一种硝酸纤维素层析膜及其制备方法与流程

本发明主要涉及硝酸纤维素层析膜，具体涉及一种硝酸纤维素层析膜及其制备方法。

背景技术：

1、免疫层析技术是一种基于抗原抗体特异性结合的快速诊断技术，具有操作方便、检测快速等优点。以胶体金免疫层析技术为例，其原理是将具有特异性结合能力的抗原或抗体固定在微孔膜载体上，当待测样品在微孔膜上移动至固定有抗原或抗体区域时发生特异性结合被截留，并通过胶体金标记物得到直观的显色结果。胶体金法抗原检测试剂盒通常包括四个主要部分：样品垫、结合物释放垫、固定抗体的膜及吸附垫。其中，硝酸纤维素膜(nitrocellulose membrane，nc膜)是最核心的组件，通常必须具有优异的蛋白吸附能力、高润湿性、高孔隙率及均匀的孔径分布。目前nc膜的生产工艺通常包括，将硝酸纤维素溶解在酮类或酯类有机溶剂中，加入非溶剂后均匀搅拌形成均相的硝酸纤维素膜溶液，接着静置数小时脱除铸膜液内的气泡；随后，将硝酸纤维素膜溶液涂布在连续转动的运输带上，通过蒸发诱导相分离反应得到硝酸纤维素层析膜。随后经过水洗、干燥、收卷与分切等步骤得到硝酸纤维素层析膜成品。

2、硝酸纤维素层析膜的生产过程中，硝酸纤维素膜溶液相分离成孔的控制是最关键、加工难度最高的环节，该成孔原理是基于蒸发诱导的相分离反应，当均相硝酸纤维素膜溶液涂敷成膜后，由于有机溶剂的挥发速度显著快于非溶剂，硝酸纤维素膜溶液内部对硝酸纤维素的溶解能力大幅下降从而诱发相分离，进一步形成聚合物浓相和聚合物稀相，随着溶剂、非溶剂完全干燥，聚合物浓相形成微孔膜的骨架、稀相则形成膜内微孔。

3、目前，硝酸纤维素层析膜制造仍面临几大加工技术瓶颈。首先，在蒸发诱导相分离反应过程中，上表面部分的硝酸纤维素膜溶液蒸发速度显著快于底部的蒸发速度，使上表面形成致密的皮层，因此硝酸纤维素层析膜通常容易形成非对称的微孔结构，即孔径从上至下逐渐增大。非对称微孔结构会导致硝酸纤维素层析膜应用在侧向层析技术的时候，吸液跑板速度不一致而影响其检测的准确性。另一方面，在生产带有背衬的nc膜时，硝酸纤维素微孔膜与背衬之间不能紧密地贴合在一起，导致在使用过程中nc膜容易从背衬上脱落，影响膜的使用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种硝酸纤维素层析膜及其制备方法，解决现有技术中硝酸纤维素层析膜通常容易形成非对称的微孔结构，即孔径从上至下逐渐增大的技术问题。

2、本发明公开了一种硝酸纤维素层析膜，由含有硝酸纤维素的铸膜液通过蒸发诱导相分离反应成膜，所述硝酸纤维素膜包括第一涂层、第二涂层，分别由上层铸膜液、下层铸膜液形成，所述上层铸膜液中硝酸纤维素浓度低于下层铸膜液、非溶剂浓度高于下层铸膜液。

3、进一步的，所述上层铸膜液包括如下重量份原料：3～8份硝酸纤维素，20～60份酯类或酮类化合物溶剂，30～70份醇类混合溶剂，2～10份非溶剂，0.005～2份保湿剂。

4、进一步的，所述下层铸膜液包括如下重量份原料：5～15份硝酸纤维素，30～60份酯类或酮类化合物溶剂，40～75份醇类混合溶剂，5～18份非溶剂，0.005～2份保湿剂。

5、进一步的，所述酯类或酮类化合物溶剂选自乙酸乙酯、乙酸甲酯、丙酮、丁酮中的至少一种。

6、进一步的，所述混合溶剂选自醇类溶剂甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇中的至少一种。

7、进一步的，所述非溶剂为去离子水。

8、进一步的，所述保湿剂为甘油、丙二醇、聚乙二醇、甘油聚氧乙烯醚中的任意一种。

9、进一步的，还包括第三涂层和背衬层。

10、进一步的，所述第三涂层为粘接剂。

11、进一步的，所述粘接剂为聚丙烯酸树脂压敏胶或热熔粘合剂。

12、进一步的，所述背衬为纺布、聚酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯或聚苯乙烯。

13、本发明第二个目的是保护一种硝酸纤维素层析膜的制备方法，包括如下步骤：

14、s1.将硝酸纤维素溶解在酯类化合物溶剂中搅拌均匀，再加入醇类化合物、非溶剂及保湿剂搅拌均匀，所述搅拌的液体温度为20～40℃，过滤后静置脱泡，分别得到上层铸膜液和下层铸膜液，所述上层铸膜液中硝酸纤维素浓度低于下层铸膜液、非溶剂浓度高于下层铸膜液；

