醫(yī)學(xué)診斷檢驗(yàn)系統(tǒng)及其基質(zhì)的制作方法
【專利說明】醫(yī)學(xué)診斷檢驗(yàn)系統(tǒng)及其基質(zhì)
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)診斷檢驗(yàn)系統(tǒng)及用于此系統(tǒng)的液體載體基質(zhì)。 技術(shù)背景
[0002] 很多國家具有有限的用于健康護(hù)理的財(cái)政資源和少數(shù)高度培訓(xùn)的健康護(hù)理工作 者。容易解讀的低成本診斷檢驗(yàn)對這些國家的健康護(hù)理機(jī)構(gòu)而言很有吸引力。具體地講， 醫(yī)學(xué)診斷通常是昂貴的，且必需的設(shè)備通常需要培訓(xùn)和技術(shù)來操作，且經(jīng)常需要潔凈環(huán)境 來操作。研發(fā)可容易操作的廉價(jià)生物醫(yī)學(xué)裝置不僅在資源有限的國家內(nèi)會(huì)受到極大重視， 而且也在時(shí)間極其重要且專業(yè)化設(shè)備不能立即得到的緊急情況下會(huì)受到極大重視。已研發(fā) 了基于紙的生物醫(yī)學(xué)裝置滿足這一需要。然而，它們有多個(gè)局限。一個(gè)局限是常用于制備 這些裝置的化學(xué)品為有毒的。另一個(gè)局限是常規(guī)濾紙不能以不破壞蛋白質(zhì)的方式用于固定 蛋白，因此，不適合于很多標(biāo)準(zhǔn)生物醫(yī)學(xué)測定，例如蛋白質(zhì)印跡。（AnalyticalChemistry, 82 (I), 329-335DOI) 為了部分滿足以上需要，許多快速診斷檢驗(yàn)系統(tǒng)目前基于大部分纖維素膜與紙和/或 玻璃纖維襯墊的組合。在市場上可得到的最主導(dǎo)的檢驗(yàn)系統(tǒng)為所謂的"側(cè)流檢驗(yàn)"（見例如 Posthuma-Trumpie等人Anal.BioanalChem(2009)，393，pp569 - 582 及其中引用的 參考文獻(xiàn)）。
[0003] 該系統(tǒng)允許快速診斷非常多樣的生理狀況，例如生育；傳染??；藥物濫用；心臟組 織的標(biāo)記分子和來自體液的相似物。
[0004] 診斷檢驗(yàn)在大多數(shù)情況下在護(hù)理點(diǎn)進(jìn)行，但在某些情況下，甚至非專業(yè)人員可在 家中進(jìn)行診斷檢驗(yàn)（例如，妊娠和生育檢驗(yàn)）。
[0005] 目前在市場上可得到的膜材料厚度范圍在約100和約150Mffl之間。此膜層需要用 捕捉試劑完全填充，雖然通常由與檢測器試劑連接的著色顆粒產(chǎn)生的信號僅對膜厚度的一 部分可見（RapidLateralFlowTestStrips(快速側(cè)流檢驗(yàn)條），MilliporeCorporation (2008))，由此造成貴重捕捉試劑的不必要浪費(fèi)，因此，生產(chǎn)成本比必需的高。
[0006] 因此，需要提供一種液體運(yùn)載膜基質(zhì)，該膜基質(zhì)一致地減少試劑，而不損及分析信 號，與診斷試驗(yàn)結(jié)果的優(yōu)良一致性和再現(xiàn)性組合。
[0007] 在使用具有可見指示（包括比色、化學(xué)發(fā)光、熒光等）的常規(guī)膜的快速診斷檢驗(yàn) 中，對檢驗(yàn)使用者可見的信號在膜表面的前幾個(gè)微米內(nèi)產(chǎn)生。深入基質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生的任何信號 無助于可見信號。然而，在表面下的整個(gè)膜體積需要用試劑填充，且當(dāng)使用檢驗(yàn)時(shí)，整個(gè)膜 體積需要用樣品液體填充。這是試劑的不必要浪費(fèi)，該試劑可能很昂貴，取決于所考慮的檢 驗(yàn)系統(tǒng)。消耗的樣品液體的量也是高的，在樣品體積低時(shí)，這是個(gè)問題。
[0008] 發(fā)明概述 在一個(gè)方面中，提供一種膜基質(zhì)材料，所述膜基質(zhì)材料具有遠(yuǎn)小于IOOMm的有效厚度， 并有在厚度和毛細(xì)流方面的一致性，例如，具有5%或更小厚度差異和10%或更小差異的毛 細(xì)流的膜。
[0009] 本發(fā)明的膜可按干燥澆鑄法中通過以下制備：在移動(dòng)支撐體上形成由硝化纖維 素、有機(jī)溶劑、水和表面活性劑組成的澆鑄混合物的液體層，然后通過使用逆流空氣或氣體 流在受控的條件下通過使形成層中的溶劑蒸發(fā)在支撐體上形成薄膜。膜的孔隙率可通過將 澆鑄混合物的水含量調(diào)節(jié)到在5和15%(體積）之間變化的所需百分?jǐn)?shù)而控制。
