WO2019230257A1 - 血液濾過膜 - Google Patents

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WO2019230257A1
WO2019230257A1 PCT/JP2019/017032 JP2019017032W WO2019230257A1 WO 2019230257 A1 WO2019230257 A1 WO 2019230257A1 JP 2019017032 W JP2019017032 W JP 2019017032W WO 2019230257 A1 WO2019230257 A1 WO 2019230257A1
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WO
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blood filtration
filtration membrane
less
epoxy compound
pore diameter
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/017032
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English (en)
French (fr)
Inventor
智紀 兵藤
松下 喜一郎
健一 山元
悠 立川
克矩 伊藤
Original Assignee
日東電工株式会社
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14Ultrafiltration; Microfiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/28Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a liquid phase from a macromolecular composition or article, e.g. drying of coagulum
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers

Definitions

  • the present invention relates to a blood filtration membrane.
  • a hydrophilic filter made of a porous membrane having a pore size of 0.4 ⁇ m and used for a biosensor chip for blood glucose level measurement has been proposed (for example, implementation of Patent Document 1 below) See example.)
  • Such a hydrophilic filter is prepared by dissolving bisphenol A type epoxy resin and glycidylamine type epoxy resin in polypropylene glycol, and then adding 1,6-diaminohexane to the epoxy resin solution, It is produced by reacting with diaminohexane.
  • such a hydrophilic filter may be prepared in various shapes by machining, and there is a demand for ensuring strength that can be machined.
  • the present invention provides a blood filtration membrane that can ensure the strength capable of being machined while improving the filtration rate.
  • the present invention is a blood filtration membrane comprising a porous membrane, the median pore diameter is 0.5 ⁇ m or more and 2.0 ⁇ m or less, and the value obtained by dividing the inter-hole distance by the median pore diameter is 0.20.
  • the blood filtration membrane is 0.40 or less.
  • the present invention [2] includes the blood filtration membrane according to the above [1], wherein a value obtained by dividing the half width of the pore size distribution by the median pore size is 0.10 or more and 0.40 or less.
  • inter-pore distance / median pore diameter the value obtained by dividing the inter-pore distance by the median pore diameter
  • primary permeation time the time required to reach a liquid receiver (for example, a flow path) just below the blood filtration membrane.
  • the median pore diameter is not less than the above lower limit, it is possible to reduce the secondary permeation time during which a predetermined amount of blood continuously permeates the blood filtration membrane after the primary permeation time has elapsed. As a result, it is possible to improve the blood filtration rate by the blood filtration membrane.
  • the median pore diameter is less than or equal to the above upper limit, it is possible to ensure separation performance capable of stably separating blood cells from plasma, and since the inter-pore distance / median pore diameter is greater than or equal to the above lower limit, the machinable strength is increased. Can be secured.
  • the required separation performance and strength can be sufficiently secured while the blood filtration rate can be improved.
  • the blood filtration membrane is made of a porous membrane, has a flat plate shape, specifically has a predetermined thickness, extends in a predetermined direction orthogonal to the thickness direction, and has a flat surface and a flat back surface. ing.
  • the thickness of the blood filtration membrane is, for example, 5 ⁇ m or more, preferably 10 ⁇ m or more, for example, 100 ⁇ m or less, preferably 50 ⁇ m or less.
  • the porous membrane has a monolithic structure and includes a skeleton that is continuous in a three-dimensional network and pores that are partitioned by the skeleton.
  • the hole is a space portion other than the skeleton in the porous membrane, and is open on the surface of the porous membrane so as to communicate with the external space of the porous membrane.
  • the range of the pore size distribution (pore distribution) in the porous membrane is, for example, 0.45 ⁇ m or more, preferably 0.60 ⁇ m or more, for example, 2.10 ⁇ m or less, preferably 1.80 ⁇ m or less.
  • the pore diameter is a diameter of a cross section perpendicular to the direction in which the hole extends, and the pore diameter distribution can be measured by a known mercury intrusion method, and more specifically, measured in accordance with the method described in the examples. Yes (the same applies below).
  • the full width at half maximum (hereinafter referred to as half width) in the pore size distribution is, for example, 0.15 ⁇ m or more, preferably 0.20 ⁇ m or more, more preferably 0.25 ⁇ m or more, and particularly preferably 0.30 ⁇ m or more. 0.70 ⁇ m or less, preferably 0.60 ⁇ m or less, and more preferably 0.50 ⁇ m or less.
  • the half-value width is the full width of the pore size distribution at an abundance ratio that is 1/2 of the maximum value of the abundance ratio of the pore size distribution.
  • the median pore diameter in the porous membrane is smaller than the size of blood cells contained in blood, more specifically, smaller than the thickness of erythrocytes (for example, 2 ⁇ m).
  • the median pore diameter in the porous membrane is 0.50 ⁇ m or more, preferably 0.60 ⁇ m or more, more preferably 0.65 ⁇ m or more, particularly preferably 0.80 ⁇ m or more and 2.00 ⁇ m or less, preferably 1.80 ⁇ m. Hereinafter, it is more preferably 1.60 ⁇ m or less.
  • the median pore diameter can be calculated from the above-described pore diameter distribution, and more specifically can be measured according to the method described in the examples (the same applies hereinafter).
  • the median pore diameter When the median pore diameter is less than the lower limit, blood first passes through the blood filtration membrane and reaches the flow path directly below the blood filtration membrane when filtering without applying pressure by the blood filtration membrane (pressureless filtration). (After the passage of the primary permeation time), the secondary permeation time for continuous permeation through the blood filtration membrane is significantly increased.
  • the median pore diameter exceeds the above upper limit, the separation performance of the blood filtration membrane cannot be secured stably, and blood cells and plasma may not be sufficiently separated during blood filtration.
  • the porosity of the porous membrane is, for example, 20% or more, preferably 35% or more, more preferably 45% or more, particularly preferably 50% or more, for example, 80% or less, preferably 65% or less, More preferably, it is 60% or less.
  • the porosity of the porous membrane can be measured by a known mercury intrusion method, and more specifically, can be measured according to the method described in the examples (the same applies hereinafter).
  • the inter-pore distance in the porous membrane is calculated from the above-mentioned median pore diameter and the above-mentioned porosity based on the following formula (1), assuming that the pores have a close-packed structure.
  • r represents the median pore diameter in the porous membrane.
  • X represents the porosity of the porous membrane.
  • the distance between pores in the porous membrane is, for example, 0.15 ⁇ m or more, preferably 0.20 ⁇ m or more, more preferably 0.25 ⁇ m or more, for example, 0.80 ⁇ m or less, preferably 0.70 ⁇ m or less, more preferably Is 0.50 ⁇ m or less.
  • the value obtained by dividing the inter-pore distance by the median pore diameter is an index for quantifying the time until the droplets that have exuded from the surface opening on the back surface of the blood filtration membrane coalesce.
