composite material of the present invention can be used as an alternative to the nitrocellulose membrane in any immunoassay, and is a lateral flow type immunochromatographic carrier, a flow-through type immunochromatographic carrier, and a western blot. , Can be used as a membrane for immunostaining, dot blot, etc.

本発明の複合材をラテラルフロー式のイムノクロマトグラフィー用担体として用いる場合、溶媒やポリスチレンラテックス粒子等の標識物質を展開することができるものであれば特に制限されるものではないが、その平均孔径は1μm~20μmが好ましく、5μm~10μmがより好ましい。平均孔径が1μm未満であると多孔質セルロースナノファイバー複合材内を標識物質等が展開することができず、目詰まりを生じ非特異的反応が生じる。一方、平均孔径が20μm以上であると標識物質等と担体に固定化した捕捉用抗体との反応効率が低下し、検出感度が低下するおそれがある。なお、平均孔径は電子顕微鏡による細孔の直接観察により求められるほか、水銀圧入法やガス吸着法による細孔分布測定装置を用いて測定することができる。 When the composite material of the present invention is used as a carrier for lateral flow type immunochromatography, the average pore size thereof is not particularly limited as long as it can develop a labeling substance such as a solvent or polystyrene latex particles. It is preferably 1 μm to 20 μm, more preferably 5 μm to 10 μm. If the average pore size is less than 1 μm, the labeling substance or the like cannot develop in the porous cellulose nanofiber composite material, causing clogging and a non-specific reaction. On the other hand, if the average pore size is 20 μm or more, the reaction efficiency between the labeling substance or the like and the capture antibody immobilized on the carrier may decrease, and the detection sensitivity may decrease. The average pore size can be determined by direct observation of the pores with an electron microscope, and can also be measured by using a pore distribution measuring device by a mercury intrusion method or a gas adsorption method.

(1)TEMPO酸化セルロースの調整
TEMPO酸化セルロースの調整は、これまで報告されている報告(大塚雅規,斉藤継之,江前敏晴,磯貝明:TEMPO触媒酸化パルプシートの特性解析,機能紙研究会誌,No. 48,p24(2009))に従った。
細断したパルプ(大興製紙株式会社提供の針葉樹由来パルプ)1gおよび蒸留水100mLをミキサーにてかく拌した。内容積200mLのビーカーに、前記の調製した試料を移し、TEMPO試薬(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン 1-オキシル)(ナカライテスク株式会社の製品)0.0125gおよび臭化ナトリウム0.125gを加え溶解させた。得られた溶液に0.5M水酸化ナトリウム水溶液を添加してpH10に調整した。次に、得られた溶液をかく拌しながら0.1M次亜塩素酸ナトリウム水溶液10mLを添加し、反応中は0.5M塩酸および0.5M水酸化ナトリウム水溶液を用いてpH10に維持した。添加した次亜塩素酸ナトリウムが全て消費され、pHの変動がなくなった時点を反応終了とした。反応液中に残存する可能性のある次亜塩素酸ナトリウムをエタノール5mLを加えることにより失活させた。得られたTEMPO酸化セルロースをガラスろ過器を用いて吸引ろ過後、ろ液のpHが7付近となるまで蒸留水で洗浄と吸引ろ過を繰り返し行った。得られたろ過残渣をTEMPO酸化セルロース試料とした。前記TEMPO酸化セルロース試料を蒸留水に分散させ、1質量%とした試料をミキサーにて10分間かく拌することにより解繊処理を行なった。
(1) Preparation of TEMPO oxidized cellulose
Adjustment of TEMPO Oxidized Cellulose has been reported so far (Masanori Otsuka, Tsuguyuki Saito, Toshiharu Emae, Akira Isogai: Characteristic Analysis of TEMPO Catalyst Oxidized Pulp Sheet, Journal of Functional Paper Research Society, No. 48, p24 (2009) )) Was followed.
1 g of shredded pulp (pulp derived from coniferous tree provided by Taiko Paper Co., Ltd.) and 100 mL of distilled water were stirred with a mixer. Transfer the prepared sample to a beaker with an internal volume of 200 mL, TEMPO reagent (2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl) (product of Nacalai Tesque Co., Ltd.) 0.0125 g and sodium bromide 0. 125 g was added and dissolved. A 0.5 M aqueous sodium hydroxide solution was added to the obtained solution to adjust the pH to 10. Next, 10 mL of 0.1 M aqueous sodium hypochlorite solution was added while stirring the obtained solution, and the pH was maintained at 10 using 0.5 M hydrochloric acid and 0.5 M aqueous sodium hydroxide solution during the reaction. The reaction was terminated when all the added sodium hypochlorite was consumed and the pH did not fluctuate. Sodium hypochlorite, which may remain in the reaction solution, was inactivated by adding 5 mL of ethanol. The obtained TEMPO oxide cellulose was suction-filtered using a glass filter, and then washed with distilled water and suction-filtered repeatedly until the pH of the filtrate became around 7. The obtained filtration residue was used as a TEMPO oxidized cellulose sample. The TEMPO oxidized cellulose sample was dispersed in distilled water, and the 1% by mass sample was stirred with a mixer for 10 minutes to perform a defibration treatment.

