JP7159308B2 - ラテラルフローデバイスおよびこれを用いる試料中の検体を検出する方法 - Google Patents

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Description

本出願は、2017年7月21日に出願された米国仮特許出願番号第62/535,586号に対する優先権の利益を主張し、これは、その全体が参照により本明細書によって組み込まれる。
ラテラルフロー診断デバイスは、キャピラリーフローによって水性媒体及びナノ粒子(例えば、金又はラテックスビーズ)が通過する構造を必要とする。この構造は、典型的には多孔膜であり、好適な流量を達成し、ナノ粒子の移動性を可能にするのに十分な細孔サイズ及び気孔率を有すると同時に、表面への抗原結合を可能にするのに十分なタンパク質結合能も有さなければならない。ラテラルフロー診断デバイスに使用するための膜は、従来、エアキャスト又は転相法のいずれかを使用して生成されている。これらの方法は複雑で遅く、環境条件及び様々なプロセスパラメーター、例えば、ポリマー溶解条件(固体%、溶媒組成)、温度、湿度及び基材に影響を受けやすく、同様の生産運転において、細孔サイズ及び厚さにばらつきがあるクロスウェブ及びダウンウェブが生成される可能性がある。
エアキャストは2ミクロン超の平均フロー孔径(MFP)及び高い気孔率を有する対称な膜を生成するのにより良好な能力を有するため、エアキャストは従来、非溶媒誘起相分離(NIPS)膜のキャストよりも好ましい。エアキャストニトロセルロース膜は、大型の高価な機械で、ニトロセルロースポリマー溶液からの移動ウェブにおける溶媒蒸発により、約1ft/minの遅いライン速度にて製造される。エアキャストニトロセルロース膜には、特にニトロセルロースの安定性、取扱い、保存可能期間及び可燃性の観点から、製造の際に、またエンドユーザーに対しての両方で課題がある。また、ニトロセルロース膜の非多孔フィルム上へのキャストは、脆性及び層間剥離を含む、取扱いの問題点を有することが多く、それがアッセイ製造における使用を困難にしている。
ラテラルフロー診断デバイスにおいて、検出粒子は、典型的には40nmの金又は400nmのラテックスビーズであり、これは、試験及び対照ラインを形成する際に適正なアッセイ機能のため、膜中で、液体前面で自由に移行しなければならない。十分な速さのキャピラリーフロータイム(CFT)のために、また液体ビーズフローの前面分離なしで、検出粒子ビーズ移動性を可能にするために、ラテラルフロー診断デバイスにおいてより大きいMFP及び気孔率が必要である。
したがって、当業界では、ラテラルフロー診断デバイスに有用な改善された膜、及び、そのような膜を作り出すためのより効率的な製造方法の必要性がある。
(発明の要旨)
ある特定の態様では、ラテラルフロー診断デバイスのアッセイ展開領域における使用に好適な不織繊維膜が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、膜は、不織繊維マットを含む。ある特定の実施形態では、不織繊維膜は、200nm~1000nmの平均繊維直径を有するナノ繊維を含み、膜は、約1.5ミクロン超のMFP、及び、少なくとも80%~90%の気孔率を有する。ある特定の実施形態では、不織繊維膜は、ポリマー又はポリマーのブレンド、例えば、ポリメタクリレート(PMMA)、ポリ(フッ化ビニリデン)(PVDF)又はそれらのブレンドを電界紡糸することにより生成されるナノ繊維を含む。一部の実施形態では、不織繊維膜は、電気ブローにより生成されたナノ繊維を含む。
一部の態様では、試料における検体を検出するために設計されたラテラルフロー診断デバイスが、本明細書で提供される。一部の実施形態では、本明細書で提供されるラテラルフロー診断デバイスは、試料を受けるように設計された試料ポート、コンジュゲートパッド、不織繊維膜を含むアッセイ展開領域、及び/又は吸収パッドを含み得る。一部の実施形態では、コンジュゲートパッド、不織繊維膜及び吸収パッドは、互いにキャピラリーフロー連通できるように互いに接続されている。
ある特定の態様では、生体試料内の検体、例えば、代謝産物、ホルモン、治療薬、乱用薬物、ペプチド、抗体及び/又は抗原を検出する、そのようなラテラルフロー診断デバイスを使用する方法が、本明細書で提供される。
さらに、一部の態様では、本明細書に記載されている不織繊維膜、電界紡糸膜及び/又は電気ブロー膜を生成する方法が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、方法は、ポリマー調製物を、非多孔フィルム又は多孔基材上で電界紡糸(例えば、ニードルレス電界紡糸)する又は電気ブローするステップを含む。ある特定の実施形態では、不織繊維膜を生成する方法は、溶媒N,N-ジメチルアセトアミド(DMAC)及び/又はN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)中に約15%~20%PMMA及び/又はPVDFを含有する溶液を電界紡糸(例えば、ニードルレス電界紡糸)するステップを含む。
模範的なラテラルフロー診断デバイスの断面を示す図である。本明細書で提供されるある特定の実施形態では、アッセイの展開領域における膜は、本明細書で開示されている電界紡糸不織繊維マット膜である。 エアキャストにより生成されたポリエチレンテレフタレート(PET)バッキング上における、従来技術のHi-Flow(商標)Plusニトロセルロース膜の例を示す図である。 エアキャストHi-Flow(商標)Plusニトロセルロース膜の走査電子顕微鏡写真(SEM)を示す図である。1000×の上面。 エアキャストHi-Flow(商標)Plusニトロセルロース膜の走査電子顕微鏡写真(SEM)を示す図である。600×の凍結破壊した断面。 模範的な、ニードル電界紡糸プロセス概略図を示す図である。紡糸電極は、シリンジポンプを介してポリマー溶液の分注もする金属シリンジである。 模範的な、ニードルレス電界紡糸プロセスの概略的表示を示す図である。回転ワイヤー電極を描写し、10はポリマー浴であり、20は回転紡糸電極であり、30は収集基材であり、35は収集電極であり、40は電圧源であり、50及び60は繊維である。 電界紡糸繊維の直径及びモルフォロジーが、主にPMMA:PVDF比、固体%、溶媒及び露点によりコントロールされることを示す図である。電界紡糸不織繊維マットの生産性及び均一性は、4つのパラメーター、すなわち、PMMA:PVDF比、電界紡糸パラメーター、露点及びフィルム基材によりコントロールされる。ラテラルフロー診断デバイスにおける膜の性能、例えば、CFT、検出ビーズ移動性、タンパク質結合、タンパク質ストリッピング及び機能アッセイの性能に影響を与える性質は、繊維直径/有効な細孔サイズ、PMMA:PVDF比、界面活性剤の処理、マットの厚さ及び均一性である。 360±120nmの平均繊維直径を生じる、DMAC中の15%w/v PVDF6(Kynar(登録商標)761)(表2)からの、高繊維品質の電界紡糸のSEM画像を示す図である。 DMAC中のPVDF2(Kynar(登録商標)711)の25%w/v溶液からの、平均繊維直径が240±55nmであり、望ましくないビーズを有する電界紡糸繊維のSEMを示す図である。 DMAC(混合2、表4)中の20:80 PMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)の15%w/v溶液から電界紡糸された、直径がより大きい繊維(600±290nm)のSEMを示す図である。 様々なPVDFグレード(表2)で、PVDF6(Kynar(登録商標)761)が、DMAC及びDMF中の最低%w/v溶液で最高粘度を生じたことを示すグラフである。 PVDF6(Kynar(登録商標)761)では、DMFは、同一のw/v%で粘度がより低いため、DMACより良好な溶媒であり、PVDF6でのこの溶液の粘度は、PVDF2(Kynar(登録商標)711)と劇的に異なることを示すグラフである。 PMMAグレード(表3)では、PMMA5(BS572)が、DMAC及びDMF中の低いw/v%で、DMAC中の低分子量PMMA1(V920)より高い溶液粘度を生じたことを示すグラフである。 高MW PMMA5(BS572)及びPVDF6(Kynar(登録商標)761)と、低MW PMMA1(V920)及びPVDF2(Kynar(登録商標)711)の混合比に対して、15%w/v溶液の混合粘度を示すグラフである。 DMAC中のPMMA5(BS572)及びPVDF6(Kynar(登録商標)761)の混合比と、第2y軸上の溶液導電率(μS/cm)に対して、15%w/v溶液の混合粘度を示すグラフである。 DMAC中に、PVDF6(Kynar(登録商標)761)と、粘度調整剤としてのPMMA[PMMA1(V920)、PMMA5(BS572)及びPMMA4(PRD521)]を75:25(PVDF6:PMMA)の比で含む、w/v%を増加させた溶液の粘度を示し、PMMA5(BS572)がより低いw/v%で粘度に最大の影響を及ぼしたことを検証するグラフである。 DMAC中に、PVDF2(Kynar(登録商標)711)と、粘度調整剤としてのPMMA[PMMA1(V920)、PMMA5(BS572)及びPMMA4(PRD521)]を75:25(PVDF2:PMMA)の比で含む、w/v%を増加させた溶液の粘度を示し、PVDF6が、粘度をより高くするための選択となったこと、及び、PMMA5(BS572)がより低いw/v%で粘度に最大の影響を及ぼしたことを検証するグラフである。 DMAC中において、PMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)が混合比100:0、75:25、50:50、25:75及び0:100である15~18w/v%溶液は、電界紡糸繊維の直径をコントロールできることを示すグラフである。 PMMA5(BS572)のPVDF6(Kynar(登録商標)761)に対する比を増加させること、及び15~20%w/vの濃度を上昇させることにより、より高い粘度が生じることを示すグラフである。 PMMA5(BS572)のPVDF6(Kynar(登録商標)761)に対する比を増加させること、及び15~20%w/vの濃度を上昇させることにより、電界紡糸で生成された平均繊維直径がより大きくなることを示すグラフである。 固定Melinex(登録商標)PET上で電界紡糸された、不均一な電界紡糸不織繊維マットを示す図である。 固定Melinex(登録商標)PET上で電界紡糸した場合の、電界紡糸不織繊維マット品質のSEM断面画像を示す図である。 繊維マットの厚さ又は生産性vs基材のバルク電気抵抗率のプロットを示すグラフである。図22は、同一の電界紡糸条件下で、同一の紡糸時間10分にわたり、フィルム幅40cmで製作される、バルク抵抗率が上昇した表5のフィルム(1~5、5b~8b、12、17)を選択して生じた繊維マットの厚さのプロットを示す図である。これは、繊維マットの厚さ又は生産性のピークで、最適な範囲のバルク電気抵抗率がみられることを例証する。 固定LDPEフィルム(表5の#12)上で電界紡糸された、電界紡糸不織繊維マット膜の画像を示す図である。 厚さ約90μmの繊維マットの生産性を有し、同一の電界紡糸条件下で、図21のMelinex(登録商標)PETと比較して繊維充填品質が良好な、LDPEフィルム(表5の#12)上の電界紡糸繊維のSEM断面画像を示す図である。 表1のELMARCO NS1WS500Uユニットの外側において、2cm/minのライン速度の移動ウェブと、LDPEフィルム上にコーティングされた電界紡糸不織繊維マットの画像を示す図である。 電界紡糸繊維のSEM画像を示す図である。空気面における電界紡糸繊維のSEM画像を示す。 電界紡糸繊維のSEM画像を示す図である。LDPE面における電界紡糸繊維のSEM画像を示す。