  • the larger the value the shorter the time required for uniting the droplets, forming a large droplet on the back surface of the blood filtration membrane, and allowing the droplet to quickly reach the liquid receiver (flow path).
  • the value of the inter-hole distance / median hole diameter is 0.20 or more, preferably 0.25 or more, more preferably 0.29 or more and 0.40 or less, preferably 0.35 or less.
  • the strength required for the porous membrane cannot be sufficiently ensured.
  • the inter-pore distance / median pore diameter exceeds the above upper limit, the primary permeation time in the blood filtration membrane is remarkably increased in pressureless filtration.
  • the value obtained by dividing the half width of the pore size distribution by the median pore size is an index for quantifying the sharpness of the pore size distribution, and is, for example, 0.10 or more, preferably 0.20 or more, Preferably, it is 0.30 or more, for example, 0.40 or less.
  • the filtration rate of the blood filtration membrane can be reliably improved.
  • Such a porous film is made of, for example, a resin, and preferably made of an epoxy resin. That is, examples of the material for the porous membrane include a resin, and preferably an epoxy resin.
  • the epoxy resin is, for example, a reaction product of an epoxy compound and a polyamine.
  • the epoxy compound has, for example, two or more epoxy groups.
  • the epoxy compound include aliphatic epoxy compounds, nitrogen-containing ring-containing epoxy compounds, aromatic ring-containing epoxy compounds, alicyclic ring-containing epoxy compounds, and preferably aromatic ring-containing epoxy compounds and alicyclic ring-containing epoxy compounds. It is done.
  • aromatic ring-containing epoxy compound for example, bisphenol type epoxy resin (for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, etc.), novolac type epoxy resin (for example, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, etc.) And biphenyl type epoxy resin.
  • a bisphenol type epoxy resin is preferable.
  • alicyclic epoxy compounds include hydrogenated aromatic ring-containing epoxy compounds, monocycloalkane-containing epoxy resins, epoxycycloalkane-containing epoxy resins (for example, epoxycyclohexane-containing epoxy resins), and saturated condensed ring-containing epoxy. Examples thereof include compounds (for example, dicyclopentanediene-derived epoxy resins).
  • alicyclic epoxy compounds preferably, hydrogenated aromatic ring-containing epoxy compounds and monocycloalkane-containing epoxy resins are used.
  • hydrogenated aromatic ring-containing epoxy compounds include hydrogenated bisphenol type epoxy resins (for example, hydrogenated bisphenol A type epoxy resins and hydrogenated bisphenol F type epoxy resins), hydrogenated novolac type epoxy resins ( For example, hydrogenated phenol novolac type epoxy resin, hydrogenated cresol novolac type epoxy resin, etc.), hydrogenated biphenyl type epoxy resin and the like can be mentioned.
  • hydrogenated bisphenol type epoxy resins are preferable, and hydrogenated bisphenol A type epoxy resins are more preferable.
  • the monocycloalkane-containing epoxy resin examples include a monocyclohexane-containing epoxy resin (for example, N, N, N ′, N′-tetraglycidylcyclohexane-1,3-bis (methanamine) and the like.
  • a monocyclohexane-containing epoxy resin for example, N, N, N ′, N′-tetraglycidylcyclohexane-1,3-bis (methanamine) and the like.
  • Such epoxy compounds can be used alone or in combination of two or more.
  • Epoxy compounds can also be classified by the number of epoxy groups contained, specifically, bifunctional epoxy compounds having two epoxy groups and polyfunctional epoxy compounds having three or more epoxy groups. .
  • polyfunctionality does not contain bifunctional and shows that it is more than trifunctional.
  • the bifunctional epoxy compound is an extender, and examples thereof include the glycidyl ether type epoxy compound (aromatic ring-containing epoxy compound and alicyclic ring-containing epoxy compound), the glycidyl ester type epoxy compound, and the like. Examples thereof include glycidyl ether type epoxy compounds.
  • the glycidyl ether type epoxy compound examples include glycidyl ether type bisphenol type epoxy resins (for example, glycidyl ether type bisphenol A type epoxy resin, glycidyl ether type bisphenol F type epoxy resin), glycidyl ether type type types Examples thereof include hydrogenated bisphenol type epoxy resins (for example, glycidyl ether type hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, glycidyl ether type hydrogenated bisphenol F type epoxy resin, and the like).
  • glycidyl ether type bisphenol type epoxy resins for example, glycidyl ether type bisphenol A type epoxy resin, glycidyl ether type bisphenol F type epoxy resin
  • hydrogenated bisphenol type epoxy resins for example, glycidyl ether type hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, glycidyl ether type hydrogenated bisphenol F type epoxy resin, and the like.
  • the polyfunctional epoxy compound is a crosslinking agent, and examples thereof include the above glycidylamine type epoxy compounds (an aromatic ring-containing epoxy compound and an alicyclic ring-containing epoxy compound).
  • glycidylamine type epoxy compound examples include glycidylamine type monocyclohexane-containing epoxy resins (for example, N, N, N ′, N′-tetraglycidylcyclohexane-1,3-bis (methanamine)). Can be mentioned.
  • Such an epoxy compound is preferably a bifunctional epoxy compound used alone, or a bifunctional epoxy compound and a polyfunctional epoxy compound are used in combination.
  • such an epoxy compound contains a bifunctional epoxy compound as a main component.
  • the content ratio of the polyfunctional epoxy compound is, for example, 0 parts by mass or more, preferably 10 parts by mass or more, for example, less than 50 parts by mass, preferably 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the bifunctional epoxy compound. It is below mass parts.
  • the property of the epoxy compound at normal temperature (23 ° C.) is not particularly limited and may be any of solid, semi-solid, and liquid, but is preferably liquid.
  • the epoxy equivalent of the epoxy compound is, for example, 100 g / eq or more, preferably 150 g / eq or more, for example, 300 g / eq or less, preferably 250 g / eq or less.
  • the epoxy equivalent can be measured according to JIS K 7236: 2001 (the same applies hereinafter).
  • Polyamine is a curing agent for the above-described epoxy compound and has two or more amino groups.
  • examples of the polyamine include a diamine having two amino groups, a triamine having three amino groups, and the like. Polyamines can be used alone or in combination of two or more.
  • diamines are preferable, and diamines having amino groups at both ends of the molecule are more preferable.
  • the diamine include aliphatic diamines (for example, 1,4-diaminobutane, 1,6-diaminohexane, 1,8-diaminooctane, etc.), aromatic diamines, and the like, preferably aliphatic.
  • a diamine, and more preferably 1,6-diaminohexane is used.
  • Such diamines can be used alone or in combination of two or more.