[0010] 為了容易操作，優(yōu)選使膜留在于其上形成膜的支撐體上。其它選擇是在將纖維網(wǎng) (fleece)材料用于澆鑄混合物中以使形成的膜穩(wěn)定化，或者使膜層壓到自粘支撐體上。支 撐體頂上澆鑄混合物層的厚度和該厚度的一致性需要很仔細(xì)地控制。在蒸發(fā)之前，對于新 薄膜材料，將澆鑄混合物的液體層調(diào)節(jié)到低于IOOMffl的值，而對于常規(guī)膜，層厚度通常為幾 百微米，更具體地講，約800WH，這需要不太精確控制。
[0011] 該薄澆鑄混合物層也需要很精確地控制移動(dòng)支撐體和逆向氣體流的熱、濕度、速 度。
[0012] 在另一個(gè)方面，提供使用上述薄膜的診斷檢驗(yàn)品。因此，所述檢驗(yàn)品具有與使用具 有100-150Mffl或更大厚度的常規(guī)膜材料的診斷檢驗(yàn)品相同的靈敏度/特異性/運(yùn)行時(shí)間性 質(zhì)，但與常規(guī)膜試劑體積需要比較，捕捉試劑體積需要為30 - 50%或更小。
[0013] 附圖簡述 圖1顯示本發(fā)明的較薄膜表面在500x放大下的掃描電子顯微鏡（SEM)圖像。圖像顯 示由沒有表面雜質(zhì)的硝化纖維素纖維網(wǎng)組成的硝化纖維素膜；和 圖2顯示通過反射光譜得到的，在檢驗(yàn)條中使用后用較薄的膜在檢測界限的妊娠檢驗(yàn) 的圖和分析。在通過反射光譜法分析之前去除全部的襯墊。
[0014] 診斷檢驗(yàn)實(shí)施例 使用常規(guī)紙樣品襯墊和紗布條，以及用于所研究的全部檢驗(yàn)條的玻璃纖維偶合襯墊制 備一般常規(guī)妊娠診斷檢驗(yàn)品，而在本裝備中使用上述較薄的膜。所用檢測器試劑為偶合到 40nm膠態(tài)金的鼠anti- 0 -hCG抗體。捕捉抗體為鼠anti-a-hCG抗體。為了得到所需的最 終濃度，將hCG激素稀釋入樣品液體。膜檢驗(yàn)條寬度為5mm。檢驗(yàn)線結(jié)果用反射讀數(shù)器得 到。
[0015] 薄膜實(shí)施例 通過使用澆鑄混合物得到具有約125s/4cm(檢驗(yàn)液體：水）的毛細(xì)流的薄膜，所述澆 鑄混合物包含：
通過使支撐體表面在澆鑄混合物下移動(dòng)，并在支撐體上沉積混合物層，制造這些膜。在 此情況下，使?jié)茶T混合物以30cm/min澆鑄速度和9〇Mm的最大澆鑄混合物厚度澆注在IOOMm PET箱支撐體上，并通過以常規(guī)方式干燥混合物形成膜，以形成具有43Mffl的最終平均厚度 加上箱厚度的膜。
[0016] 孔徑為約通過降低或提高澆鑄混合物的水含量，具有更小或更大孔徑 (0.IMffl至20Wn)的膜是可得到的。澆鑄另外的膜，得到25Mffl的經(jīng)干燥的膜的厚度（無箱厚 度）。對于產(chǎn)生的全部膜，厚度變異性小于5%-差異系數(shù)（CV)，并且毛細(xì)流時(shí)間變異性小于 10%(CV)。經(jīng)確定，使用上述制造方法的膜的最小厚度為約lOMm。
[0017] 將膜用于上述妊娠檢驗(yàn)中，并針對新膜和具有表1中所示類似毛細(xì)流時(shí)間性質(zhì)的 常規(guī)PET背襯NC膜確定檢測在濃度為25miu/ml的hCG所需的檢驗(yàn)線抗體的量。
[0018] 表1 :對不同膜的捕捉線（captureline)試劑要求
以上所示實(shí)施例說明，可用一般常規(guī)所謂的干澆鑄技術(shù)制造較薄膜，并且在用于側(cè)流 診斷檢驗(yàn)時(shí)，與常規(guī)膜比較，它們需要較少（最高少80%)試劑。繼而，對于流通診斷檢驗(yàn)系 統(tǒng)而言同樣真實(shí)，線測定和蛋白質(zhì)印跡為以一般毛細(xì)或強(qiáng)制方式側(cè)向地（以平面方式）或 垂直地（表面-表面）通過膜體積的液體流。此類膜使得能夠以較低成本制造快速檢驗(yàn)品， 并允許檢驗(yàn)系統(tǒng)微型化。已顯示檢驗(yàn)性能沒有降低。
[0019] 雖然上面已描述膜的一個(gè)實(shí)施例，并已描述利用該膜的診斷檢驗(yàn)品的一個(gè)實(shí)施 例，但應(yīng)了解，可制造其它膜，并在其它檢驗(yàn)中利用那些膜，全部這些均在權(quán)利要求的范圍 內(nèi)。
[0020] 例如，描述了PET箱膜支撐體。其它支撐體包括其它箱，例如金屬箱或其它塑料 箱，例如PVC或聚苯乙烯；整合纖維網(wǎng)或纖維網(wǎng)，例如，非織造聚酯纖維網(wǎng)；纖維材料，例如 玻璃纖維材料，或紙，例如，高品質(zhì)層析紙。