電界紡糸繊維は、LDPEフィルムの移動ウェブ上に、DMAC中の17%w/v PMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)から生成される。 左から右へと低下した湿度に対して、DMAC中の、比60:40の17%w/v PMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)から生成された電界紡糸繊維マットを示す図である。 3つの異なる露点のうち、11.8℃の露点での、図27における電界紡糸試料のSEM画像を示す図である。 3つの異なる露点のうち、3.2℃の露点での、図27における電界紡糸試料のSEM画像を示す図である。 3つの異なる露点のうち、2.6℃の露点での、図27における電界紡糸試料のSEM画像を示す図である。 低下した湿度で、移動LDPEウェブ上に収集して、DMAC中の、比75:25、60:40及び50:50のPMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)の17%w/v溶液を電界紡糸することにより得られる低下した露点に対する、平均繊維直径のプロットを示すグラフである。 同一の電界紡糸パラメーターにより生じた2つの既知の相対湿度%における、様々な、w/v%溶液及びPMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)比の電界紡糸繊維の平均直径のプロットを示すグラフである。 表6における電圧及びライン速度のいくつかの条件での目付に対する、電界紡糸繊維マットの正味平均厚さの線形性を示すグラフである。 電界紡糸繊維マットの厚さを測定して、生産性及び均一性を判定するために使用される、クロスウェブ及びダウンウェブのサンプリングエリア(60×40cm)及び位置の画像を示す図である。 表6で詳述されている1/ライン速度の電界紡糸実験に対する、溶液及び60kV定電圧でのマットの正味平均厚さ及び目付のプロットを示すグラフである。 60kV定電圧での前述された実験(図33.1)のマットの正味平均厚さvs100μm厚LDPEフィルム(表5の#12)の移動ウェブ上で収集される1/ライン速度のプロットを示すグラフである。このフィルムは、Permastat LDPE PE700ASフィルム(表5の#7b)の移動ウェブ上に、100kVを除き、同一条件下で電界紡糸されたマットに重なる。 表6で詳述されている電圧の電界紡糸実験に対する、溶液及び一定ライン速度での、試料の厚さ及び均一性vs図32で詳述されている位置のプロットを示すグラフである。 ライン速度に対して100kVで、表6における溶液での、試料の厚さ及び均一性vs図32で詳述されている位置のプロットを示すグラフである。 図35における実験のSEM画像を示す図である。1.0cm/minライン速度にて、図35で生成された繊維マットのSEM断面画像(倍率600×)を示す。 図35における実験のSEM画像を示す図である。2.0cm/minライン速度にて、図35で生成された繊維マットのSEM断面画像(倍率2000×)を示す。 図35における実験のSEM画像を示す図である。5.0cm/minライン速度にて、図35で生成された繊維マットのSEM断面画像(倍率2000×)を示す。 温度35℃及び相対湿度45%にて、90:10 DMAC:アセトン中の、比75:25の14%w/v PMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)から、30kVで電界紡糸された、733±263nm繊維のSEM画像を示す図である。 エアキャストニトロセルロース及び電界紡糸不織繊維マットでの、細孔サイズ分布対平均直径のプロットを示すグラフである。エアキャストにより生成された、バッキングされていないニトロセルロース膜(Hi-Flow(商標)Plus180UB、MilliporeSigma)の、平均直径に対する細孔サイズ分布のプロットを示す。 エアキャストニトロセルロース及び電界紡糸不織繊維マットでの、細孔サイズ分布対平均直径のプロットを示すグラフである。DMAC中の、比75:25のPMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)である17%w/v溶液から電界紡糸された、平均繊維直径が約700nmである電界紡糸不織繊維マットの細孔サイズ分布対平均直径のプロットを示す。 約135~180秒のCFTを有する、エアキャストニトロセルロース及び電界紡糸不織繊維マットの最大フロー孔径を示すように伸びている、正のエラーバーが付いた、MFPに対するCFTのプロットを示すグラフである。 CFTと平均繊維直径の関係を示す、平均繊維直径に対するCFTのプロットを示すグラフである。 MFPと電界紡糸繊維マット膜の平均繊維直径の関係を示す、最大フロー孔径対平均繊維直径を示すように伸びている、正のエラーバーが付いた、MFPのプロットを示すグラフである。 層間剥離及び脆性について試験した4つの試験ストリップを示す図である。試料は左から右に、エアキャストニトロセルロース(Hi-Flow(商標)Plus135)、及び、LDPEフィルム(層間剥離、脆性及びアズスパン)のコロナ処理面上で収集した電界紡糸不織繊維マット膜が、いずれも層間剥離及び脆性の試験に合格したことを示す。 IPA/水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後のLDPEフィルム上における、平均繊維直径が約700nmである電界紡糸繊維マットの層間剥離及び収縮試験の画像を示す図である。IPA/水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後に、LDPEのコロナ処理面上で紡糸して良好な接着性を示し、繊維マットの収縮/層間剥離がない、平均繊維直径が約700nmである56mm円形にダイカットされたデュプリケートの電界紡糸膜の画像を示す。 IPA/水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後のLDPEフィルム上における、平均繊維直径が約700nmである電界紡糸繊維マットの層間剥離及び収縮試験の画像を示す図である。IPA/水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後に層間剥離するように、LDPEの非コロナ処理面上に紡糸された、平均繊維直径が約700nmである長方形にカットされたデュプリケートの電界紡糸膜の画像を示す。図は、フィルム基材から意図的に層間剥離させた場合でさえ、乾燥させた後の収縮が最小限であることを示す。 接着性を改善する方法として、感圧性アクリル接着剤を含有する、導電性ポリイミドフィルム(Kapton(登録商標)XC、DuPont)面上に直接紡糸された、電界紡糸不織繊維のSEM断面画像を示す図である。 Permastat LDPE PE700ASフィルム(表5の#7b)上にコーティングされた、Lohmann Corporation(Orange、VA)のGL-187(登録商標)接着剤上に直接紡糸された、電界紡糸不織繊維マットの画像を示す図である。 Permastat LDPE PE700ASフィルム(表5の#7b)上にコーティングされた、Lohmann Corporation(Orange、VA)のGL-187(登録商標)接着剤上に直接紡糸された、電界紡糸不織繊維マットのSEM断面画像を示す図である。 Permastat LDPE PE700ASフィルム(表5の#7b)の非接着剤の非コロナ処理面上に電界紡糸され、そこから、Permastat LDPE PE700ASフィルム(表5の#7b)上にコーティングされたLohmann Corporation(Orange、VA)のGL-187(登録商標)接着剤上に移された電界紡糸不織繊維マットの画像を示す図である。 Permastat LDPE PE700ASフィルム(表5の#7b)の非接着剤の非コロナ処理面上で電界紡糸され、そこから、Permastat LDPE PE700ASフィルム(表5の#7b)上にコーティングされたLohmann Corporation(Orange、VA)のGL-187(登録商標)接着剤上に移された電界紡糸不織繊維マットのSEM断面画像を示す図である。 IPA/水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後の、Kapton(登録商標)XCフィルムの非接着剤面における電界紡糸繊維マットの画像を示す図である。Kapton(登録商標)XCフィルムの非接着剤面上で紡糸された電界紡糸繊維の複製試料の画像を示し、該繊維マットは、IPA/水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後に層間剥離する。 IPA/水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後の、Kapton(登録商標)XCフィルムの接着剤面上における電界紡糸繊維マットの画像を示す図である。Kapton(登録商標)XCフィルムのアクリル接着剤面上で紡糸された電界紡糸繊維の複製試料の画像を示し、該繊維マットは、IPA/水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後に十分に結合したままである。 CFT及びビーズ移動性を測定するために使用される、カスタム試験スタンドの画像を示す図である。 ラテックス検出ビーズ移動性試験後における膜の画像を示す図である。平均繊維直径が632±212nm、CFTが約200秒であるデュプリケートの電界紡糸膜の画像を示し、これは、該ビーズ移動性試験に合格し、またHi-Flow(商標)Plus135対照も合格した。 ラテックス検出ビーズ移動性試験後における膜の画像を示す図である。平均繊維直径が432±95nm、CFTが約300秒であるデュプリケートの電界紡糸膜の画像を示し、これは、該ビーズ移動性試験に不合格であり、ビーズの全長4cmの移動に目に見えて明らかな欠陥があった。 断面で目視できる400nmビーズを用いた、Hi-Flow(商標)Plus135、及び、ラテックスビーズが通過する電界紡糸繊維マット試料のSEM断面画像を示す図である。断面で目視できるビーズを用いたラテックスビーズ移動性試験に合格するHi-Flow(商標)Plus135試料のSEM断面画像を示す。 断面で目視できる400nmビーズを用いた、Hi-Flow(商標)Plus135、及び、ラテックスビーズが通過する電界紡糸繊維マット試料のSEM断面画像を示す図である。断面で目視できるビーズを用いたラテックスビーズ移動性試験に合格する電界紡糸繊維試料のSEM断面画像を示す。 マットの同様の正味厚さでの、CFT対電界紡糸不織繊維マット膜の平均繊維直径のプロットを示すグラフである。網掛け領域は、膜がラテックスビーズ移動性試験に合格したか/不合格であったかを示す。 LDPEの移動ウェブ上で電界紡糸された電界紡糸不織繊維マット膜のCFT対平均繊維直径について測定した追加の試料のプロットを示すグラフである。溶液は、DMAC中の、比75:25のPMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)17%w/vであり、繊維直径が様々なのは、露点がコントロールされなかったためである。 約700nmの平均繊維直径を有する電界紡糸不織繊維マットでの、CFT対繊維マットの正味平均厚さのプロットを示すグラフである。 CFT、相対湿度とマットの厚さとの間の相関を示すグラフである。マットの厚さが様々な電界紡糸繊維膜及びHi-Flow(商標)Plus135ニトロセルロース対照での、CFT対相対湿度%のプロットを示す。 CFT、相対湿度とマットの厚さとの間の相関を示すグラフである。様々な平衡相対湿度%での、膜マットの厚さに対するCFTのプロットを示す。 PMMA:PVDFが75:25であり、約700nmの平均繊維直径を有する電界紡糸繊維、及びHi-Flow(商標)Plus135対照での、目付に対するマットの厚さのプロットを示すグラフである。 