  • Porogen is an organic solvent capable of dissolving the above-described epoxy compound and the above-described polyamine. Further, the porogen acts as a pore forming agent in the curing reaction between the epoxy compound and the polyamine, and forms a co-continuous structure by phase separation with the epoxy resin that is a reaction product of the epoxy compound and the polyamine.
  • porogen examples include cellosolves (eg, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, etc.), esters (eg, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, etc.), polyoxyalkylene diols (eg, polyethylene glycol, polypropylene glycol) And polyoxyalkylene alkyl ethers (for example, polyoxyethylene monomethyl ether, polyoxyethylene dimethyl ether, etc.).
  • cellosolves eg, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, etc.
  • esters eg, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, etc.
  • polyoxyalkylene diols eg, polyethylene glycol, polypropylene glycol
  • polyoxyalkylene alkyl ethers for example, polyoxyethylene monomethyl ether, polyoxyethylene dimethyl ether, etc.
  • polyoxyalkylene diols are preferable, and polypropylene glycol is more preferable.
  • Such porogens can be used alone or in combination of two or more.
  • the molecular weight of the porogen (in the case of a polymer, the number average molecular weight) is, for example, 200 or more, preferably 400 or more, more preferably 500 or more, for example, 1000 or less, preferably 800 or less.
  • the above-described epoxy compound is heated as necessary, and then the epoxy compound is dissolved in the porogen.
  • the heating temperature of the epoxy compound is, for example, 40 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, for example, 80 ° C. or lower, preferably 70 ° C. or lower.
  • the heating temperature of the epoxy compound is within the above range, the epoxy compound and polyamine can be reacted smoothly.
  • the median pore diameter in the porous membrane can be adjusted within the above range.
  • the heating temperature of the epoxy compound when the heating temperature of the epoxy compound is raised, the median pore diameter can be reduced, and when the heating temperature of the epoxy compound is lowered, the median pore diameter can be increased.
  • the porogen addition ratio is, for example, 50 parts by mass or more, preferably 60 parts by mass or more, more preferably 100 parts by mass or more, and particularly preferably 120 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the epoxy compound.
  • it is 400 parts by mass or less, preferably 300 parts by mass or less, and more preferably 200 parts by mass or less.
  • the distance between pores / median pore diameter in the porous membrane can be adjusted within the above range.
  • increasing the porogen addition ratio can decrease the inter-pore distance / median pore diameter
  • decreasing the porogen addition ratio can increase the inter-pore distance / median pore diameter.
  • the above-described polyamine is added to the epoxy compound solution in which the above-described epoxy compound is dissolved in the porogen, after being heated as necessary.
  • the heating temperature of the polyamine is, for example, 30 ° C. or higher, preferably 35 ° C. or higher, more preferably 40 ° C. or higher, particularly preferably 50 ° C. or higher, particularly preferably 60 ° C. or higher, for example, 80 ° C. or lower, Preferably, it is 70 degrees C or less.
  • the heating temperature of the polyamine is in the above range, the polyamine can be reliably melted before the addition of the epoxy compound solution, and the epoxy compound and the polyamine can be mixed uniformly. Therefore, the uniformity of the prepared epoxy resin can be improved.
  • the median pore diameter in the porous membrane can be adjusted within the above range.
  • the heating temperature of the polyamine when the heating temperature of the polyamine is raised, the median pore diameter can be reduced, and when the heating temperature of the polyamine is lowered, the median pore diameter can be increased.
  • the median pore diameter in the porous membrane can be adjusted by adjusting the heating temperature of the epoxy compound and / or polyamine (preferably the epoxy compound and polyamine).
  • the epoxy compound and the polyamine are reacted while stirring the solution of the epoxy compound and the polyamine as necessary and degassing under reduced pressure (for example, 20 kPa or less).
  • the reaction temperature is, for example, 20 ° C or higher, for example, 120 ° C or lower, preferably 100 ° C or lower. Moreover, said reaction can be implemented under normal temperature (23 degreeC).
  • the epoxy compound and the polyamine react to prepare an epoxy resin, and the epoxy resin and the porogen phase separate to form a co-continuous structure.
  • the epoxy resin is formed into a porous body having a three-dimensional network structure, and the porogen is filled in the pores of the epoxy resin.
  • porogen-filled epoxy resin is washed with, for example, a solvent to remove the porogen from the epoxy resin.
  • solvent examples include water, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran and the like, and preferably water.
  • the epoxy resin is processed into a desired shape (for example, a film shape (film shape)) by a known machining process (for example, a cutting process). Note that the machining may be performed prior to the cleaning described above.
  • Such a blood filtration membrane can be used for blood filtration as it is, but can also be subjected to a known treatment such as a hydrophilic treatment.
  • a blood filtration membrane can be treated with a known surfactant (for example, nonionic surfactant such as polyoxyethylene), and more specifically, the blood filtration membrane can be treated.
  • a surfactant for example, nonionic surfactant such as polyoxyethylene
  • examples include a method of applying a surfactant aqueous solution and a method of immersing a blood filtration membrane in a surfactant aqueous solution.
  • the blood filtration membrane can be used alone, but a plurality of blood filtration membranes can be prepared and laminated.
  • the blood filtration membrane can also be used in combination with a known filter (for example, a glass filter) having a median pore size larger than that of the blood filtration membrane.
  • Such a blood filtration membrane can be suitably used for blood filtration for various purposes.
  • Examples of uses of blood filtration membranes include genetic test blood filtration membranes, infectious disease test blood filtration membranes, biochemical test blood filtration membranes, and microbiology test blood filtration membranes.
  • the inter-hole distance / median pore diameter is not more than the above upper limit, so that the primary permeation time can be reduced, and the median pore diameter is not less than the above lower limit.
  • the secondary transmission time can be reduced. Therefore, the blood filtration rate can be improved.
  • the median pore diameter is not more than the above upper limit, it is possible to ensure separation performance capable of stably separating blood cells from plasma, and since the inter-hole distance / median pore diameter is not less than the above lower limit, the machinable strength is improved. Can be secured.
  • the required separation performance and strength can be sufficiently secured while the blood filtration rate can be improved.
  • the blood filtration membrane is prepared by reacting an epoxy compound and a polyamine in the presence of a porogen, but the present invention is not limited to this.
  • a resin film having no pores is prepared, and holes are formed in the resin film by known etching so that the median pore diameter and the inter-hole distance / median pore diameter are within the above ranges, and the blood filtration membrane May be manufactured.
  • the etching method include dry etching such as ion beam irradiation, wet etching using an etchant, and combinations thereof.
  • the epoxy compound was a hydrogenated bisphenol A type epoxy resin (bifunctional epoxy compound, trade name: EP-4080E, manufactured by ADEKA, epoxy equivalent of 215 g / eq.) and a monocyclohexane-containing epoxy resin (polyfunctional epoxy compound, trade name: TETRAD-C, manufactured by ADEKA, epoxy equivalent of 215 g / eq.).