(2)酸化アルミニウム添加セルロースナノファイバー複合材の作成
内容積100mLの三角フラスコに、上記(1)で調製した0.1質量%解繊TEMPO酸化セルロース試料液30mLおよび酸化アルミニウム(和光純薬工業株式会社の製品、粒径75μm)を加え、超音波洗浄機にて10分間超音波処理することにより脱気を行った。なお、酸化アルミニウムは試料溶液中の濃度が20、23、25、27、30又は33mg/mLとなるように添加した。スライドガラスを設置したシャーレに、かく拌をしながら試料溶液を塗布した。このシャーレを50℃恒温下にて一夜放置することにより、空隙率75%、厚さ150μm、平均孔径6.8μmの酸化アルミニウム添加セルロースナノファイバー複合材を得た。
(2) Preparation of aluminum oxide-added cellulose nanofiber composite material In a triangular flask with an internal volume of 100 mL, 30 mL of the 0.1% by mass defibrated TEMPO oxide cellulose sample solution prepared in (1) above and aluminum oxide (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) The company's product (particle size 75 μm) was added, and degassing was performed by ultrasonic treatment for 10 minutes with an ultrasonic cleaner. Aluminum oxide was added so that the concentration in the sample solution was 20, 23, 25, 27, 30 or 33 mg / mL. The sample solution was applied to the petri dish on which the slide glass was installed while stirring. By leaving this petri dish at a constant temperature of 50 ° C. overnight, an aluminum oxide-added cellulose nanofiber composite material having a porosity of 75%, a thickness of 150 μm, and an average pore size of 6.8 μm was obtained.

(3)蛍光色素内包ポリスチレン粒子の展開
上記(2)で得られた酸化アルミニウム添加セルロースナノファイバー複合材を幅7.5mm、長さ75mmに切り取り、試料薄膜を作製した。この試料薄膜の一方の末端から10mm離れた位置に400mMトリス緩衝液にて1.0質量%となるように調製した粒径22nmの蛍光色素内包ポリスチレン粒子(Merck社の製品)の分散液200μLを滴下し、展開開始位置と反対側の末端に向けて展開させた。展開後の試料薄膜を室温下で20分間乾燥した。
図1に示す蛍光測定装置を用い試料薄膜表面の蛍光測定を行った。即ち、搬送台の上に載せた試料薄膜の展開開始位置の上方に蛍光検出器(日本板硝子株式会社の製品)を固定し、搬送台の長手方向の一端にロープを取り付け、巻き取り装置によりロープを巻き取ることで搬送台を一定の速度で移動させることにより、展開開始位置からこれと反対側の末端(以下、下流末端という。)に至るまでの試料薄膜表面の全域にわたって蛍光強度を測定した。測定した結果を図2に示す。図2から、いずれの酸化アルミニウム添加濃度で調製した試料薄膜においても、展開開始位置から下流末端の7.5mm手前までにかけて比較的一定した弱い蛍光が観測され、下流末端で大きな蛍光が観測されたことがわかる。つまり、展開開始位置に滴下したポリスチレン粒子が試料薄膜中を浸透して下流末端まで展開され、下流末端に滞留したことにより大きな蛍光が観測されたものと思われる。このことからポリスチレン粒子が試料薄膜の全域にわたって展開されることがわかった。
(3) Development of Polystyrene Particles Containing Fluorophore The aluminum oxide-added cellulose nanofiber composite material obtained in (2) above was cut into a width of 7.5 mm and a length of 75 mm to prepare a sample thin film. 200 μL of a dispersion of polystyrene particles containing a fluorescent dye (a product of Merck) having a particle size of 22 nm prepared to be 1.0% by mass with a 400 mM Tris buffer at a position 10 mm away from one end of this sample thin film. It was dropped and expanded toward the end opposite to the expansion start position. The developed sample thin film was dried at room temperature for 20 minutes.
The fluorescence of the surface of the sample thin film was measured using the fluorescence measuring device shown in FIG. That is, a fluorescence detector (a product of Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) is fixed above the unfolding start position of the sample thin film placed on the transport table, a rope is attached to one end in the longitudinal direction of the transfer table, and the rope is wound by a winding device. By moving the carrier at a constant speed by winding the sample, the fluorescence intensity was measured over the entire surface of the sample thin film from the deployment start position to the end on the opposite side (hereinafter referred to as the downstream end). .. The measurement results are shown in FIG. From FIG. 2, in the sample thin film prepared at any of the aluminum oxide addition concentrations, relatively constant weak fluorescence was observed from the development start position to 7.5 mm before the downstream end, and large fluorescence was observed at the downstream end. You can see that. That is, it is considered that the polystyrene particles dropped at the development start position permeated the sample thin film and expanded to the downstream end, and stayed at the downstream end, so that large fluorescence was observed. From this, it was found that the polystyrene particles were developed over the entire area of the sample thin film.