様々な厚さの電界紡糸不織繊維マットでの、界面活性剤1に対する、CFT対wt%の界面活性剤処理濃度のプロットを示すグラフである。wt%界面活性剤1の処理に対する、CFTのプロットを示す。 様々な厚さの電界紡糸不織繊維マットでの、界面活性剤2に対する、CFT対wt%の界面活性剤処理濃度のプロットを示すグラフである。wt%界面活性剤2の処理に対する、CFTのプロットを示す。 0.1wt%界面活性剤1及び界面活性剤2の処理での、繊維マットの正味平均厚さに対するCFTのプロットを示すグラフである。 様々な厚さの電界紡糸不織繊維マットでの、wt%界面活性剤処理濃度に対するIgG結合のプロットを示すグラフである。IgG結合対wt%界面活性剤1処理濃度のプロットを示す。 様々な厚さの電界紡糸不織繊維マットでの、wt%界面活性剤処理濃度に対するIgG結合のプロットを示すグラフである。wt%界面活性剤2処理濃度に対するIgG結合のプロットを示す。 様々なwt%の界面活性剤1及び界面活性剤2で処理した、約700nmのPMMA:PVDF(75:25)繊維、並びにHi-Flow(商標)Plus135対照の繊維マットの正味平均厚さに対する、IgG結合のプロットを示すグラフである。 表9.1の試料に対するタンパク質ストリッピング品質の画像を示す図である。 表9.2で詳述されているタンパク質(IgG)溶解条件での、左から右へ、Hi-Flow(商標)Plus135対照並びに0.07及び0.09%界面活性剤2(実施例20)で処理したPMMA:PVDF(70:30)の電界紡糸不織繊維マット膜の複製試料のタンパク質ストリッピング試料の画像を示す図である。 表9.3で詳述されているタンパク質(IgG)溶解条件での、左から右へ、デュプリケートのHi-Flow(商標)Plus135対照並びに0.07及び0.09%界面活性剤2(実施例20)で処理したPMMA:PVDF(70:30)の電界紡糸不織繊維マット膜の複製試料のタンパク質ストリッピング試料の画像を示す図である。 Hi-Flow(商標)Plus135ニトロセルロース対照膜での、蛍光スペクトル強度対励起(300~610nm)及び発光波長(320~630nm)を示す図である。 [PMMA:PVDF膜 - Hi-Flow(商標)Plus135ニトロセルロース対照膜]の2つの比のうち1つに対する、蛍光スペクトル強度対励起(300~610nm)及び発光波長(320~630nm)を示し、電界紡糸不織繊維マットは、対照ニトロセルロースより蛍光性が低いことを示す図である。[PMMA:PVDF(75:25)膜 - Hi-Flow(商標)Plus135ニトロセルロース対照膜]での、励起(300~610nm)及び発光波長(320~630nm)に対する蛍光スペクトル強度を示す。 [PMMA:PVDF膜 - Hi-Flow(商標)Plus135ニトロセルロース対照膜]の2つの比のうち1つに対する、蛍光スペクトル強度対発光(300~610nm)及び発光波長(320~630nm)を示し、電界紡糸不織繊維マットは、対照ニトロセルロースより蛍光性が低いことを示す図である。[PMMA:PVDF(50:50)膜 - Hi-Flow(商標)Plus135ニトロセルロース対照膜]での、励起(300~610nm)及び発光波長(320~630nm)に対する蛍光スペクトル強度を示す。 蛍光標識ビーズを有する、また、有さない、倍率200×、FITCモード及び一定レーザー励起強度での、Hi-Flow(商標)Plus135ニトロセルロース対照膜及びPMMA:PVDF(75:25)膜の蛍光顕微鏡画像を示す図である。 21μm、37μm及び60μmの厚さを有する、本明細書で提供される模範的な方法により生成された電界紡糸PMMA膜の画像を示す図である。 本明細書で提供される方法により生成された電界紡糸膜のSEMを示す図である。膜は、以下のポリマー及びポリマーブレンド、PMMA、PVB、PVDF、PA、PES、NC、PMMA/PVDF、PVDF/PMMA、PMMA/PVB、PMMA/PVB/SDBS、PES/PVP及びNC/PVB/SDBSを使用して生成される。画像は、電界紡糸膜の気孔率、細孔サイズ及び表面モルフォロジーを例証する。高倍率のSEMは、ビーズを含まない均一な繊維の電界紡糸膜を示す。 本明細書で提供される方法により生成された電界紡糸膜へのタンパク質結合を示す図である。膜は、PMMA、PVB及びPVDFを使用して電界紡糸した。 本明細書で提供される模範的な方法により生成された電界紡糸膜の金ナノ粒子移動性の検査を示す図である。 本明細書で提供される模範的な方法により生成された電界紡糸膜のラテックス移動性検査を示す図である。直径0.4μmを超えるラテックスビーズのビーズ試験移動性を、電界紡糸膜で評価した。膜は、液体とラテックスビーズとの間のフロー前面の分離を示さない。 金ナノ粒子及びラテックスビーズ移動性検査後に、本明細書で提供される模範的な方法により生成されたPMMA膜のSEMを示す図である。これらの粒子は、高倍率SEMで示されているように、フロー前面の分離を一切伴わずに、相互に接続した細孔を通って繊維の面に沿って流れる。 本明細書で提供される模範的な方法により生成された、異なるPMMA/PVDF比を有する2つのPMMA/PVDFブレンド電界紡糸膜のタンパク質結合を示す図である。結果は、タンパク質が電界紡糸膜上で見出されること、及び、ラテラル用途でのその潜在的性質を示す。 本明細書で提供される模範的な方法により生成された、異なるPMMA/PVDF比を有する、2つのPMMA/PVDF電界紡糸膜の金ナノ粒子移動性の検査を示す図である。 (a)厚さ85μmのPVDF膜、(b)厚さ119μmのPVDF膜、(c)68μmの2:1 PMMA/PVDFブレンド膜及び(d)65μmの1:2 PMMA/PVDFブレンド膜のB型肝炎アッセイを示す図である。 電界紡糸不織繊維マット膜上における、完全B型肝炎表面抗原(HBsAg)のラテラルフロー試験で、合格した試験の結果を示す図である。 エアキャストニトロセルロース上における、完全B型肝炎表面抗原(HBsAg)のラテラルフロー試験で、合格した試験の結果を示す図である。 電界紡糸不織繊維マット膜上で、妊娠を検出する、hCG(ヒト絨毛性ゴナドトロピンホルモン)の機能試験での、試験の合格を示す図である。 エアキャストニトロセルロース上で、妊娠を検出する、hCG(ヒト絨毛性ゴナドトロピンホルモン)の機能試験での、試験の合格を示す図である。
全般
ラテラルフロー診断デバイスは、互いにキャピラリーフロー連通できるように配置されている一連のキャピラリーベッド上で作動する。ラテラルフローデバイスにおけるアッセイ展開領域に使用される材料は、アッセイの最適な性能のためにある性質を必要とする。これらの性質は、一貫したキャピラリーフロー、適切な検出ビーズの移動性、適切な検出ライン形態、高度なタンパク質結合及び耐久性を含む。
ある特定の態様では、ラテラルフロー診断デバイスにおける使用に好適な不織繊維膜(例えば、電界紡糸又は電気ブロー不織繊維マット膜)が、本明細書で提供される。ある特定の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、ラテラルフロー診断デバイスにおける使用に望ましい性質(例えば、一貫したキャピラリーフロー、適切な検出ビーズの移動性、適切な検出ライン形態、高度なタンパク質結合及び高耐久性)を呈する。ある特定の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜を含むラテラルフロー診断デバイス、及び、そのようなデバイスを使用する方法が、本明細書で提供される。ある特定の実施形態では、ニードル電界紡糸、ニードルレス電界紡糸又は電気ブローを使用して、そのような不織繊維膜を作る方法が、本明細書で提供される。
ある特定の実施形態では、本明細書で開示されている、直径がより大きい電界紡糸又は電気ブロー繊維から、特有の性質、例えば、高いバルク気孔率、狭い分布の大きい細孔サイズレーティング、高い表面積及び高度で調節可能なタンパク質結合を有し、それらを示す繊維マットが生成される。ある特定の実施形態では、本明細書で開示されている電界紡糸又は電気ブロー繊維マットは、より大きいラテラルフローアッセイ感受性を備える可能性があり、これらの前述の性質を利用する将来の応用を可能にし得る。また、一部の実施形態では、電界紡糸又は電気ブロー繊維マットは、脆性がなく、可撓性を有するため、既存のエアキャストニトロセルロース膜と比較して、マットを丸めるか、又は折り曲げることが容易となり、これにより非平面の用途への活路が開ける。
定義
便宜のため、本明細書、実施例及び添付の特許請求の範囲に用いられるある特定の用語を、ここに集める。
本明細書で使用される場合、単数形「a」、「an」及び「the」は、文脈により明らかに示されていない限り、複数形も含むように意図されている。
「約」という用語は、特定の値について、当業者により決定される許容できる誤差範囲内であることを意味し、これは、値がどのように測定又は決定されるかに、すなわち、測定体系の限定に部分的に依存する。例えば、「約」は、当技術分野の慣行により、1以内の又は1を超える標準偏差内を意味し得る。「約」は、所定の値の0~20%、0~10%、0~5%まで又は1%までの範囲を意味し得る。分量の成分を含有する組成物又は条件、例えば、温度若しくは粘度に関して、「約」又は「およそ」という用語が使用される場合、これらの値は、記述されている値と、値の0~10%前後のばらつきを含む(X±10%)。
「含む(including)」、「含む(includes)」、「有する(having)」、「有する(has)」、「と(with)」という用語又はそれらの変形は、「を含む(comprising)」という用語と同様に、包括的である。語句「から本質的になる(consisting essentially of)」又は「から本質的になる(consists essentially of)」という語句は、特定の材料又はステップを含有する実施形態、並びに、実施形態の基本的及び新規な特徴(複数可)に著しく影響を与えない材料及びステップを含むものを包含する。
範囲は、範囲内のそれぞれの値及びすべての値を冗長に記載し、説明しなければならないことを避けるために、手短に記述される。したがって、値について範囲が記述されている場合、範囲内の任意の適切な値が選択され得、これらの値は、範囲の上限値及び下限値を含む。例えば、0.1~1.0の範囲は、0.1及び1.0の最終値、並びに0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9の中間値、また、0.1~1.0、例えば、0.2~0.5、0.2~0.8、0.7~1.0内に包含される中間範囲すべてなどを表す。
硝酸セルロースとしても公知の「ニトロセルロース」は、セルロースをニトロ化剤、例えば、硝酸でニトロ化することにより形成されるポリマーである。
本明細書で使用される場合、「エアキャスト膜」は、溶媒のコントロールされた蒸発プロセスを通して溶媒中に溶解したポリマーから形成される多孔構造である。
本明細書で使用される場合、「キャピラリーフローポロメトリー」という語句は、「ポロメトリー」という用語と互換的に使用され、圧力を上昇させたガスを適用することによる、試料の細孔からの湿潤液体の排水に基づく特性評価技術である。
本明細書で使用される場合、「平均フロー細孔サイズ」又は「MFP」という用語は、キャピラリーフローポロメトリーにおける、湿潤曲線が乾き曲線の半分に接するフロー圧力曲線から中間点として計算された孔径を指す。MFPは、ガスフローの50%が湿潤膜を通過する細孔サイズに相当する。
本明細書で使用される場合、「最大フロー細孔サイズ」は、第1のフローが、キャピラリーフローポロメトリーで、湿潤膜を通して検出される細孔サイズで測定及び計算された最初のバブルポイントである。