  • the epoxy compound is a single use of the hydrogenated bisphenol A type epoxy resin described above.
  • 1,6-diaminohexane (polyamine) is heated to the heating temperature shown in Table 1, and then added to the epoxy compound solution in which the epoxy compound is dissolved in polypropylene glycol so as to have the formulation shown in Table 1. did.
  • the epoxy resin was naturally cooled for several days. And the epoxy resin was sliced with the cutting lathe apparatus, and the 20-micrometer-thick porous membrane was obtained.
  • the strength of the porous film was evaluated according to the following criteria. ⁇ : No breakage or rough surface (uneven cutting) in the porous membrane. ⁇ : No breakage occurred in the porous film, and surface roughness (uneven cutting) occurred. X: Partial breakage occurred in the porous membrane.
  • the porous membrane is washed by immersing it in water heated to 40 ° C., then immersing it in water at 80 ° C. for washing, and further, a nonionic surfactant (polyoxyethylene, trade name: Latemule E- 118b (manufactured by Kao Corporation) was washed by immersing in a 0.5 mass% aqueous solution to remove polypropylene glycol from the porous membrane.
  • a nonionic surfactant polyoxyethylene, trade name: Latemule E- 118b (manufactured by Kao Corporation) was washed by immersing in a 0.5 mass% aqueous solution to remove polypropylene glycol from the porous membrane.
  • a blood filtration membrane made of a porous membrane was obtained.
  • Comparative Example 2 A polyethylene terephthalate film having a thickness of 10 ⁇ m was prepared. Next, a polyethylene terephthalate film (PET film) was placed in a vacuum chamber, and the pressure in the vacuum chamber was reduced to 1.33 mPa (0.01 mTorr).
  • the surface of the PET film in the vacuum chamber was irradiated with xenon ions vertically at 200 MeV.
  • an etching solution was prepared by adding a surfactant (trade name: Dowfax 2A1, manufactured by Dow Chemicals) to about 4 mol / L sodium hydroxide aqueous solution so as to be 0.05% by mass. And the PET film after ion irradiation was etched at 60 ° C. for 24 hours with the etching solution.
  • a surfactant trade name: Dowfax 2A1, manufactured by Dow Chemicals
  • a PET film 1 having a hole 1A having a diameter of 2 mm is placed on a base PET so that the hole 1A and the recess 2A communicate with each other by a double-sided tape 2 (thickness 30 ⁇ m) having a recess 2A having a width of 2 mm. Affixed to film 3.
  • the blood filtration membranes 4 of each Example and each Comparative Example were cut out so as to have a rectangular shape in plan view of 4 mm long ⁇ 4 mm wide. Then, the blood filtration membrane 4 was attached to the PET film 1 with a double-sided tape 5 (thickness 5 ⁇ m) having an opening 5A having an inner dimension of 4 m ⁇ 4 mm so that the opening 5A and the hole 1A communicated.
  • silica particles having an average particle size of 1.5 ⁇ m (trade name: Admafine SO-C5, manufactured by Admatechs) are dispersed in water, and a 10% by mass silica dispersion is prepared as simulated blood imitating the silica particles as red blood cells. Prepared.
  • the primary permeation time was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
  • the secondary transmission time (0.5 ⁇ L transmission time) was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
  • Example 2 Example 5, Example 6 and Comparative Example 4
  • the median diameter of the porous membrane can be adjusted by adjusting the heating temperature of the epoxy compound and / or the heating temperature of the polyamine.