膜全体の相対蛍光強度平均と極大ピークの比をとり、次式に示す粒子の移動度(1)とした。
粒子の移動度(1)=(蛍光強度極大値)/(膜全体の相対蛍光強度平均)
この移動度の値が大きい程、膜試料の粒子展開能が高いことを示す。酸化アルミニウム添加濃度と粒子の移動度(1)との関係を図3に示す。酸化アルミニウム添加濃度の増大と共に移動度が増加し、30mg/mL以上において一定の値を示す傾向があった。このことから、イムノクロマトグラフィー用担体に適する酸化アルミニウム添加濃度は30mg/mLであることがわかった。
The ratio of the average relative fluorescence intensity of the entire film to the maximum peak was taken and used as the particle mobility (1) shown in the following equation.
Particle mobility (1) = (maximum fluorescence intensity) / (average relative fluorescence intensity of the entire film)
The larger the mobility value, the higher the particle unfolding ability of the membrane sample. The relationship between the aluminum oxide addition concentration and the particle mobility (1) is shown in FIG. The mobility increased with the increase in the concentration of aluminum oxide added, and tended to show a constant value at 30 mg / mL or higher. From this, it was found that the concentration of aluminum oxide added suitable for the carrier for later later chromatography was 30 mg / mL.

(4)抗体の固定化
上記(2)で得られた酸化アルミニウム添加セルロースナノファイバー複合材を幅7.5mm、長さ75mmに切り取り、試料薄膜を作製した。この試料薄膜の中央に、抗A型インフルエンザウイルス抗体溶液1.5μg/mLを幅方向にライン状に塗布した。塗布後、デシケーター中にて18時間放置し乾燥させ固定化した。その後、試料薄膜の一端をリン酸緩衝生理食塩水(以下、PBSという。)に浸漬して過剰量のPBSを展開させて洗浄した後、クマシーブリリアントブルー(以下、CBBという。)染色を行なった。その結果を図4に示す。図4に示すとおり、抗体固定化位置にCBB染色による青紫色の呈色が観察された。このことから、抗体は試料薄膜に固定化されることがわかった。
(4) Immobilization of antibody The aluminum oxide-added cellulose nanofiber composite material obtained in (2) above was cut into a width of 7.5 mm and a length of 75 mm to prepare a sample thin film. An anti-influenza virus antibody solution of 1.5 μg / mL was applied in a line in the width direction to the center of this sample thin film. After application, it was left in a desiccator for 18 hours to be dried and immobilized. Then, one end of the sample thin film was immersed in phosphate buffered saline (hereinafter referred to as PBS) to develop an excess amount of PBS for washing, and then Coomassie Brilliant Blue (hereinafter referred to as CBB) staining was performed. .. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 4, a bluish-purple coloration by CBB staining was observed at the antibody-fixed position. From this, it was found that the antibody was immobilized on the sample thin film.