本明細書で使用される場合、「キャピラリーフロータイム」又は「CFT」という用語は、均一な液体前面が、1×4cmストリップの4cmを横断するのにかかる時間を指す。CFTを測定するために、1×4cm試験ストリップを150μLの水を含有するウェルにセットし、均一な液体前面が、全長4cmを横断するのにかかる時間が、CFTとして測定される。
「検出ビーズ移動性試験」は、膜が、その膜の細孔構造を通して、特定のサイズのビーズを、液体フロー前面とビーズ前面との間で一切分離させずに自由に通過させる能力を検査する。典型的には、この試験では、ビーズ前面の可視化を促進するために着色ビーズが使用される。膜は、透明な液体フロー前面及び検出ビーズの着色した前面ラインに、目視可能な分離がない場合にのみ、検出ビーズ移動性試験に合格する。典型的には、検出ビーズ移動性試験は、特定のサイズのラテックスビーズを含有する25μL溶液中に浸漬した1×4cm試験膜上で行われ、ビーズを含有する溶液を、上面を流れさせる。液体前面及びビーズ前面を観察して、試験膜が検出ビーズ移動性試験に合格したか否かを判定する。
「気孔率」という用語は、材料における空隙の規模を表現するために本明細書で使用され、これは、全体の体積に対する空隙の体積の割合である。
気孔率パーセントは、以下の等式に基づいて計算される。
気孔率%=[1-(目付/(マットの厚さ×ポリマー密度))]、式中、目付の単位は、g/mであり、ポリマー密度の単位は、g/mであり、マットの厚さの単位は、mである。
「アッセイ展開領域」という語句は、検体の有無を示すように設計されたデバイスの領域に相当する。典型的には、アッセイ展開領域は、検体又は検体のコンジュゲートに特異的に結合する結合剤を、デバイスに使用される他の成分と共に含む試験領域を含む。アッセイ展開領域は、デバイスに使用される原料に特異的に結合する結合剤を含む対照領域も含み得、これは、アッセイが予想通りに行われたかを検出するように設計されている。
本明細書で使用される場合、「界面活性剤」という用語は、2つの液体の間、又は液体と固体との間における表面張力(又は界面張力)を低下させる化合物を指す。界面活性剤は、洗剤、湿潤剤、乳化剤、発泡剤及び分散剤としての機能を果たし得る。いくつかの例では、界面活性剤は、両親媒性の有機化合物であり、これは、界面活性剤が、疎水基(尾部)及び親水基(頭部)の両方を含有することを意味する。したがって、界面活性剤は、水不溶性(又は油溶性)成分及び水溶性成分の両方を含有し得る。界面活性剤は、水が油と混合される場合では、水に拡散し、空気と水との間の界面に、又は、油と水との間の界面に吸着する。水不溶性疎水基は、バルク水相から空気中又は油相中へと伸張し得るが、水溶性頭部基は、水相に留まる。
不織繊維膜
ある特定の態様では、ラテラルフロー診断デバイスに有用な不織繊維膜が、本明細書で提供される。ある特定の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、電界紡糸プロセスにより製作される。一部の実施形態では、電界紡糸プロセスは、ニードルレス電界紡糸プロセスである。一部の実施形態では、電界紡糸プロセスは、ニードル電界紡糸プロセスである。一部の実施形態では、不織繊維マットは、電気ブロープロセスにより生成される。
一部の実施形態では、本明細書に記載されている不織繊維膜、電界紡糸膜及び/又は電気ブロー膜は、200nm~1000nmの平均繊維直径を有する電界紡糸又は電気ブロー不織ナノ繊維からなる。ある特定の実施形態では、ナノ繊維は、少なくとも200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm又は950nmの平均繊維直径を有する。一部の実施形態では、ナノ繊維は、1000nm以下、950nm、900nm、850nm、800nm、750nm、700nm、650nm、600nm、550nm、500nm、450nm、400nm、350nm、300nm又は250nmの平均繊維直径を有する。一部の実施形態では、ナノ繊維の平均繊維直径は、少なくとも約500nmである。一実施形態では、不織ナノ繊維の平均繊維直径は、200±40nm、250±50nm、300±60nm、350±70nm、400±80nm、450±90nm、500±100nm、550±110nm、600±120nm、650±130nm、700±140nm、750±150nm、800±160nm、850±170nm、900±180nm、950±190nm又は1000±200nmである。ある特定の実施形態では、本明細書で提供される繊維膜は、不織ナノ繊維からなり、ナノ繊維の少なくとも80%、85%、90%、95%又は99%が、200±40nm、250±50nm、300±60nm、350±70nm、400±80nm、450±90nm、500±100nm、550±110nm、600±120nm、650±130nm、700±140nm、750±150nm、800±160nm、850±170nm、900±180nm、950±190nm又は1000±200nmの繊維直径を有する。ある特定の実施形態では、本明細書で提供される繊維膜は、不織ナノ繊維からなり、ナノ繊維の少なくとも80%、85%、90%、95%又は99%は、約200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm、950nm又は1000nmの繊維直径を有する。
一部の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、少なくとも約1ミクロンのMFPを有する。一部の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、少なくとも約2ミクロンのMFPを有する。ある特定の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、少なくとも約1.0ミクロン、1.2ミクロン、1.3ミクロン、1.4ミクロン、1.5ミクロン、1.6ミクロン、1.7ミクロン、1.8ミクロン、1.9ミクロン、2.0ミクロン、2.1ミクロン、2.2ミクロン、2.3ミクロン、2.4ミクロン、2.5ミクロン、2.6ミクロン、2.7ミクロン、2.8ミクロン、2.9ミクロン、3.0ミクロン、3.5ミクロン又は4.0ミクロンのMFPを有する。一部の実施形態では、不織繊維膜のMPFは、1~4ミクロン、1.5~4ミクロン、2~4ミクロン、1~3.5ミクロン、1.5~3.5ミクロン、2~3.5ミクロン又は2.5~3.5ミクロンである。特定の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、図38.2で示されている細孔サイズ分布を有する。
一部の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、少なくとも約70%の気孔率を有する。一部の実施形態では、不織繊維膜は、少なくとも71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%又は90%の気孔率を有する。一部の実施形態では、不織繊維膜は、70%~95%、70%~90%、75%~90%又は80%~90%の気孔率を有する。
特定の態様では、本明細書で提供される不織繊維膜は、例えば、ニードル電界紡糸、又はニードルレス電界紡糸を使用して電界紡糸されるナノ繊維からなる。一部の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、ニードルレス電界紡糸を使用して電界紡糸されるナノ繊維からなる。
一部の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、ナノ繊維に電界紡糸又は電気ブローされるのに好適なポリマー又はポリマーのブレンドから作られたナノ繊維からなる。ナノ繊維に電界紡糸又は電気ブローされ得るポリマー又はポリマーのブレンドの非限定的な例は、ナイロン、例えば、ナイロン-46、ナイロン-66、ポリウレタン(PU)、ポリベンズイミダゾール、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリ乳酸(PLA)、ポリエチレン-co-酢酸ビニル(PEVA)、PEVA/PLA、PMMA、PMMA/テトラヒドロペルフルオロオクチルアクリレート(TAN)、ポリエチレンオキシド(PEO)、コラーゲン-PEO、ポリスチレン(PS)、ポリアニリン(PANI)/PEO、PANI/PS、ポリビニルカルバゾール、PET、ポリアクリル酸-ポリピレンメタノール(PAA-PM)、ポリアミド(PA)、絹/PEO、ポリビニルフェノール(PVP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、酢酸セルロース(CA)、PAA-PM/PU、ポリビニルアルコール(PVA)/シリカ、ポリアクリルアミド(PAAm)、乳酸-グリコール酸共重合体(PLGA)、ポリカルプロラクトン(PCL)、ポリメタクリル酸ヒドロキシエチル(HEMA)、PVDF、PVDF/PMMA、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリ(フェロセニルジメチルシラン)(PFDMS)、ナイロン6/モンモリロナイト(Mt)、ポリ(エチレン-co-ビニルアルコール)、ポリアクリルニトリル(PAN)/TiO、ポリカプロラクトン(PCL)/金属、ポリビニルポロリドン、ポリメタ-フェニレンイソフタルアミド、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ナイロン-12、PET、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリビニルブチラール(PVB)、PET/PEN又はこれらのポリマーの1種以上のブレンドを含む。
ある特定のポリマーのナノ繊維への電界紡糸の例は、Huangらの参考文献(Huangら、Composites Science and Technology、63(2003年)2223~2253頁)で示されており、これは、その全体、特に表1を、参照により本明細書に組み込む。ある特定の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、PMMA、PVDF又はPMMA及びPVDFのブレンドから選択されるポリマーで構成されるナノ繊維を含む。一部の実施形態では、ナノ繊維は、PMMA及びPVDFのブレンドで構成される。一部の実施形態では、PVDFのブレンドは、1:99~99:1のPMMA対PVDFの重量比を有する。一部の実施形態では、PMMA対PVDFの重量比は、約10:90、15:85、20:80、25:75、30:70、35:65、40:60、45:55、50:50、55:45、60:40、65:35、70:30、75:25、80:20、85:15又は90:10である。好ましい実施形態では、PMMA及びPVDFのブレンドは、60:40~70:30のPMMA対PVDFの重量比を有する。一部の実施形態では、PMMA対PVDFの重量比は、約60:40、61:39、62:38、63:37、64:36、65:35、66:34、67:33、68:32、69:31又は70:30である。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、25ミクロン~250ミクロン、50~225ミクロン、75~200ミクロン、100ミクロン~175ミクロン又は125~150ミクロンの厚さを有する。一部の実施形態では、不織繊維膜は、約25ミクロン、30ミクロン、35ミクロン、40ミクロン、45ミクロン、50ミクロン、55ミクロン、60ミクロン、65ミクロン、70ミクロン、75ミクロン、80ミクロン、85ミクロン、90ミクロン、95ミクロン、100ミクロン、105ミクロン、110ミクロン、115ミクロン、120ミクロン、125ミクロン、130ミクロン、135ミクロン、140ミクロン、145ミクロン、150ミクロン、155ミクロン、160ミクロン、165ミクロン、170ミクロン、175ミクロン、180ミクロン、185ミクロン、190ミクロン、195ミクロン又は200ミクロンの厚さを有する。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、75~300秒、100~275秒、125~250秒、150~225秒又は175~200秒のCFTを有する。