  • the blood filtration membrane of the present invention is suitably used for various industrial products, specifically, genetic test blood filtration membranes, infectious disease test blood filtration membranes, biochemical test blood filtration membranes, and microbiological test blood filtration membranes. For example, it is suitably used.

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Abstract

血液濾過膜は、多孔質膜からなる血液濾過膜であって、メジアン孔径が、0.5μm以上2.0μm以下であり、孔間距離をメジアン孔径により除した値が、0.20以上0.40以下であることを特徴とする。

Description

血液濾過膜
 本発明は、血液濾過膜に関する。
 従来、血液を遠心分離機により血球と血漿とに分離した後、血漿を、遺伝子検査や感染症検査などの種々の血液検査に用いることが知られている。しかし、血液を遠心分離機により分離することは煩雑であり、より簡易な方法により血液を血球と血漿とに分離することが望まれている。
 そこで、血液を濾過膜により濾過して、血球と血漿とを分離することが検討されている。
 そのような血液濾過膜として、例えば、0.4μmの孔径を有する多孔質膜からなり、血糖値測定用バイオセンサチップに用いられる親水性フィルターが提案されている(例えば、下記特許文献1の実施例参照。)。
 そのような親水性フィルターは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびグリシジルアミン型エポキシ樹脂をポリプロピレングリコールに溶解した後、そのエポキシ樹脂溶液に1,6-ジアミノヘキサンを添加して、上記エポキシ樹脂と1,6-ジアミノヘキサンとを反応させることにより、製造される。
特開2017-3585号公報
 近年、血液検査に要する検査時間の短縮が望まれており、血液濾過膜による血液の濾過速度の向上が望まれている。しかし、上記特許文献1に記載の親水性フィルターでは、濾過速度の向上には限度がある。
 また、そのような親水性フィルターは、機械加工により種々の形状に調製される場合があり、機械加工可能な強度を確保したいという要望がある。
 本発明は、濾過速度の向上を図ることができながら、機械加工可能な強度を確保できる血液濾過膜を提供する。
 本発明[1]は、多孔質膜からなる血液濾過膜であって、メジアン孔径が、0.5μm以上2.0μm以下であり、孔間距離を前記メジアン孔径により除した値が、0.20以上0.40以下である、血液濾過膜を含む。
 本発明[2]は、孔径分布の半値幅を前記メジアン孔径により除した値が、0.10以上0.40以下である、上記[1]に記載の血液濾過膜を含む。
 本発明の血液濾過膜では、孔間距離をメジアン孔径により除した値(以下、孔間距離/メジアン孔径とする。)が上記上限以下であるので、血液が血液濾過膜を最初に透過し、血液濾過膜直下の液受け(例えば、流路など)へ到達するまでに要する時間(以下、一次透過時間とする。)の低減を図ることができる。
 また、メジアン孔径が上記下限以上であるので、一次透過時間経過後、所定量の血液が血液濾過膜を連続して透過する二次透過時間の低減を図ることができる。その結果、血液濾過膜による血液の濾過速度の向上を図ることができる。
 さらに、メジアン孔径が上記上限以下であるので、血球を血漿から安定して分離できる分離性能を確保することができ、孔間距離/メジアン孔径が上記下限以上であるので、機械加工可能な強度を確保することができる。
 よって、本発明の血液濾過膜によれば、血液の濾過速度の向上を図ることができながら、要求される分離性能および強度を十分に確保することができる。
各実施例および各比較例における、濾過試験の試験方法を説明するための説明図を示す。
<血液濾過膜>
 血液濾過膜は、多孔質膜からなり、平板形状を有し、具体的には、所定の厚みを有し、前記厚み方向と直交する所定方向に延び、平坦な表面および平坦な裏面を有している。
 血液濾過膜の厚みは、例えば、5μm以上、好ましくは、10μm以上、例えば、100μm以下、好ましくは、50μm以下である。
 また、多孔質膜は、モノリス型構造を有しており、3次元網目状に連続する骨格と、その骨格により区画される孔とを備える。
 孔は、多孔質膜における骨格以外の空間部分であり、多孔質膜の表面において、多孔質膜の外部空間と連通するように開口している。
 多孔質膜における孔径分布の範囲(細孔分布)は、例えば、0.45μm以上、好ましくは、0.60μm以上、例えば、2.10μm以下、好ましくは、1.80μm以下である。なお、孔径とは、孔が延びる方向に対する直交方向の断面の径であり、孔径分布は、公知の水銀圧入法によって測定でき、より具体的には、実施例に記載の方法に準拠して測定できる(以下同様)。
 孔径分布における半値幅(以下、半値幅とする。)は、例えば、0.15μm以上、好ましくは、0.20μm以上、さらに好ましくは、0.25μm以上、とりわけ好ましくは、0.30μm以上、例えば、0.70μm以下、好ましくは、0.60μm以下、さらに好ましくは、0.50μm以下である。なお、半値幅とは、孔径分布の存在比率の最大値の1/2の存在比率における孔径分布の全幅である。
 多孔質膜におけるメジアン孔径は、血液に含まれる血球の寸法よりも小さく、より具体的には、赤血球の厚み(例えば、2μm)よりも小さい。多孔質膜におけるメジアン孔径は、0.50μm以上、好ましくは、0.60μm以上、さらに好ましくは、0.65μm以上、とりわけ好ましくは、0.80μm以上、2.00μm以下、好ましくは、1.80μm以下、さらに好ましくは、1.60μm以下である。なお、メジアン孔径は、上記した孔径分布から算出でき、より具体的には、実施例に記載の方法に準拠して測定できる(以下同様)。
 メジアン孔径が上記下限未満であると、血液濾過膜によって加圧することなく濾過(無加圧濾過)するときに、血液が、血液濾過膜を最初に透過し、血液濾過膜直下の流路へ到達した後(一次透過時間経過後)、血液濾過膜を連続して透過する二次透過時間が顕著に増加してしまう。メジアン孔径が上記上限を超過すると、血液濾過膜の分離性能を安定して確保できず、血液の濾過において血球と血漿とを十分に分離できないおそれがある。
 多孔質膜の空隙率は、例えば、20%以上、好ましくは、35%以上、さらに好ましくは、45%以上、とりわけ好ましくは、50%以上、例えば、80%以下、好ましくは、65%以下、さらに好ましくは、60%以下である。なお、多孔質膜の空隙率は、公知の水銀圧入法によって測定でき、より具体的には、実施例に記載の方法に準拠して測定できる(以下同様)。
 多孔質膜の空隙率が上記範囲内であると、無加圧濾過における二次透過時間の低減を確実に図ることができる。
 多孔質膜における孔間距離は、孔が最密重点構造を有すると仮定して、下記式(1)に基づいて、上記したメジアン孔径および上記した空隙率から算出される。
 式(1)
 孔間距離=((√2×(8πr/(x/100))1/3)-4r)/2
(式(1)中、rは、多孔質膜におけるメジアン孔径を示す。xは、多孔質膜の空隙率を示す。)
 多孔質膜における孔間距離は、例えば、0.15μm以上、好ましくは、0.20μm以上、さらに好ましくは、0.25μm以上、例えば、0.80μm以下、好ましくは、0.70μm以下、さらに好ましくは、0.50μm以下である。
 孔間距離をメジアン孔径により除した値(孔間距離/メジアン孔径)は、血液濾過膜裏面の表面開孔から染み出した液滴が合一するまでの時間を定量化する指標であり、本値が大きいほど液滴合一に要する時間が短縮され、血液濾過膜裏面で大きな液滴を形成し、素早く液滴が液受け(流路)に到達することが可能になる。