(5)A型及びB型インフルエンザウイルスの検出用イムノクロマトグラフィー法テストストリップの作成
上記(2)で作製した酸化アルミニウム添加セルロースナノファイバー複合材のイムノクロマトグラフィー用担体としての性能を評価するため、A型インフルエンザウイルス検出系を用いて評価した。性能比較の対照のイムノクロマトグラフィー法テストストリップとして、ニトロセルロースメンブレンからなる膜担体を用いたイムノエースFlu(株式会社タウンズの製品)を用いた。イムノエースFlu(株式会社タウンズの製品)は、図5に示すとおり、幅4.0mm、長さ35mmのイムノクロマトグラフィー用担体3(ニトロセルロースメンブレン)を粘着シート1の中程に貼着し、該イムノクロマトグラフィー用担体3の上流側の末端の上に含浸部材2の下流側の末端を重ね合わせて連接するとともに、この含浸部材2の上流側部分を粘着シート1に貼着し、含浸部材2の上面に試料添加用部材6の下流側部分を載置するとともに、該試料添加用部材6の上流側部分を粘着シート1に貼着し、さらに、イムノクロマトグラフィー用担体3の下流側部分の上面に吸収用部材5の上流側部分を載置するとともに、該吸収用部材5の下流側部分を粘着シート1に貼着せしめて構成されている。そして、イムノクロマトグラフィー用担体3のクロマト展開開始点側の末端から5.0mmの位置には抗A型インフルエンザウイルス抗体が固定された捕捉部位41aが形成され、同末端から8.0mmの位置には抗B型インフルエンザウイルス抗体が固定された捕捉部位41bが形成され、同末端から15.0mmの位置には分析対象物質の存否に係わらず反応が行われたことを確認するためのコントロールライン42が設けられている。含浸部材2には、白金-金コロイド標識抗A型インフルエンザウイルス抗体及び白金-金コロイド標識抗B型インフルエンザウイルス抗体の混合物が含浸されている。
(5) Preparation of immunochromatographic test strip for detecting influenza A and B viruses Type A in order to evaluate the performance of the aluminum oxide-added cellulose nanofiber composite material prepared in (2) above as a carrier for immunochromatography. It was evaluated using an influenza virus detection system. As a control immunochromatographic test strip for performance comparison, Immunoace Flu (a product of Towns Co., Ltd.) using a membrane carrier made of a nitrocellulose membrane was used. As shown in FIG. 5, for Immuno Ace Flu (a product of Towns Co., Ltd.), a carrier 3 (nitrocellulose membrane) for immunochromatography having a width of 4.0 mm and a length of 35 mm is attached to the middle of the pressure-sensitive adhesive sheet 1. The downstream end of the impregnating member 2 is overlapped and connected on the upstream end of the immunochromatographic carrier 3, and the upstream portion of the impregnating member 2 is attached to the pressure-sensitive adhesive sheet 1 to form the impregnating member 2. The downstream portion of the sample addition member 6 is placed on the upper surface, the upstream portion of the sample addition member 6 is attached to the pressure-sensitive adhesive sheet 1, and further, the downstream portion of the immunochromatographic carrier 3 is placed on the upper surface of the downstream portion. The upstream portion of the absorbing member 5 is placed, and the downstream portion of the absorbing member 5 is attached to the adhesive sheet 1. Then, a capture site 41a in which the anti-influenza A virus antibody was immobilized was formed at a position 5.0 mm from the end on the chromatographic expansion start point side of the immunochromatographic carrier 3, and at a position 8.0 mm from the same end. A capture site 41b on which the anti-influenza B virus antibody was immobilized was formed, and a control line 42 for confirming that the reaction was performed regardless of the presence or absence of the substance to be analyzed was provided at a position 15.0 mm from the same end. It is provided. The impregnating member 2 is impregnated with a mixture of platinum-colloidal gold-labeled anti-influenza A virus antibody and platinum-colloidal gold-labeled anti-influenza B virus antibody.