15、s2.将上层铸膜液及下层铸膜液通过不同的设有泵的输送流道汇入多层复合模头中，通过各输送流道上的泵分别调控上层铸膜液及下层铸膜液的流速；

16、s3.通过复合模头的匀速输送将上层铸膜液及下层铸膜液涂布在复合模头下方持续匀速移动的运输带上，得到厚度均匀的硝酸纤维素层析膜初始品，所述下层铸膜液直接与运输带接触形成第二涂层，所述上层铸膜液涂布在第二涂层上形成第一涂层；

17、s4.通过运输带将硝酸纤维素层析膜初始品运输到烘箱通道内，通过蒸发诱导相分离反应制得硝酸纤维素层析膜中间品；

18、s5.将硝酸纤维素层析膜中间品浸入清水中除去内部杂质后，置入表面活性剂中浸泡(作用提升表面亲水性)，再经干燥、收卷、分切制得硝酸纤维素层析膜成品。

19、进一步的，步骤s5中所述表面活性剂选自aes、十二烷基硫酸钠、十二胺基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的任意一种，所述干燥的温度为20～50℃。

20、进一步的，所述硝酸纤维素层析膜初始品的上表面涂层的厚度小于下表面涂层的厚度。

21、进一步的，所述上表层涂层厚度为100～500μm，所述下表层涂层厚度为500～1000μm。

22、进一步的，步骤s4中所述蒸发诱导相分离的条件包括：温度为15～50℃，湿度为20～60％，空气流速为1～3m/s。

23、进一步的，所述蒸发诱导相分离的条件包括：温度为20～40℃，湿度为20～60％，空气流速为2～3m/s，所述干燥温度为20～50℃。

24、本发明第三个目的是保护一种硝酸纤维素层析膜的制备方法的应用，用于制备硝酸纤维素层析膜。

25、与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

26、1.本发明硝酸纤维素膜铸膜液具有不同的内部组成，可得到不带背衬/带背衬的nc膜，铸膜液内部使用双层结构，上表面涂层硝酸纤维素浓度较低、非溶剂浓度较高，可延迟固化速度使微孔充分生长，得到较大的微孔；

27、2.制备带背衬的nc膜时，涂布膜头使用三层结构，除上、下表面涂层，第三层使用粘接剂将硝酸纤维素膜与背衬之间更紧密地贴合在一起。所述梯度涂布得到的硝酸纤维素微孔膜孔径大、孔隙率高、上下表面孔径分布均匀。可有效改善硝酸纤维素膜生产中普遍存在的非对称微孔结构问题。此外，采用梯度涂布技术可适当减少在成型烘箱中的时间进而提升生产线速度，提高生产效率。

技术特征：

1.一种硝酸纤维素层析膜，其特征在于：包括由上层铸膜液形成的第一涂层和下层铸膜液形成的第二涂层，所述上层铸膜液中硝酸纤维素浓度低于下层铸膜液、非溶剂浓度高于下层铸膜液。

2.根据权利要求1所述的一种硝酸纤维素层析膜，其特征在于：所述上层铸膜液包括如下重量份原料：3～8份硝酸纤维素，20～60份酯类或酮类化合物溶剂，30～70份醇类混合溶剂，2～10份非溶剂，0.005～2份保湿剂。

3.根据权利要求1所述的一种硝酸纤维素层析膜，其特征在于：所述下层铸膜液包括如下重量份原料：5～15份硝酸纤维素，30～60份酯类或酮类化合物溶剂，40～75份醇类混合溶剂，5～18份非溶剂，0.005～2份保湿剂。

4.根据权利要求1所述的一种硝酸纤维素层析膜，其特征在于：还包括第三涂层和背衬层。

5.根据权利要求4所述的一种硝酸纤维素层析膜，其特征在于：所述第三涂层为粘接剂。

6.根据权利要求4所述的一种硝酸纤维素层析膜，其特征在于：所述背衬为纺布、聚酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯或聚苯乙烯。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种硝酸纤维素层析膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种硝酸纤维素层析膜的制备方法，其特征在于：步骤s5中所述表面活性剂选自aes、十二烷基硫酸钠、十二胺基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的任意一种。

9.根据权利要求7所述的一种硝酸纤维素层析膜的制备方法，其特征在于：所述硝酸纤维素层析膜初始品的上表面涂层的厚度小于下表面涂层的厚度。

10.根据权利要求7-9任一项所述的一种硝酸纤维素层析膜的制备方法的应用，其特征在于：用于制备硝酸纤维素层析膜。

技术总结
本发明提供一种硝酸纤维素层析膜及其制备方法，主要涉及硝酸纤维素层析膜技术领域，由含有硝酸纤维素的铸膜液通过蒸发诱导相分离反应成膜，所述硝酸纤维素膜包括第一涂层、第二涂层，分别由上层铸膜液、下层铸膜液形成，所述上层铸膜液中硝酸纤维素浓度低于下层铸膜液、非溶剂浓度高于下层铸膜液。本发明硝酸纤维素膜铸膜液具有不同的内部组成，可得到不带背衬/带背衬的NC膜，铸膜液内部使用双层结构，上表面涂层硝酸纤维素浓度较低、非溶剂浓度较高，可延迟固化速度使微孔充分生长，得到上下表面对称的微孔。

技术研发人员：彭旭东,吕蔺强,胡志林
受保护的技术使用者：四川倍佳新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12