 孔間距離/メジアン孔径の値は、0.20以上、好ましくは、0.25以上、さらに好ましくは、0.29以上、0.40以下、好ましくは、0.35以下である。
 孔間距離/メジアン孔径が上記下限未満であると、多孔質膜に要求される強度を十分に確保することができない。孔間距離/メジアン孔径が上記上限を超過すると、無加圧濾過において、血液濾過膜における一次透過時間が顕著に増大する。
 孔径分布の半値幅をメジアン孔径により除した値(半値幅/メジアン孔径)は、孔径分布のシャープさを定量化する指標であり、例えば、0.10以上、好ましくは、0.20以上、さらに好ましくは、0.30以上、例えば、0.40以下である。
 半値幅/メジアン孔径が上記範囲であると、血液濾過膜の濾過速度の向上を確実に図ることができる。
 このような多孔質膜は、例えば、樹脂から形成され、好ましくは、エポキシ樹脂から形成される。つまり、多孔質膜の材料として、例えば、樹脂が挙げられ、好ましくは、エポキシ樹脂が挙げられる。
 エポキシ樹脂は、例えば、エポキシ化合物とポリアミンとの反応生成物である。
 エポキシ化合物は、例えば、2つ以上のエポキシ基を有する。エポキシ化合物として、例えば、脂肪族エポキシ化合物、含窒素環含有エポキシ化合物、芳香環含有エポキシ化合物、脂環含有エポキシ化合物などが挙げられ、好ましくは、芳香環含有エポキシ化合物および脂環含有エポキシ化合物が挙げられる。
 芳香環含有エポキシ化合物として、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂(例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂など)、ノボラック型エポキシ樹脂(例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂など)、ビフェニル型エポキシ樹脂などが挙げられる。
 このような芳香環含有エポキシ化合物のなかでは、好ましくは、ビスフェノール型エポキシ樹脂が挙げられる。
 脂環含有エポキシ化合物として、例えば、上記の芳香環含有エポキシ化合物の水素添加物、モノシクロアルカン含有エポキシ樹脂、エポキシシクロアルカン含有エポキシ樹脂(例えば、エポキシシクロヘキサン含有エポキシ樹脂など)、飽和縮合環含有エポキシ化合物(例えば、ジシクロペンタンジエン由来エポキシ樹脂など)などが挙げられる。
 このような脂環含有エポキシ化合物のなかでは、好ましくは、芳香環含有エポキシ化合物の水素添加物およびモノシクロアルカン含有エポキシ樹脂が挙げられる。
 芳香環含有エポキシ化合物の水素添加物として、具体的には、水添ビスフェノール型エポキシ樹脂(例えば、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂など)、水添ノボラック型エポキシ樹脂(例えば、水添フェノールノボラック型エポキシ樹脂、水添クレゾールノボラック型エポキシ樹脂など)、水添ビフェニル型エポキシ樹脂などが挙げられる。
 このような芳香環含有エポキシ化合物の水素添加物のなかでは、好ましくは、水添ビスフェノール型エポキシ樹脂が挙げられ、さらに好ましくは、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂が挙げられる。
 モノシクロアルカン含有エポキシ樹脂として、具体的には、モノシクロヘキサン含有エポキシ樹脂(例えば、N,N,N’,N’-テトラグリシジルシクロヘキサン-1,3-ビス(メタンアミン)などが挙げられる。
 このようなエポキシ化合物は、単独使用または2種以上併用することができる。
 また、エポキシ化合物は、含有するエポキシ基の数によっても分類でき、具体的には、2つのエポキシ基を有する二官能エポキシ化合物と、3つ以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物とに分類できる。なお、本願明細書において、多官能とは、二官能を含まず、三官能以上であることを示す。
 二官能エポキシ化合物は、伸長剤であって、例えば、グリシジルエーテルタイプの上記エポキシ化合物(芳香環含有エポキシ化合物および脂環含有エポキシ化合物)、グリシジルエステルタイプの上記エポキシ化合物などが挙げられ、好ましくは、グリシジルエーテルタイプのエポキシ化合物が挙げられる。
 グリシジルエーテルタイプのエポキシ化合物として、具体的には、グリシジルエーテルタイプのビスフェノール型エポキシ樹脂(例えば、グリシジルエーテルタイプのビスフェノールA型エポキシ樹脂、グリシジルエーテルタイプのビスフェノールF型エポキシ樹脂など)、グリシジルエーテルタイプの水添ビスフェノール型エポキシ樹脂(例えば、グリシジルエーテルタイプの水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、グリシジルエーテルタイプの水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂など)などが挙げられる。
 多官能エポキシ化合物は、架橋剤であって、例えば、グリシジルアミンタイプの上記エポキシ化合物(芳香環含有エポキシ化合物および脂環含有エポキシ化合物)が挙げられる。
 グリシジルアミンタイプのエポキシ化合物として、具体的には、グリシジルアミンタイプのモノシクロヘキサン含有エポキシ樹脂(例えば、N,N,N’,N’-テトラグリシジルシクロヘキサン-1,3-ビス(メタンアミン))などが挙げられる。
 このようなエポキシ化合物は、好ましくは、二官能エポキシ化合物が単独で使用されるか、二官能エポキシ化合物と多官能エポキシ化合物とが併用される。
 なお、このようなエポキシ化合物は、主成分として、二官能エポキシ化合物を含有する。エポキシ化合物において、多官能エポキシ化合物の含有割合は、二官能エポキシ化合物100質量部に対して、例えば、0質量部以上、好ましくは、10質量部以上、例えば、50質量部未満、好ましくは、40質量部以下である。
 また、常温(23℃)におけるエポキシ化合物の性状は、特に制限されず、固形、半固形および液状のいずれであってもよいが、好ましくは、液状である。
 また、エポキシ化合物のエポキシ当量は、例えば、100g/eq以上、好ましくは、150g/eq以上、例えば、300g/eq以下、好ましくは、250g/eq以下である。エポキシ当量は、JIS K 7236:2001に準拠して測定できる(以下同様)。
 ポリアミンは、上記したエポキシ化合物の硬化剤であって、2つ以上のアミノ基を有する。ポリアミンとして、例えば、2つのアミノ基を有するジアミン、3つのアミノ基を有するトリアミンなどが挙げられる。ポリアミンは、単独使用または2種以上併用することができる。
 ポリアミンのなかでは、好ましくは、ジアミンが挙げられ、さらに好ましくは、分子の両末端にアミノ基を有するジアミンが挙げられる。ジアミンとして、具体的には、脂肪族ジアミン(例えば、1,4-ジアミノブタン、1,6-ジアミノヘキサン、1,8-ジアミノオクタンなど)、芳香族ジアミンなどが挙げられ、好ましくは、脂肪族ジアミン、さらに好ましくは、1,6-ジアミノヘキサンが挙げられる。このようなジアミンは、単独使用または2種以上併用することができる。
 <血液濾過膜の製造方法>
 次に、血液濾過膜の製造方法について説明する。
 血液濾過膜を製造するには、まず、上記したエポキシ化合物と上記したポリアミンとを、ポロゲンに溶解して反応させる。
 ポロゲンは、上記したエポキシ化合物および上記したポリアミンを溶解可能な有機溶媒である。また、ポロゲンは、エポキシ化合物とポリアミンとの硬化反応において細孔形成剤として作用し、エポキシ化合物とポリアミンとの反応生成物であるエポキシ樹脂と相分離して共連続構造を形成する。