上記(2)で作製した酸化アルミニウム添加セルロースナノファイバー複合材を幅4.0mm、長さ35mmに切り取り、クロマトグラフ媒体のイムノクロマトグラフィー用担体として用意した。抗A型インフルエンザウイルス抗体1.0mg/mLが含有されてなる溶液0.5μLを、このイムノクロマトグラフィー用担体におけるクロマト展開開始点側の末端から5.0mmの位置にライン状に塗布した。これを室温で乾燥し、A型インフルエンザウイルス抗原と白金-金コロイド標識抗体との複合体の捕捉部位41aを形成した。また、抗B型インフルエンザウイルス抗体1.0mg/mLが含浸されてなる溶液0.5μLを、このイムノクロマトグラフィー用担体におけるクロマト展開開始点側の末端から8.0mmの位置にライン状に塗布して、これを室温で乾燥し、B型インフルエンザウイルス抗原と白金-金コロイド標識抗体との複合体の捕捉部位41bを形成した。得られたイムノクロマトグラフィー用担体で、図5に示されるイムノエースFlu(株式会社タウンズの製品)のイムノクロマトグラフィー用担体3(ニトロセルロースメンブレン)を置き換えた以外、図5と同様のイムノクロマトグラフィー法テストストリップを作製した。 The aluminum oxide-added cellulose nanofiber composite material prepared in (2) above was cut into a width of 4.0 mm and a length of 35 mm, and prepared as a carrier for immunochromatography of a chromatographic medium. 0.5 μL of a solution containing 1.0 mg / mL of anti-influenza virus antibody was applied in a line at a position 5.0 mm from the end on the chromatographic development start point side of this carrier for later chromatography. This was dried at room temperature to form a capture site 41a of a complex of influenza A virus antigen and platinum-gold colloidal labeled antibody. Further, 0.5 μL of a solution impregnated with 1.0 mg / mL of anti-influenza virus antibody was applied in a line at a position 8.0 mm from the end on the chromatographic development start point side of this carrier for later later chromatography. This was dried at room temperature to form a capture site 41b of a complex of influenza B virus antigen and platinum-gold colloid-labeled antibody. The obtained immunochromatographic carrier is the same as in FIG. 5 except that the immunochromatographic carrier 3 (nitrocellulose membrane) of Immunoace Flu (a product of Towns Co., Ltd.) shown in FIG. 5 is replaced. Was produced.

(6)A型インフルエンザウイルスの検出
A型インフルエンザウイルスの抗原溶液を検体抽出液で希釈して、所定濃度に調製し、被検試料とした。前記被検試料を上記(5)で得られたイムノクロマトグラフィー法テストストリップの試料添加用部材にマイクロピペットで100μLを滴下してクロマト展開し、室温で15分放置後、上記捕捉部位41aで捕捉された白金-金コロイド標識抗体とA型インフルエンザウイルス抗原の複合体の捕捉量を肉眼で観察した。捕捉量は、その量に比例して増減する黒色の呈色度合いを肉眼で-(着色なし)、±(微弱な着色)、+(明確な着色)、++(顕著な着色)の4段階に区分して判定した。対照として、イムノエースFlu(株式会社タウンズの製品)を使用し、前記と同様の操作を行い、前記と同様に観察し判定した。
(6) Detection of influenza A virus The antigen solution of influenza A virus was diluted with a sample extract to prepare a predetermined concentration, which was used as a test sample. The test sample was chromatographically developed by dropping 100 μL with a micropipette onto the sample addition member of the immunochromatography test strip obtained in (5) above, left at room temperature for 15 minutes, and then captured at the capture site 41a. The amount of capture of the complex of platinum-gold colloid-labeled antibody and influenza A virus antigen was observed with the naked eye. The amount of capture increases or decreases in proportion to the amount of black color in four stages:-(no coloring), ± (slight coloring), + (clear coloring), and ++ (significant coloring). Judgment was made separately. As a control, Immuno Ace Flu (a product of Towns Co., Ltd.) was used, the same operation as described above was performed, and the observation was made in the same manner as described above.