一部の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、40~600nm、60~580nm、80~560nm、100~540nm、120~520nm、140~500nm、160~480nm、180~460nm、200~440nm、240~420nm、260~400nm、280~380nm、300~360nm、320~340nm又は約400nmの大きさを有するビーズについての検出ビーズ移動性試験に合格する。
なおさらなる実施形態では、約40~60ミクロンの厚さを有する本明細書で提供される不織繊維膜は、少なくとも約70~120mg/cm、80~110mg/cm又は90~100mg/cmのタンパク質結合能を有する。
一部の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、望ましい特徴、例えば、偏差が少ない75~300秒のCFT、好適な検出ビーズ移動性、好適なタンパク質ストリッピング品質、より高度で調節可能なタンパク質結合、高い気孔率、高い表面積、同様の面積比、少ないバックグラウンド自家蛍光、及び検体の検出限界を下げる可能性、及び潜在的により正確なアッセイ定量を示す。本明細書で提供される電界紡糸又は電気ブロー繊維膜により示される他の有益な改善は、製造におけるより良好な再現性、エンドユーザーの利用におけるより良好な安定性、より長い保存可能期間、無害の材料(とりわけ、ニトロセルロースと比較して)及びエアキャスト設備より小さい平方フィート要件を有する製造設備におけるより低い資本投資を示す、安定な合成ポリマーを含む。
ラテラルフロー診断デバイス
ある特定の態様では、本明細書で提供される不織繊維膜を含むデバイスが、本明細書で提供される。一部の実施形態では、そのようなデバイスは、試料中の検体を検出するように設計されている。一部の実施形態では、デバイスは、本明細書に記載されている不織繊維膜を含むアッセイ展開領域を含む。
ある特定の実施形態では、デバイスは、ラテラルフロー診断デバイスである。模範的なラテラルフロー診断デバイスの概略的描写は、図1で示されている。ラテラルフロー診断デバイスのある特定の説明は、例えば、Lateral Flow Immunoassay(2009年)、編者:Raphael Wong及びHarley Tse(編)、Humana Pressで示されており、これは、その全体を、参照により本明細書に組み込む。ラテラルフロー診断デバイスの追加の説明は、Sajidらの参考文献、(J Saudi Chem. Soc.、(2015年);(19)6:689~705頁)で示され、これは、その全体、特に表2を、参照により本明細書に組み込む。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供されるラテラルフロー診断デバイスは、試料を受けるように設計された試料ポート、コンジュゲートパッド、アッセイ展開領域及び吸収パッドを含む。コンジュゲートパッド、アッセイ展開領域及び吸収パッドは、互いにキャピラリーフロー連通できるように接続されている。本明細書に記載されているラテラルフロー診断デバイスでは、アッセイ展開領域は、本明細書に記載されている不織繊維膜から作られる。
典型的なラテラルフロー診断デバイスでは、試料パッドは、過剰な試料流体を保持する。試料パッドが試料流体に浸ると、流体は、粒子のコンジュゲート、及び、検体に特異的に結合する第1の結合剤を含有するコンジュゲートパッドに移行する。コンジュゲートパッドは、検体と、粒子に固定された第1の結合剤との間の結合に適切な条件を備える、乾燥形態の緩衝剤/塩/糖マトリックスを含有し得る。試料流体は、緩衝剤/塩/糖マトリックス、並びに粒子を溶解する。合わせた輸送活動では、試料及びコンジュゲートの混合物が、多孔構造を通って流れる。この輸送中、検体は、粒子にコンジュゲートした第1の結合剤に結合する一方、さらにアッセイ展開領域を通って移行する。アッセイ展開領域は、試験領域、及び任意選択的に対照領域を有し、そこに追加の分子が固定されている。試料-コンジュゲート混合物が、対照及び試験領域に達する時間までに、検体は粒子に結合しており、試験及び対照領域における分子は、粒子-第1の結合剤-検体又は粒子-第1の結合剤の複合体に結合する。流体がますます対照及び試験領域を通過すると、粒子が蓄積し、領域は色を変える。これらの反応域を通過した後で、試料流体は、最後の多孔材料であり、廃液容器としての機能を果たす吸収パッドに入る。
本明細書に記載されているある特定のラテラルフロー診断デバイスでは、コンジュゲートパッドは、検体に特異的に結合する第1の検体結合剤にコンジュゲートした粒子を含む。第1の検体結合剤にコンジュゲートした粒子は、着色粒子又は発色性粒子であり得る。着色又は発色性粒子の非限定的な例は、金粒子又はラテックスビーズを含む。第1の検体結合剤にコンジュゲートした粒子は、磁気粒子及び凝集物、蛍光性材料又は発光材料であってもよい。第1の検体結合剤にコンジュゲートした粒子は、コロイド状炭素であってもよい。
本明細書に記載されているラテラルフロー診断デバイスでは、診断デバイスの展開領域は、本明細書で提供される不織膜から作られる。ある特定のデバイスでは、展開領域は、検体に特異的に結合する第2の検体結合剤を固定的に内包する試験領域を含む。ある特定のデバイスでは、展開領域は、対照領域に固定された、粒子に結合する粒子結合剤を含む対照領域をさらに含む。
本明細書に記載されているラテラルフロー診断デバイスは、代謝産物、ホルモン、治療薬、乱用薬物、ペプチド、抗体及び抗原から選択される検体を検出するように設計され得る。本明細書で提供されるラテラルフロー診断デバイスを使用して検出できる検体のある特定の例は、Sajidらの参考文献の表2で示されている。本明細書で提供されるラテラルフロー診断デバイスを使用して検出できる検体のさらなる例は、黄体形成ホルモン、ヒト絨毛性ゴナドトロピン、コレステロール又はグルコースを含む。
一部の実施形態では、本明細書に記載されているラテラルフロー診断デバイスを使用して、試料中の検体を検出する方法が、本明細書で提供される。検体は、生物学的検体であり得、試料は、生体試料、例えば、体液又は組織抽出物であり得る。
生物学的検体の非限定的な例は、代謝産物、ホルモン、治療薬、乱用薬物、ペプチド、抗体、抗原を含み、生体試料は、体液である。Sajidらの参考文献の表2に記載されている検体は、本明細書で提供される方法で検出できる。本明細書で提供される方法で検出できる検体のさらなる例は、黄体形成ホルモン、ヒト絨毛性ゴナドトロピン、コレステロール又はグルコースを含む。本明細書で提供される方法に従って検出できる検体のなおさらなる例は、当業者に公知であり、又は容易に明らかになり、そのような実施形態は、本明細書で提供される方法及びデバイスの範囲内である。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される方法は、羊水、房水、硝子体液、胆汁、血液、脳脊髄液、乳糜、内リンパ、外リンパ、膣液、リンパ、粘液(鼻漏及び痰を含む)、心嚢液、腹膜液、胸水、膿、粘膜分泌物、唾液、痰、関節液、膣分泌物、***、血液、血清又は血漿から選択される体液に対して実施される。
他の実施形態では、本明細書で提供される方法は、器官又は組織抽出物で実施される。抽出物を生成するために使用できる器官又は組織の非限定的な例は、胎盤、脳、眼、松果体、下垂体、甲状腺、副甲状腺、胸郭、心臓、肺、食道、胸腺、胸膜、副腎、虫垂、胆嚢、膀胱、大腸、小腸、腎臓、肝臓、膵臓、脾臓、ストーマ、卵巣、子宮、精巣、皮膚、血液又は血液のバフィーコート試料を含む。任意の生物学的供給源からの器官及び組織のさらなる例は、当業者に周知であり、そのような実施形態は、本明細書で提供される方法の範囲内である。
ある特定の実施形態では、本明細書で開示されている直径がより大きい電界紡糸繊維から、特有の性質、例えば、高いバルク気孔率、狭い分布の大きい細孔サイズレーティング、高い表面積、並びに高度で調節可能なタンパク質結合を有し、それらを示す繊維マットが生成される。ある特定の実施形態では、本明細書で開示されている電界紡糸繊維マットは、より高いラテラルフローアッセイの感受性を備える可能性を有し、これらの前述の性質を利用する将来の応用を可能とすることができる。また、一部の実施形態では、電界紡糸繊維マットは、脆性がなく、可撓性を有するため、既存のエアキャストニトロセルロース膜と比較して、マットを丸めたり、または折り曲げたりすることが容易となり、これにより非平面の用途への活路が開ける。
不織繊維マットを作る方法
ある特定の態様では、本明細書に記載されている不織繊維膜を生成する方法が、本明細書で提供される。具体的には、方法は、非多孔フィルム又は多孔基材上へのポリマー調製物の電界紡糸(例えば、ニードルレス電界紡糸又はニードル電界紡糸)又は電気ブローを含み、続いて場合によっては、任意の接着方法を使用してフィルム基材に移して、本明細書で提供される不織繊維膜を生成する。
電界紡糸は、ポリマーの混合物、例えば、ポリマー溶液又はポリマー溶融物からナノ繊維を生成するプロセスである。このプロセスは、そのようなポリマー溶液又はポリマー溶融物への電位の印加を伴う。電界紡糸ナノ繊維マット又は膜を作るための、電界紡糸プロセスのある特定の詳細は、静電紡糸プロセスを行うための好適な装置を含み、これは、国際特許出願公開WO2005/024101、WO2006/131081及びWO2008/106903に記載されており、このそれぞれは、その全体を、参照により本明細書に組み込む。
電界紡糸プロセス中、紡糸電極及びポリマー溶液に高電圧を印加することにより、電極から繊維が噴射されるか、又は紡糸され、繊維は、荷電するか、又は収集電極に向けて紡糸され、電極の間の基材上に高い気孔率の不織マットとして収集される。
2つの電界紡糸の方法は、ニードル及びニードルレス電界紡糸である。ニードル電界紡糸(図4)は、典型的には、紡糸電極が金属シリンジである場合に設定され、これはまた、シリンジポンプを経由してポリマー溶液を分注する。ニードル電界紡糸の設定は、典型的には、カスタムラボスケール又はより小規模の商業的に生産された機械で行われる。
ニードルレス電界紡糸では、繊維塊/時間の生産性がより高くなり、より広い面積で、及び可動ベースで動作する能力が高くなって、不織繊維マット膜の連続したロールストックが収集される。商用のニードルレス電界紡糸設備の例は、ELMARCO、s.r.o.(Liberec、Czech Republic)を含む。ELMARCO電界紡糸機は、2つのタイプのポリマー溶液の紡糸電極への分注として機能する。
一部の電界紡糸法では、回転ワイヤー電極機において、ポリマー溶液が、コーティング浴中の回転する紡糸電極にコーティングされる(図5)。ELMARCOモデル、NSLAB200A及びNS3A1000U(表1で挙げられている)は、この技術を特徴とし、最大電圧が82kVで、幅が20及び100cmである。ある特定の他の実施形態は、紡糸するための固定した巻出しワイヤー電極(複数可)を伴い、そこで、ポリマー溶液が、可動ヘッドを経由してキャピラリー分注される。これらの機械は、100kVの最大電圧、並びに、50及び160cmの幅を有する。この技術は、モデルNS1WS500U及びNS8S1600Uで利用できる(表1でも挙げられている)。
Figure 0007159308000001
一部の実施形態では、ナノ繊維組成物は、単一のナノ繊維から作られ、単一のナノ繊維は、紡糸及び収集電極の間に位置した移動収集装置が1回通過することにより作られる。ナノ繊維の繊維性ウェブは、同移動収集装置の上/下で同時に動作する1つ以上の紡糸電極により形成され得る。