 ポロゲンとして、例えば、セロソルブ類(例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブなど)、エステル類(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなど)、ポリオキシアルキレンジオール類(例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなど)、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル類(例えば、ポリオキシエチレンモノメチルエーテル、ポリオキシエチレンジメチルエーテルなど)などが挙げられる。
 このようなポロゲンのなかでは、好ましくは、ポリオキシアルキレンジオール類が挙げられ、さらに好ましくは、ポリプロピレングリコールが挙げられる。
 このようなポロゲンは、単独使用または2種以上併用することができる。
 ポロゲンの分子量(重合体の場合は、数平均分子量)は、例えば、200以上、好ましくは、400以上、さらに好ましくは、500以上、例えば、1000以下、好ましくは、800以下である。
 より詳しくは、まず、上記したエポキシ化合物を必要に応じて加温した後、エポキシ化合物をポロゲンに溶解する。
 エポキシ化合物の加温温度は、例えば、40℃以上、好ましくは、50℃以上、さらに好ましくは、60℃以上、例えば、80℃以下、好ましくは、70℃以下である。
 エポキシ化合物の加温温度が上記の範囲であれば、エポキシ化合物とポリアミンとを円滑に反応させることができる。
 また、エポキシ化合物の加温温度を上記範囲において調整することにより、多孔質膜におけるメジアン孔径が上記の範囲となるように調整できる。とりわけ、エポキシ化合物の加温温度を上昇させると、メジアン孔径を小さくすることができ、エポキシ化合物の加温温度を下降させると、メジアン孔径を大きくすることができる。
 また、ポロゲンの添加割合は、エポキシ化合物100質量部に対して、例えば、50質量部以上、好ましくは、60質量部以上、さらに好ましくは、100質量部以上、とりわけ好ましくは、120質量部以上、例えば、400質量部以下、好ましくは、300質量部以下、さらに好ましくは、200質量部以下である。
 ポロゲンの添加割合を上記範囲において調整することにより、多孔質膜における孔間距離/メジアン孔径が上記の範囲となるように調整できる。とりわけ、ポロゲンの添加割合を増加すると、孔間距離/メジアン孔径を小さくすることができ、ポロゲンの添加割合を低減すると、孔間距離/メジアン孔径を大きくすることができる。
 つまり、ポロゲンの添加割合を調整することにより、多孔質膜における孔間距離/メジアン孔径を調整することができる。
 次いで、上記したエポキシ化合物がポロゲンに溶解されたエポキシ化合物溶液に、上記したポリアミンを、必要に応じて加温した後に添加する。
 ポリアミンの加温温度は、例えば、30℃以上、好ましくは、35℃以上、さらに好ましくは、40℃以上、とりわけ好ましくは、50℃以上、特に好ましくは、60℃以上、例えば、80℃以下、好ましくは、70℃以下である。
 ポリアミンの加温温度が上記の範囲であれば、エポキシ化合物溶液の添加前に、ポリアミンを確実に溶融させることができ、エポキシ化合物とポリアミンとを均一に混合することができる。そのため、調製されるエポキシ樹脂の均一性の向上を図ることができる。
 また、ポリアミンの加温温度を上記範囲において調整することにより、多孔質膜におけるメジアン孔径が上記の範囲となるように調整できる。とりわけ、ポリアミンの加温温度を上昇させると、メジアン孔径を小さくすることができ、ポリアミンの加温温度を下降させると、メジアン孔径を大きくすることができる。
 つまり、エポキシ化合物および/またはポリアミン(好ましくは、エポキシ化合物およびポリアミン)の加温温度を調整することにより、多孔質膜におけるメジアン孔径を調整することができる。
 次いで、エポキシ化合物およびポリアミンの溶液を必要に応じて撹拌するとともに減圧脱泡(例えば、20kPa以下)しながら、エポキシ化合物とポリアミンとを反応させる。
 反応温度は、例えば、20℃以上、例えば、120℃以下、好ましくは、100℃以下である。また、上記の反応は、常温(23℃)下において実施可能である。
 これによって、エポキシ化合物とポリアミンとが反応してエポキシ樹脂が調製されるとともに、エポキシ樹脂とポロゲンとが相分離して共連続構造を形成する。
 そのため、エポキシ樹脂は、3次元網目構造を有する多孔質体に形成され、ポロゲンは、エポキシ樹脂の孔に充填される。
 次いで、ポロゲンが充填されたエポキシ樹脂を、例えば、溶媒により洗浄して、エポキシ樹脂からポロゲンを除去する。
 溶媒として、例えば、水、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフランなどが挙げられ、好ましくは、水が挙げられる。
 その後、エポキシ樹脂を公知の機械加工(例えば、切削加工など)により、所望される形状(例えば、膜状(フィルム状))に加工する。なお、機械加工は、上記した洗浄よりも先に実施されてもよい。
 以上によって、多孔質膜からなる血液濾過膜が製造される。
 このような血液濾過膜は、そのまま血液の濾過に用いることができるが、例えば、親水化処理など公知の処理を施すこともできる。親水化処理として、例えば、血液濾過膜を公知の界面活性剤(例えば、ポリオキシエチレン系などのノニオン系界面活性剤など)で処理することが挙げられ、より具体的には、血液濾過膜に界面活性剤水溶液を塗布する方法、血液濾過膜を界面活性剤水溶液に浸漬する方法などが挙げられる。
 また、血液濾過膜は、単独で使用することもできるが、複数の血液濾過膜を準備し、積層して用いることもできる。また、血液濾過膜は、血液濾過膜よりも大きなメジアン孔径を有する公知のフィルター(例えば、ガラスフィルターなど)と併用することもできる。
 このような血液濾過膜は、種々の目的のための血液濾過に好適に利用することができる。血液濾過膜の用途として、例えば、遺伝子検査血液濾過膜、感染病検査血液濾過膜、生化学検査用血液濾過膜、微生物学検査用血液濾過膜などが挙げられる。
 上記した血液濾過膜では、孔間距離/メジアン孔径が上記上限以下であるので、一次透過時間の低減を図ることができ、メジアン孔径が上記下限以上であるので、一次透過時間経過後における、血液の二次透過時間の低減を図ることができる。そのため、血液の濾過速度の向上を図ることができる。
 また、メジアン孔径が上記上限以下であるので、血球を血漿から安定して分離できる分離性能を確保することができ、孔間距離/メジアン孔径が上記下限以上であるので、機械加工可能な強度を確保することができる。
 よって、血液の濾過速度の向上を図ることができながら、要求される分離性能および強度を十分に確保することができる。
 <変形例>
 上記した実施形態では、血液濾過膜は、ポロゲンの存在下において、エポキシ化合物とポリアミンとが反応することにより調製されるが、本発明は、これに限定されない。
 例えば、孔を有しない樹脂フィルムを準備し、その樹脂フィルムに、メジアン孔径および孔間距離/メジアン孔径のそれぞれが上記の範囲となるように、公知のエッチングにより孔を形成して、血液濾過膜を製造してもよい。エッチング方法として、例えば、イオンビーム照射などのドライエッチング、エッチング液を用いるウェットエッチング、およびそれらの組み合わせなどが挙げられる。
 以下に、実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。また、以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。
する。
 (実施例1~8および比較例1、3~5)
 エポキシ化合物を表1に示す加温温度に加温した後、表1に示す処方となるように、ポリプロピレングリコール(ポロゲン、商品名:アデカポリエーテルP-700、ADEKA社製)に溶解した。
 なお、表1に示すように、比較例1および実施例1において、エポキシ化合物は、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(二官能エポキシ化合物、商品名:EP-4080E、ADEKA社製、エポキシ当量215g/eq.)と、モノシクロヘキサン含有エポキシ樹脂(多官能エポキシ化合物、商品名:TETRAD-C、ADEKA社製、エポキシ当量215g/eq.)との併用である。また、実施例2~8および比較例3および4において、エポキシ化合物は、上記した水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂の単独使用である。