結果を表1に示す。表1から明らかなように、イムノクロマトグラフィー用担体として酸化アルミニウム添加セルロースナノファイバー複合材を使用した場合において、抗原濃度1×10 TCID50の被検試料を供した時に、捕捉部位41aにおいて明確な着色が確認された。一方、対照においては、同濃度の被検試料において、顕著な着色が確認された。したがって、酸化アルミニウム添加セルロースナノファイバー複合材を使用した場合、対照のニトロセルロースメンブレンと比較して検出感度が若干劣るものの、イムノクロマト法のイムノクロマトグラフィー用担体として実施可能な性能を有していることが示された。 The results are shown in Table 1. As is clear from Table 1, when the aluminum oxide-added cellulose nanofiber composite material is used as the carrier for the immunochromatography, when the test sample having the antigen concentration of 1 × 10 4 TCID 50 is provided, it is clear at the capture site 41a. Coloring was confirmed. On the other hand, in the control, remarkable coloring was confirmed in the test sample having the same concentration. Therefore, when the aluminum oxide-added cellulose nanofiber composite material is used, although the detection sensitivity is slightly inferior to that of the control nitrocellulose membrane, it has the performance that can be carried out as a carrier for the later later chromatography of the later. Shown.

以上の結果より、酸化アルミニウム添加セルロースナノファイバー複合材は抗体等のタンパク質を固定化できる機能を有し、かつイムノクロマトグラフィー用担体として、標識物質を展開させ、かつメンブレン上にて抗体抗原反応を実施できる材料であることが示された。 Based on the above results, the aluminum oxide-added cellulose nanofiber composite material has a function of immobilizing proteins such as antibodies, and as a carrier for immunochromatography, a labeling substance is developed and an antibody antigen reaction is carried out on a membrane. It was shown to be a capable material.

Figure 0007004978000001
Figure 0007004978000001

本発明の多孔質セルロースナノファイバー複合材は、蛋白質吸着能に優れ、イムノクロマトグラフィー担体として用いた場合でも溶媒及びポリスチレンラテックス粒子等の標識物質の展開を良好に行えるので、イムノアッセイの分野において従来のニトロセルロースメンブレンの代替として使用できる。 Since the porous cellulose nanofiber composite material of the present invention has excellent protein adsorption ability and can satisfactorily develop a labeling substance such as a solvent and polystyrene latex particles even when used as an immunochromatographic carrier, conventional nitro in the field of immunoassay. It can be used as an alternative to cellulose membranes.

1 粘着シート
2 含浸部材
3 イムノクロマトグラフィー用担体
41a 捕捉部位
41b 捕捉部位
42 コントロールライン
5 吸収用部材
6 試料添加用部材
10 イムノクロマトグラフィー法テストストリップ
1 Adhesive sheet 2 Impregnated member 3 Immunochromatographic carrier 41a Capture site 41b Capture site 42 Control line 5 Absorption member 6 Sample addition member 10 Immunochromatography test strip

Claims (3)

表面の水酸基の少なくとも一部がカルボキシル基に酸化されたセルロースナノファイバーと、粒径0.1~300μmの無機酸化物とを少なくとも含み、前記無機酸化物の含有量が前記セルロースナノファイバー100質量部に対して800~6000質量部である多孔質セルロースナノファイバー複合材。 It contains at least a cellulose nanofiber in which at least a part of the hydroxyl group on the surface is oxidized to a carboxyl group and an inorganic oxide having a particle size of 0.1 to 300 μm, and the content of the inorganic oxide is 100 parts by mass of the cellulose nanofiber. A porous cellulose nanofiber composite material having an amount of 800 to 6000 parts by mass. 表面の水酸基の少なくとも一部がカルボキシル基に酸化されたセルロースナノファイバー100質量部に対して、粒径0.1~300μmの無機酸化物800~6000質量部を含むスラリーを膜状に成形して乾燥することを含む、多孔質セルロースナノファイバー複合材の製造法。 A slurry containing 800 to 6000 parts by mass of an inorganic oxide having a particle size of 0.1 to 300 μm is formed into a film with respect to 100 parts by mass of cellulose nanofibers in which at least a part of the hydroxyl groups on the surface is oxidized to a carboxyl group. A method for producing a porous cellulose nanofiber composite, including drying. 請求項1の多孔質セルロースナノファイバー複合材からなるイムノクロマトグラフィー担体。 An immunochromatographic carrier comprising the porous cellulose nanofiber composite material of claim 1.
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