一部の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、電気ブロープロセスを通して製作される。模範的な電気ブロープロセスは、米国特許公開第2007/0075015号で提供されており、これは、参照により本明細書に組み込まれる。例えば、一部の実施形態では、繊維マットは、紡糸ノズル、ブローガス注入ノズル及び収集器を含む少なくとも1つの紡糸ビームを含む、紡糸ビームを含む微細繊維紡糸装置の使用を通して製作でき、紡糸ビーム及び収集器は、その間で維持される高電圧静電接合部を有する。ポリマー及び溶媒を含むポリマー溶液は、ポリマーの紡糸ノズルに供給され、これは、紡糸ノズルからポリマー溶液を、圧力をかけて放出する一方、溶液を、ガス注入ノズルから放出されたブローガスでブローして、繊維の繊維性ウェブを形成し、単一の紡糸ビーム下の1回の通過で、移動収集装置上にて繊維性ウェブを収集する。一部の実施形態では、熱カレンダー処理を使用して、得られた媒体の厚さを減少させ、密度及び固さを増加させることができ、細孔のサイズを減少させることができる。
本明細書で提供される電界紡糸又は電気ブロー繊維マット膜は、エアキャスト膜と比較して様々な3次元モルフォロジーを有し、気孔率は、サブミクロンからミクロンの大きさの平均繊維直径を有する不織ポリマー繊維の重なりに由来し、これにより、細孔サイズの直径レーティングが比例的に行われる。
本明細書で提供される電界紡糸又は電気ブロー不織繊維マット膜は、特定の利点を備える。例えば、ある特定の実施形態では、ニードルレス電界紡糸は、連続ロール製造にスケールアップして、ラテラルフロー診断デバイスで使用できる非多孔基材上に、電界紡糸不織繊維マット膜を生成できる。本明細書で提供される不織繊維マット膜は、生産性、均一性及び移動基材への接着性を備えた非多孔フィルム又は多孔基材上に、効率的に電界紡糸又は電気ブローできる。
ポリマー溶液、例えば、本明細書で開示されているポリマーのタイプ、グレード、混合比、質量百分率、溶媒及び粘度、並びに電界紡糸条件、例えば、機械のタイプ、フィルム基材の仕様、電圧、露点及びライン速度を使用して、非多孔フィルム上で電界紡糸不織繊維マット膜の連続ロールストックを作ることができる。様々なポリマーの特定のブレンド、例えば、固体パーセント、比、溶媒、粘度及び異なるグレードのポリマーを使用して、ラテラルフロー診断デバイスに使用するために望ましい性質、例えば、MFP、気孔率及び厚さを有する不織繊維マット膜を生成するのに必要とされる繊維直径を生じさせることができる。
電界紡糸を経由した、繊維を生成するプロセスも、繊維直径及びマットの性質をコントロールするいくつかのパラメーターを有する。電界紡糸技術に加えて、他のパラメーターもコントロールして、望ましい性質を有する繊維及びマットを得ることができる。図6は、繊維直径及びモルフォロジーをコントロールする4つのパラメーター(PMMA:PVDF比、固体%、露点及び溶媒組成)を示す。また、4つのパラメーター(PMMA:PVDF比、電界紡糸パラメーター、露点及びフィルム基材)は、不織繊維マットの生産性及び均一性に寄与する。さらに、4つのパラメーター(繊維直径/有効な細孔サイズ、PMMA:PVDF比、界面活性剤処理、並びにマットの厚さ及び均一性)は、ラテラルフロー診断アッセイ用途の使用に関連性がある性質、すなわち、CFT、検出ビーズ移動性、タンパク質結合、タンパク質ストリッピング及び機能アッセイの性能に寄与する。ナノ繊維の電界紡糸中にコントロールできる電界紡糸パラメーターは、電圧、気流、電極の距離、基材のライン速度、キャリッジ速度、分注オリフィス及び紡糸電極のワイヤー速度を含む。
本明細書で提供される不織繊維マット膜を生成するために電界紡糸又は電気ブローできるポリマー調製物は、ポリマー溶融物又はポリマー溶液を含む。ポリマー溶融物又はポリマー溶液は、1種以上のポリマーを含み得る。例えば、ポリマー調製物は、ナイロン、例えば、ナイロン-46、ナイロン-66、ポリウレタン(PU)、ポリベンズイミダゾール、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリ乳酸(PLA)、ポリエチレン-co-酢酸ビニル(PEVA)、PEVA/PLA、PMMA、PMMA/テトラヒドロペルフルオロオクチルアクリレート(TAN)、ポリエチレンオキシド(PEO)、コラーゲン-PEO、ポリスチレン(PS)、ポリアニリン(PANI)/PEO、PANI/PS、ポリビニルカルバゾール、PET、ポリアクリル酸-ポリピレンメタノール(PAA-PM)、ポリアミド(PA)、絹/PEO、ポリビニルフェノール(PVP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、酢酸セルロース(CA)、PAA-PM/PU、ポリビニルアルコール(PVA)/シリカ、ポリアクリルアミド(PAAm)、乳酸-グリコール酸共重合体(PLGA)、ポリカルプロラクトン(PCL)、ポリメタクリル酸ヒドロキシエチル(HEMA)、PVDF、PVDF/PMMA、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリ(フェロセニルジメチルシラン)(PFDMS)、ナイロン6/モンモリロナイト(Mt)、ポリ(エチレン-co-ビニルアルコール)、ポリアクリルニトリル(PAN)/TiO、ポリカプロラクトン(PCL)/金属、ポリビニルポロリドン、ポリメタ-フェニレンイソフタルアミド、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ナイロン-12、PET、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリビニルブチラール(PVB)又はPET/PENから選択される1種以上のポリマーを含み得る。
好ましい実施形態では、本明細書で提供される不織繊維マット膜を生成する方法に使用されるポリマー調製物は、PMMA、PVDF又はPMMA及びPVDFのブレンドを含む。一部の実施形態では、PVDFのブレンドは、1:99~99:1のPMMA対PVDFの重量比を有する。一部の実施形態では、PMMA対PVDFの重量比は、約10:90、15:85、20:80、25:75、30:70、35:65、40:60、45:55、50:50、55:45、60:40、65:35、70:30、75:25、80:20、85:15又は90:10である。好ましい実施形態では、PMMA及びPVDFのブレンドは、60:40~70:30のPMMA対PVDFの重量比を有する。一部の実施形態では、PPMA対PVDFの重量比は、約60:40、61:39、62:38、63:37、64:36、65:35、66:34、67:33、68:32、69:31又は70:30である。
PMMA及び/又はPVDFを含むポリマー調製物は、DMAC、DMF又はそれらの混合物から選択される溶媒中の、PVDF及び/又はPMMAの溶液であり得る。ある特定の実施形態では、DMAC、DMF、又はDMAC及びDMFの混合物は、アセトンをさらに含み得る。
PMMA及び/又はPVDFを含むポリマー調製物は、約5重量%~20重量%のPMMA、PVDF又はそれらのブレンドを含有し得る。ある特定の実施形態では、PVDF及び/又はPMMAを含むポリマー調製物は、約15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%又は20重量%のPMMA、PVDF又はそれらのブレンドを含有する。さらなる実施形態では、PVDF及びPMMAを含むポリマー調製物は、約15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%又は20重量%のPMMA及びPVDFのブレンドを含有し、PMMA及びPVDFのブレンドは、PMMAとPVDFとの間で60:40、65:35、70:30、75:25又は80:20の重量比を有し得、溶媒は、DMAC及び/又はDMFを含み、任意選択的にアセトンをさらに含む。
特定の実施形態では、DMAC及び/又はDMF及び/又はアセトンの溶媒中における、PMMA及び/又はPVDFの溶液の粘度は、200センチポアズ(cP)~5000cP、300cP~2000cP、400cP~1000cP、500cP~900cP、600cP~800cP又は700cP~800cPである。
本明細書で提供される方法の一態様では、ポリマーが電界紡糸される非多孔フィルム基材は、電界紡糸溶媒に不溶性であり、最小限の電荷しか有さない、又は電荷を有さない。非多孔フィルムのこれらの性質は、安全な移動ウェブ作業を可能にし、十分に充填され均一な繊維マットができるようにする。電荷を有さないフィルムは、移動ウェブ収集を可能にし、より高い電圧で動作できる。
ある特定の実施形態によれば、非多孔フィルム基材は、そのような基材により平滑な不織繊維マット表面が得られ、高電圧電界で電気的に荷電しないため、好ましい。また、電気抵抗、結晶化度、絶縁耐力が低く、非極性化学であるフィルムが実施形態で好ましく、基材は、繊維収集中に動く。本明細書で提供される方法における使用に好適な非多孔ポリマーフィルムの非限定的な例は、ポリエチレンと炭素、ポリイミドと炭素、低密度ポリエチレン(LDPE)と帯電防止剤、ポリプロピレンと帯電防止剤、アクリロニトリルブタジエンスチレンと帯電防止剤、ナイロン、静電気散逸性高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、ポリプロピレンスパンボンドと帯電防止処理、LDPE、ポリカーボネート、UHMWPE、ポリ塩化ビニル、PET、PMMA、PVDF及びPMMA/PVDFを含む。非多孔フィルム基材としての使用に関しては、帯電防止剤若しくは静電気散逸性添加剤、又は導電性炭素とのポリマー複合物は、これらの基材が、電界紡糸中に電気的にさほど荷電せず、電気的に荷電するフィルム、例えば、PET、PVC、PC、PMMA及びPVDFより良好な繊維マットの品質(例えば、生産性及び均一性)につながるため、好ましい。
ある特定の実施形態では、ナノ繊維は、30~120kV、40~110kV、50~100kV、60~90kV又は70~80kVの電圧で電界紡糸される。
一部の実施形態では、電極の距離は、150~300mm、160~290mm、170~280mm、180~270mm、190~260mm、200~250mm、210~240mm又は220~230mmである。
さらなる実施形態では、分注オリフィスは、0.4~0.8mm、0.45~0.75mm、0.5~0.6mm、0.55~0.65mm又は0.6mmである。
ある特定の実施形態では、キャリッジ速度は、50~150mm/sec、60~140mm/sec、70~130mm/sec、80~120mm/sec、90~110mm/sec又は100mm/secである。
特定の実施形態では、ワイヤー速度は、1~5mm/sec、2~4mm/sec又は3mm/secである。
電界紡糸チャンバーのエアインの速度は、60m/hr~120m/hr、70m/hr~110m/hr、80m/hr~100m/hr又は90m/hrであり得る一方、電界紡糸チャンバーのエアアウトの速度は、100m/hr~140m/hr、110m/hr~130m/hr又は120m/hrであり得る。
紡糸チャンバーにおける温度は、25~50℃、30~45℃、35~40℃又は40~45℃であり得る。
電界紡糸チャンバーにおける相対湿度は、10~35%、15~30%又は20~25%であり得る。
特定の実施形態では、電界紡糸チャンバーにおける露点は、2.0℃~6.0℃、2.2℃~5.8℃、2.4℃~5.6℃、2.6℃~5.4℃、2.8℃~5.2℃、3.0℃~5.0℃、3.2℃~4.8℃、3.4℃~4.6℃、3.6℃~4.4℃又は3.8℃~4.2℃であり得る。