 次いで、1,6-ジアミノヘキサン(ポリアミン)を、表1に示す加温温度に加温した後、表1に示す処方となるように、エポキシ化合物がポリプロピレングリコールに溶解されたエポキシ化合物溶液に添加した。
 その後、遊星撹拌装置(商品名:あわとり練太郎、シンキー社製)を用い、自/公転比率3/4の条件下、公転200rpmの比率で60分間撹拌するとともに、約0.7kPaに減圧して減圧脱泡した。なお、温度は、62℃であった。
 これによって、エポキシ化合物と1,6-ジアミノヘキサンとが反応して、エポキシ樹脂が調製された。
 次いで、エポキシ樹脂を数日間自然冷却させた。そして、エポキシ樹脂を、切削旋盤装置によりスライスして、厚み20μmの多孔質膜を得た。
 なお、上記切削加工において、多孔質膜の強度を下記の基準により評価した。
○:多孔質膜に破断・面荒れ(切断ムラ)なし。
△:多孔質膜に破断の発生がなく、面荒れ(切断ムラ)が生じた。
×:多孔質膜に一部破断が生じた。
 その後、多孔質膜を、40℃に加熱した水に浸漬して洗浄した後、80℃の水に浸漬して洗浄し、さらにノニオン系界面活性剤(ポリオキシエチレン系、商品名:ラテムルE-118b、花王社製)の0.5質量%水溶液に浸漬して洗浄し、多孔質膜からポリプロピレングリコールを除去した。
 以上によって、多孔質膜からなる血液濾過膜を得た。
(比較例2)
 厚さ10μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを準備した。次いで、ポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)を真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を1.33mPa(0.01mTorr)まで減圧した。
 次いで、真空チャンバ内のPETフィルムの表面に、キセノンイオンを200MeVで垂直に照射した。
 また、約4mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に、表面活性剤(商品名:Dowfax 2A1、Dow Chemicals社製)を、0.05質量%となるように添加して、エッチング液を調製した。そして、そのエッチング液により、イオン照射後のPETフィルムを、60℃において24時間エッチングした。
 これにより、PETフィルムに孔が形成された。その後、孔が形成されたPETフィルムを、蒸留水で洗浄し、乾燥させた。
 以上によって、血液濾過膜を得た。
 評価
 (メジアン孔径および半値幅の算出)
 各実施例および各比較例の血液濾過膜を、細径分布測定装置(島津製作所―マイクロメリティックス社製、オートポア9520形)により、初期圧20kPaから測定して、孔径分布データを取得した。その孔径分布データから、各血液濾過膜におけるメジアン孔径および孔径分布の半値幅を算出した。さらに、半値幅をメジアン孔径により除して、半値幅/メジアン孔径を算出した。それらの結果を表1に示す。
 (空隙率の測定)
 各実施例および各比較例の血液濾過膜を、細径分布測定装置(島津製作所―マイクロメリティックス社製、オートポア9520形)により、初期圧20kPaから測定して、空隙率を測定した。その結果を表1に示す。
 (孔間距離の算出)
 各実施例および各比較例の血液濾過膜におけるメジアン孔径および空隙率を、上記式(1)に代入して、各実施例および各比較例の血液濾過膜における孔間距離を算出した。さらに、孔間距離をメジアン孔径により除して、孔間距離/メジアン孔径を算出した。それらの結果を表1に示す。
 (濾過試験)
 図1に示すように、直径2mmの穴1Aを有するPETフィルム1を、幅2mmの凹部2Aを有する両面テープ2(厚さ30μm)により、穴1Aと凹部2Aとが連通するように、ベースPETフィルム3に貼り付けた。
 次いで、各実施例および各比較例の血液濾過膜4を、縦4mm×横4mmの平面視矩形状となるように切り出した。そして、その血液濾過膜4を、内寸が4m×4mmの開口5Aを有する両面テープ5(厚さ5μm)により、開口5Aと穴1Aとが連通するように、PETフィルム1に貼り付けた。
 これによって、濾過試験用のサンプルを調製した。
 また、平均粒子径が1.5μmのシリカ粒子(商品名:アドマファインSO-C5、アドマテックス社製)を水に分散し、シリカ粒子を赤血球に模した疑似血液として10質量%シリカ分散液を調製した。
 次いで、分散液10μLを血液濾過膜4の表面(PETフィルム1と反対側の面)に滴下した。その後、ベースPETフィルム3の裏面から、分散液の血液濾過膜4の透過を顕微鏡により観察した。
 そして、分散液の滴下から、分散液がベースPETフィルム3に到達するまでの時間を、一次透過時間(着液時間)として測定した。また、一次透過時間(着液時間)を下記の基準で評価した。その結果を表1に示す。
◎:一次透過時間が1秒未満。
○:一次透過時間が1秒以上10秒未満。
△:一次透過時間が10秒以上60秒未満。
×:一次透過時間が60秒以上。
 そして、一次透過時間の経過から、両面テープ2の凹部2Aに5μLの分散液が溜まるまでの時間を、二次透過時間(0.5μL透過時間)として測定した。また、二次透過時間(0.5μL透過時間)を下記の基準で評価した。その結果を表1に示す。
◎:二次透過時間が5秒未満。
○:二次透過時間が5秒以上10秒未満。
△:二次透過時間が10秒以上30秒未満。
×:二次透過時間が30秒以上。
 また、透過液を顕微鏡により観察して、血液濾過膜の分離性能を下記の基準により評価した。その結果を表1に示す。
○:透過液中にシリカ粒子が含まれない。
×:透過液中にシリカ粒子が含まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 <考察>
 比較例1と実施例1との比較により、血液濾過膜のメジアン径が0.5μm以上であると、二次透過時間を顕著に低減できることが確認された。また、比較例4と実施例8との比較により、血液濾過膜のメジアン径が2.0μm以下であると、血液濾過膜の分離性能を顕著に向上できることが確認された。
 また、比較例3と実施例3との比較により、孔間距離/メジアン孔径が0.20以上であると、多孔質膜の強度を顕著に向上できることが確認された。また、比較例2と実施例1との比較により、孔間距離/メジアン孔径が0.40以下であると、一次透過時間を顕著に低減できることが確認された。
 また、実施例2、実施例5、実施例6および比較例4の比較により、エポキシ化合物の加温温度および/またはポリアミンの加温温度を調整することにより、多孔質膜のメジアン径を調整できることが確認された。
 さらに、比較例3、実施例3~実施例5の比較により、ポロゲンの添加割合を調整することにより、孔間距離/メジアン孔径を調整できることが確認された。
なお、上記発明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。当該当技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記請求の範囲に含まれる。
 本発明の血液濾過膜は、各種産業製品に好適に用いられ、具体的には、遺伝子検査血液濾過膜、感染病検査血液濾過膜、生化学検査用血液濾過膜、微生物学検査用血液濾過膜などに好適に用いられる。
   
 
 
 

Claims (2)

  1.  多孔質膜からなる血液濾過膜であって、
     メジアン孔径が、0.5μm以上2.0μm以下であり、
     孔間距離を前記メジアン孔径により除した値が、0.20以上0.40以下であることを特徴とする、血液濾過膜。
  2.  孔径分布の半値幅を前記メジアン孔径により除した値が、0.10以上0.40以下であることを特徴とする、請求項1に記載の血液濾過膜。
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