[0021] 雖然上面已描述0. 1和20WI1之間的孔徑范圍，但在其中毛細(xì)流體流重要，和其中 以上所給SMffl孔徑實(shí)施例差不多合適的情況下，0.1-20WI1范圍內(nèi)的特定子范圍將可用于側(cè) 流診斷檢驗(yàn)，例如2至20Wii。在其它實(shí)施例中，子范圍為2至6Wii以用于在側(cè)流診斷檢驗(yàn)中 使用，其中試劑成本高并因此盡可能少的流體和試劑用于測定的情況下。在〇. 1至20Wii內(nèi) 的全部其它子范圍或具體值是有可能的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于運(yùn)載液體的膜基質(zhì)，所述膜基質(zhì)由允許液體流動(dòng)的具有約IOMm和約5〇Pm 之間厚度和約〇. IMm和約2〇Pm之間孔徑的纖維素材料組成。2. 權(quán)利要求1的膜基質(zhì)，所述膜基質(zhì)包括硝化纖維素。3. 權(quán)利要求1的膜基質(zhì)，其中所述基質(zhì)具有IOym和30 ym之間的厚度。4. 權(quán)利要求1的膜基質(zhì)，其中所述纖維素材料在澆鑄之后不受支撐。5. 權(quán)利要求1的膜基質(zhì)，其中所述纖維素材料在澆鑄期間通過整合纖維網(wǎng)支撐。6. 權(quán)利要求1的膜基質(zhì)，其中所述纖維素材料在澆鑄期間通過整合纖維網(wǎng)支撐。7. 權(quán)利要求1的膜基質(zhì)，其中所述膜在澆鑄期間在固體支撐體上形成，它保留在上面 用于進(jìn)一步用途。8. 權(quán)利要求7的膜基質(zhì)，其中所述固體支撐體包括塑料箱。9. 權(quán)利要求7的支撐型膜，其中所述固體載體包括紙。10. 權(quán)利要求7的膜基質(zhì)，其中所述固體支撐體包括玻璃纖維材料。11. 權(quán)利要求7的支撐型膜，其中所述支撐體包括金屬箱。12. 權(quán)利要求7的膜基質(zhì)，其中所述支撐體包括權(quán)利要求8至11的支撐材料的任何組 合。13. 權(quán)利要求4的膜基質(zhì)，其中所述膜在所述澆鑄之后通過粘合劑固定到支撐材料上。14. 一種醫(yī)學(xué)診斷檢驗(yàn)品，其包括：權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)中要求保護(hù)的用于運(yùn)載 液體的膜基質(zhì)；適用于捕捉靶分子和/或適合用作其存在要在流動(dòng)通過所述膜基質(zhì)的液體 樣品中檢測的報(bào)道試劑的吸入所述基質(zhì)的試劑；和鄰近膜基質(zhì)的液體吸收元件。15. 權(quán)利要求14中要求保護(hù)的醫(yī)學(xué)診斷檢驗(yàn)品，其中所述試劑以與利用具有IOOMffl或 更大厚度的膜的相當(dāng)診斷檢驗(yàn)品中所用體積相比小30%的體積存在。16. 權(quán)利要求14中要求保護(hù)的醫(yī)學(xué)診斷檢驗(yàn)品，其中所述試劑以與利用具有IOOMffl或 更大厚度的膜的相當(dāng)診斷檢驗(yàn)品中所用體積相比小50%的體積存在。17. 權(quán)利要求14中要求保護(hù)的醫(yī)學(xué)診斷檢驗(yàn)品，其中所述試劑以與利用具有IOOMffl或 更大厚度的膜的相當(dāng)診斷檢驗(yàn)品中所用體積相比小80%的體積存在。18. 如本文關(guān)于附圖所述的膜基質(zhì)或醫(yī)學(xué)診斷檢驗(yàn)品。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種運(yùn)載液體的減厚膜基質(zhì)，所述膜基質(zhì)由具有10和50μm之間厚度和0.1μm和20μm之間孔徑的纖維素材料組成用于診斷檢驗(yàn)(例如，側(cè)流檢驗(yàn))，從而減小所需檢驗(yàn)試劑的量。
【IPC分類】B01D69/06, B01L3/00, B01D69/02, B01D71/10, B01D69/10, B01D69/12, B01D71/20
【公開號】CN105120991
【申請?zhí)枴緾N201480007924
【發(fā)明人】K.霍赫萊特納, S.基爾, A.申克, W.孫
【申請人】沃特曼有限責(zé)任公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2014年2月3日
【公告號】WO2014122094A1