さらなる実施形態では、ライン速度は、ワイヤー1本の機械に関して、0.5cm/min~5.0cm/min、1.0cm/min~4.5cm/min、1.5cm/min~4.0cm/min、2.0cm/min~3.5cm/min又は2.5cm/min~3.0cm/minであり、より多くのワイヤーに関して、直線的にスケール変更するように調整される。
本明細書で提供されるある特定の実施形態では、方法は、界面活性剤処理ステップ(例えば、1種以上の界面活性剤、例えば、界面活性剤1及び界面活性剤2での処理)を含む。典型的には、本明細書で提供される方法に使用される界面活性剤は、親油性非極性炭化水素基及び極性官能親水基を含有する。一部の実施形態では、極性官能基は、カルボキシレート、エステル、アミン、アミド、イミド、ヒドロキシル、エーテル、ニトリル、ホスフェート、スルフェート又はスルホネートであり得る。本明細書で提供される方法に有用な界面活性剤は、単体で、又は組み合わせて使用され得る。したがって、界面活性剤の任意の組合せは、アニオン性、カチオン性、非イオン性、両性イオン性、両性及び両性電解界面活性剤を含み得る。一部の実施形態では、本明細書で提供される方法に使用するための界面活性剤は、スルホネート、例えば、スルホン酸アルキル、アルキルベンゼンスルホネート、アルファオレフィンスルホネート、パラフィンスルホネート及びアルキルエステルスルホネート;スルフェート、例えば、硫酸アルキル、アルキルアルコキシスルフェート及びアルキルアルコキシル化スルフェート;ホスフェート、例えば、リン酸モノアルキル及びリン酸ジアルキル;ホスホネート;カルボキシレート、例えば、脂肪酸、アルキルアルコキシカルボキシレート、サルコシネート、イセチオネート及びタウレートを含むが、それらに限定されないアニオン性であり得る。カルボキシレートの例は、ココイルイセチオン酸ナトリウム、オレオイルメチルタウリンナトリウム、ラウレスカルボン酸ナトリウム、トリデセスカルボン酸ナトリウム、ラウリルサルコシン酸ナトリウム、ラウロイルサルコシン及びココイルサルコシネートである。スルフェートの特定の例は、硫酸ドデシルナトリウム(SDS)、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、トリデセス硫酸ナトリウム、トリデシル硫酸ナトリウム、ココイル硫酸ナトリウム及びラウリルモノグリセリド硫酸ナトリウムを含む。スルホネート界面活性剤の例は、スルホン酸アルキル、スルホン酸アリール、スルホコハク酸モノアルキル及びジアルキル、並びにモノアルキル及びジアルキルスルホスクシナメートを含むが、それらに限定されない。スルホン酸アルキ及びアリールの実例は、トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(STBS)及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(SDBS)である。スルホスクシネートの実例は、ジメチコンコポリオールスルホスクシネート、ジアミルスルホスクシネート、ジカプリルスルホスクシネート、ジシクロヘキシルスルホスクシネート、ジヘプチルスルホスクシネート、ジヘキシルスルホスクシネート、ジイソブチルスルホスクシネート、ジオクチルスルホスクシネート、C12~15パレススルホスクシネート、セテアリルスルホスクシネート、ココポリグルコーススルホスクシネート、ココイルブチルグルセス-10スルホスクシネート、デセス-5スルホスクシネート、デセス-6スルホスクシネート、ジヒドロキシエチルスルホスクシニルウンデシレネート、水素添加綿実グリセリドスルホスクシネート、イソデシルスルホスクシネート、イソステアリルスルホスクシネート、ラネス-5スルホスクシネート、ラウレススルホスクシネート、ラウレス-12スルホスクシネート、ラウレス-6スルホスクシネート、ラウレス-9スルホスクシネート、ラウリルスルホスクシネート、ノノキシノール-10スルホスクシネート、オレス-3スルホスクシネート、オレイルスルホスクシネート、PEG-10ラウリルシトレートスルホスクシネート、シトセレス-14スルホスクシネート、ステアリルスルホスクシネート、タロー、トリデシルスルホスクシネート、ジトリデシルスルホスクシネート、ビスグリコールリシノスルホスクシネート、ジ(1,3-ジ-メチルブチル)スルホスクシネート及びシリコーンコポリオールスルホスクシネートを含むが、それらに限定されない。シリコーンコポリオールスルホスクシネートの構造は、米国特許番号第4,717,498号及び第4,849,127号に記載されている。スルホスクシナメートの実例は、ラウラミド-MEAスルホスクシネート、オレアミドPEG-2スルホスクシネート、コカミドMIPA-スルホスクシネート、コカミドPEG-3スルホスクシネート、イソステアラミドMEA-スルホスクシネート、イソステアラミドMIPA-スルホスクシネート、ラウラミドMEA-スルホスクシネート、ラウラミドPEG-2スルホスクシネート、ラウラミドPEG-5スルホスクシネート、ミリスタミドMEA-スルホスクシネート、オレアミドMEA-スルホスクシネート、オレアミドPIPA-スルホスクシネート、オレアミドPEG-2スルホスクシネート、パルミタミドPEG-2スルホスクシネート、パルミトレアミドPEG-2スルホスクシネート、PEG-4コカミドMIPA-スルホスクシネート、リシノレアミドMEA-スルホスクシネート、ステアラミドMEA-スルホスクシネート、ステアリルスルホスクシナメート、タラミド(tallamido)MEA-スルホスクシネート、タロースルホスクシナメート、タローアミドMEA-スルホスクシネート、ウンデシレナミドMEA-スルホスクシネート、ウンデシレナミドPEG-2スルホスクシネート、コムギ胚芽アミドMEA-スルホスクシネート及びコムギ胚芽アミドPEG-2スルホスクシネートを含むが、それらに限定されない。他の好適な界面活性剤は、Clariant Corporationにより製造されているHotapur SAS30及びGenapol UD-070を含む。
不織繊維マット膜を生成するための、本明細書で提供される特定の方法では、ナノ繊維の電界紡糸は、ニードル電界紡糸、又は、ニードルレス電界紡糸を使用して行われ得る。
実施例1 ポリマー及び溶媒の選択、並びに電界紡糸の評価
ポリマーPMMA及びPVDFを使用して、電界紡糸繊維膜を生成した。PVDFは、Arkemaから供給され、表2で詳述されているいくつかのグレード、溶融粘度又は分子量を有する。Kynar(登録商標)Flex2850は、PVDF/ポリヘキサフルオロプロピレンコポリマーP(VDF/HPA)である。PMMAは、ALTUGLAS INTERNATIONALから供給され、表3で詳述されているいくつかのグレード、溶融粘度又は分子量を有する。溶媒DMAC及びDMFをスクリーニングに使用したが、その理由は、いずれもPMMA及びPVDFに対する溶媒であるため、また、より低い蒸気圧を有し、これにより、迅速な溶媒の蒸発が問題になり得るELMARCO回転ワイヤー電極オープンパンシステムにおける使用に適するためである。PMMA及びPVDFグレード及び溶媒のスクリーニングは、DMF及びDMAC中の15%w/v溶液を作ること、並びに、表2及び3で詳述されているそれらの電界紡糸の品質について溶液をチェックすることにより実施した。電界紡糸は、表1のELMARCO NSLAB200Aユニットで行った。
電界紡糸パラメーターは、82kVのΔV、電極距離280mm、電極回転60Hz、基材として収集する固定50ミクロンMelinex(登録商標)PETフィルム、並びに温度22~25℃及び相対湿度10~30%の紡糸チャンバー条件であった。表2は、PVDF6(Kynar(登録商標)761)が、DMAC及びDMF中で最高粘度を有し、最も良好な繊維品質は、DMACから生じたことを示す。
Figure 0007159308000002
図7は、360±120nmの平均繊維直径を生じる、DMAC中の15%w/v PVDF6(Kynar(登録商標)761)(表2)からの高品質の電界紡糸の試料SEM画像を示す。図8は、DMAC中のPVDF2(Kynar(登録商標)711)の25%w/v溶液(表2)が、平均繊維直径が240±55nmであり、望ましくないビーズを有する繊維を生成したことを示す。
表3は、DMAC中の15%w/v PMMA5(BS572)は、DMF中の15%w/vより低い粘度を有し、より良好な繊維の製作を示したことを示す。PMMA5(BS572)により、DMAC中の15%w/vでのPVDF6(Kynar(登録商標)761)より高い粘度及び平均繊維直径が生じた。BS572は、純粋な高分子量(HMW)PMMAである。Kynar(登録商標)761は、分子量が約450キロダルトンのPVDFである。
Figure 0007159308000003
2ミクロン超のMFPを生成するには、ラテラルフロー診断アッセイに有用なより高い細孔サイズレーティングを製作するために、より大きい繊維直径が必要である。PMMA5(BS572)が、試験されたグレードのうち、DMACから電界紡糸される最も良好な品質の繊維であり、また、PVDF6(Kynar(登録商標)761)が、DMACから電界紡糸される最も良好な繊維品質であるため、DMAC中の15%w/v溶液としての、PMMA及びPVDF6(Kynar(登録商標)761)のブレンド比を、粘度及び電界紡糸繊維直径、並びに品質についてスクリーニングし、表4に要約した。
Figure 0007159308000004
図9は、DMAC中の20:80 PMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)の15%w/v溶液(混合2、表4)から、600±290nmの大きい直径繊維がどのように生じるかを示す。これらのデータから、より高い粘度のPMMA(BS572)は、PVDF(Kynar(登録商標)761)の比を変動させて使用して、混合粘度及び得られた電界紡糸繊維の直径をコントロールできることが実証される。したがって、ブレンドを使用して、ある範囲のMFPを生じるある範囲の平均繊維直径を得ることができる。
実施例2 ポリマー&溶媒の発展した選択
表2及び3に記載されているPMMA及びPVDFグレードは、粘度対DMAC及びDMF中の%w/vポリマーについてさらに調査した。図10は、PVDFグレード(表2)では、PVDF6(Kynar(登録商標)761)が、DMAC及びDMF中の最低の%w/v溶液で最高粘度を生じたことを示す。図10及び11は、Kynar(登録商標)761では、DMFがDMACより低い粘度のため、より良好な溶媒であること、及び、Kynar(登録商標)711との溶液粘度の大幅な差が観察されることを示す。しかし、電界紡糸の評価に基づくと、Kynar(登録商標)761の電界紡糸では、DMACはより良好な溶媒であり、良質の繊維を生成する一方で、DMFはビーズを有する繊維を生成した(図7及び8)。PVDF2(Kynar(登録商標)711)は、DMAC又はDMF中25%w/vで電界紡糸された場合、ビーズを有する繊維(図8)を生成した。図12は、PMMAグレード(表3)では、PMMA5(BS572)が、DMAC及びDMF中のより低いw/v%で、DMAC中の低分子量のPMMA1(V920)より高い溶液粘度を生じたことを示す。粘度データは、BS572に関して、DMACが、DMFと同一の%w/vでより低い粘度を生じるため、DMFより良好な溶媒であることを示す。PMMA5(BS572)も、DMACから電界紡糸された、より高い品質の繊維であり、より高いw/v%でさえもPMMA1(V920)より良好である。電界紡糸に関して、PMMA及びPVDFに対して最も良好な溶媒はDMACであったので、高及び低MW/PMMA及びPVDFの粘度について、様々な比のPMMA及びPVDFでの混合粘度を評価した。図13は、15%w/v溶液の混合粘度対より高いMWのPMMA5(BS572)及びPVDF6(Kynar(登録商標)761)と、より低いMWのPMMA1(V920)及びPVDF2(Kynar(登録商標)711)の混合比を示す。これにより、PMMA5(BS572)及びPVDF6(Kynar(登録商標)761)は、最低%w/vで最高粘度を生成して、最大直径の繊維を電界紡糸するために選択されるグレードであったことが確認された。図14は、15%w/v溶液の混合粘度vs DMAC中のPMMA5(BS572)及びPVDF6(Kynar(登録商標)761)の混合比を示し、第2y軸上に溶液導電率(μS/cm)を示す。これは、PVDF6(Kynar(登録商標)761)により溶液導電率がより高くなることを例証する。図15は、DMAC中に、PVDF6(Kynar(登録商標)761)と、粘度調整剤としてのPMMA[PMMA1(V920)、PMMA5(BS572)及びPMMA4(PRD521)]を75:25(PVDF6:PMMA)の比で含む、w/v%を増加させた溶液の粘度を示して、PMMA5(BS572)が、より低いw/v%で粘度に最大の影響を及ぼしたことを検証する。図16は、DMAC中に、PVDF2(Kynar(登録商標)711)と、粘度調整剤としてのPMMA[PMMA1(V920)、PMMA5(BS572)及びPMMA4(PRD521)]を75:25(PVDF2:PMMA)の比で含む、w/v%を増加させた溶液の粘度を示して、PVDF6が、高い粘度のための選択であったこと、及び、PMMA5(BS572)が、より低いw/v%で粘度に最大の影響を及ぼしたことを検証する。前述の溶液粘度により、PMMA5(BS572)及びPVDF6(Kynar(登録商標)761)は、最低%w/vで最高粘度を生じて、最大直径及び最も良好な品質を有する繊維を電界紡糸することが確認された。
実施例3 DMAC中のPMMA5(BS572)及びPVDF6(Kynar(登録商標)761)ポリマー
PMMA5(BS572)及びPVDF6(Kynar(登録商標)761)が、ラテラルフロー診断用途に使用するために得られるMFPを有する繊維直径を生じさせる、利用可能なポリマーグレードであると証明された時点で、粘度及び電界紡糸繊維のさらなる精査を行った。電界紡糸は、表1のELMARCO NS1WS500Uユニットで行い、50μm Melinex PET上で、又は、40cm幅の100μm LDPE移動ウェブ上で動かして、繊維を収集した。典型的な電界紡糸パラメーターは、60~100kVのΔV、電極距離240mm、分注オリフィス0.6mm、100mm/secのキャリッジ速度、1~3mm/secのワイヤー速度、80m/hrでのエアイン、120m/hrでのエアアウト、並びに、30~40℃の紡糸チャンバー条件及び除湿器の使用によりコントロールされる10~30%の相対湿度であった。分注ヘッドを有する固定ワイヤー機の使用により、より高いw/v%溶液、及び、粘度の上限を約4,000センチポアズ(cP)としてより高い粘度の電界紡糸が可能となる。DMAC中、PMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)が、100:0、75:25、50:50、25:75及び0:100の混合比でw/v%を増加させた15~18%溶液を作り、前述の条件下で電界紡糸して、図17でプロットされているように、得られた平均繊維直径を決定した。データは、より高い平均繊維直径が、より高い%w/v濃度、及び、PMMA5(BS572)対PVDF6(Kynar(登録商標)761)のより高い比に正比例することを例証する。したがって、繊維直径及び得られた細孔サイズレーティングは、ポリマーの濃度及びPMMA:PVDF比に応じて調節できる。図18は、PMMA5(BS572)対PVDF6(Kynar(登録商標)761)比の増加、及び15~20%w/vの濃度の増加により、より高い粘度が生じたことを示す。図19は、図18における粘度増加の傾向は、電界紡糸により生成されることで得られる平均繊維直径も増加させることを示す。
実施例4 非多孔フィルム基材の評価
典型的なエアキャストニトロセルロース膜は、脆性であり、したがって、非多孔フィルム、例えば、Melinex(登録商標)PET(DuPont Teijin Films Luxembourg S.A)上にキャストして、団結性をもたらし、ラテラルフロー診断デバイスの組み立て中の使用を容易にする。電界紡糸された繊維は、典型的には、紡糸電極及び収集電極の間に電圧を通過させ、揮発させた溶媒を通過させるための細孔を設けた不織又は多孔基材上で収集した。非多孔基材又はフィルム上での電界紡糸は、十分な繊維マットの厚さを生じる場合、均一なコーティングを形成する場合、及び不完全な溶媒蒸発を引き起こす場合、又は繊維マットを乾燥させる場合に課題を提起する。固定Melinex(登録商標)PET上で粘度が約1500cPである、DMAC中のPMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)17%w/vの溶液を電界紡糸しようとする場合、フィルムは、高度に荷電し、電界紡糸不織繊維マットは、不均一になる(図20)。また、繊維マットの最大厚さ及び繊維充填の品質は、限定される(図21)。図20は、繊維でさほど覆われていない電極と直列であるMelinex(登録商標)PET上の中心エリアを示す。図20は、フィルムの周囲に行き渡ろうとする電界のパターンを有するフィルムを、繊維がどのようにコーティングするかも示す。図21は、Melinex(登録商標)PETフィルム上での充填が不足した繊維マットの電界紡糸繊維のSEM断面画像を示し、これは、フィルムが荷電した結果と考えられる。電界紡糸は、表1のELMARCO NS1WS500Uユニットで行い、繊維は、50μm Melinex PET上で収集した。典型的な電界紡糸パラメーターは、100kVのΔV、電極距離240mm、分注オリフィス0.6mm、キャリッジ速度100mm/sec、1~3mm/secのワイヤー速度、30~40℃の紡糸チャンバー条件、及び除湿器の使用によりコントロールされる10~30%の相対湿度であった。
典型的には、ポリマーフィルムは、導電性(10~10)から、静電気散逸性(10~1012)、帯電防止性(1010~1012)、絶縁性(>1012)まで、Ω/sq単位の表面電気抵抗率を有する。体積抵抗率は、Ωcm単位で、シート抵抗に厚みをかけることにより得られる。抵抗率は、試験方法ANSI/ESD STM 11.11を使用して測定できる。
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される方法は、非多孔基材、例えば、ポリマーフィルム上での電界紡糸を含み、これは、ポリマーフィルム固有の電気抵抗率、ポリマー化学、結晶化度及び溶解度の課題を提起する。ポリマーフィルムは、溶媒の電界紡糸では不溶性である必要があり、安全な移動ウェブ作業を可能にし、十分に充填され均一な繊維マットができるようにするために、荷電を最小限からゼロとする必要がある。荷電しないフィルムは、移動ウェブ収集だけではなく、より高い電圧で動作する能力も可能にする。表5は、前述の電界紡糸条件でスクリーニングされた非多孔フィルムの詳細な表である。リストは電気抵抗が増加した順であり、Melinex(登録商標)401PETは、より高い抵抗を有し、電界紡糸基材としての性能は低下した(図20及び21)。
Figure 0007159308000005
Figure 0007159308000006
低結晶化度、低絶縁耐力及び非極性化学の、静電気散逸性から帯電防止性の領域において電気抵抗を有する非多孔フィルムは、繊維マット上での電界紡糸のための好ましい基材である。ある特定の好ましい基材は、LDPE、ナイロン、UHMWPE、又は、帯電防止剤若しくは静電気散逸剤若しくは導電性炭素とのポリマー複合体のポリマーフィルムである。電界紡糸に関して不良な非多孔フィルム基材は、高い帯電を呈し、PET、PVC及びPCポリマーを含んでいた。ポリマーPMMA及びPVDFは、典型的な電界紡糸条件下で、適度な帯電を呈した。図22は、表5のバルク抵抗率が増加したフィルムの選択、並びに、前述された同一の電界紡糸条件下で、同一の紡糸時間10分にわたり製作された、40cmのフィルム幅の繊維マットの最大の厚さを示す。図22は、同一条件下で電界紡糸された表5のフィルム5、5b~8b及び12も、図22の約10~1012Ωcmの、より低いか、又はより高い抵抗率を有するフィルムより厚いマットを生成したことを示す。図22の紡糸条件は、DMAC中の17%PMMA:PVDF(70:30)、100kV、距離240cm、ライン速度2cm/min、42℃、露点4℃であり、いずれも約900nmの繊維直径を生じた。表5及び図22は、バルク電気抵抗率が約10~1012Ωcmの領域を示し、この領域は、不織繊維マットの厚さの観点から最大の生産性を有し、フィルムの帯電はみられない。この発見により、移動ウェブ収集、繊維マットの均一性、厚みの生産性、及び繊維充填の品質が得られる。基材が過剰に導電性である場合、紡糸および収集電極で非対称電流が観察された。
非多孔基材としてLDPE(表5の#12)に切り替えると、図20のMelinex(登録商標)PETと比較してLDPE固定(図23)によりマットをより均一にすることが可能になる。LDPEフィルムはまた、同一の電界紡糸条件下で、図21のMelinex(登録商標)PETと比較して、約90μm繊維マットの厚さの生産性が高く、繊維充填の品質が向上した(図24)。フィルム帯電がないこと、生産性、均一性の向上及び繊維充填の観点から同様の結果が、表5のフィルムID#5~12、及び5b~8bで起きた。図25は、表1のELMARCO NS1WS500Uユニットの外側で、2cm/minのライン速度で移動ウェブを用いた、LDPEフィルムにコーティングした電界紡糸不織繊維マットを示す。図26.1及び26.2は、同様の繊維品質及び直径が観察される空気及びLDPE面のSEM画像を示し、これにより得られた膜は、両面での細孔レーティングの観点から対称であることが示される。
繊維収集に使用される非多孔基材は、表面処理方法、例えば、コロナ、プラズマ、エッチング若しくはラフニングを通して、又はフィルムの化学的性質若しくは基材への溶媒結合により、繊維がフィルム表面への高い接着性を有していた場合、永久支持体としても機能する。例えば、表5のフィルム#18を使用してもよく、又は、繊維のフィルム基材への溶媒結合に使用できる電界紡糸溶媒に部分的に可溶性である5μmポリマーの薄層としてもよい。別法として、電界紡糸不織繊維マット膜は、除去でき、膜を、バッキングされていない膜として使用できる可能性があるフィルム上に電界紡糸できる。これは、代替フィルムに移すこともできる。結果として、この移す選択肢により、基材フィルムの選択(光学的要件、厚さなどについて)が可能となり、接着性は、例えば、積層、接着剤及び溶媒結合を通して達成できる。電気ブローを使用して作られた不織繊維マットは、多孔基材上で収集でき、電界紡糸については前述の通りであり、次いで、バッキングせずに、又は基材フィルムへと移した後でアッセイに使用される。
実施例5 電界紡糸繊維の直径に対する相対湿度/露点の影響
電界紡糸により生成された繊維の直径は、電界紡糸チャンバーにおける相対湿度又は露点に影響を受けやすい。同一の電界紡糸パラメーター下で電界紡糸された場合、相対湿度又は露点が高くなるほど、w/v%及びPMMA:PVDF比の観点から同一のポリマー溶液で、平均繊維直径が大きくなる。この影響を実証するために、移動ウェブを用いた実験を実施して、平均繊維直径に対する相対湿度又は露点の影響を示した。移動ウェブ実験は、前述の電界紡糸パラメーター下で、LDPEで、5cm/minのライン速度にて、22℃の開始温度及び約50%の相対湿度にて実施した。紡糸チャンバー内部の相対湿度の影響を判定するために、除湿器を紡糸チャンバーの注入口に配管し、これをオンにし、ライン速度及び位置に対して露点を追跡した。DMAC中の、比75:25、60:40及び50:50のPMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)の17%w/vの溶液を、電界紡糸し、湿度を低下させて移動ウェブ上で収集して、平均繊維直径に対する露点の影響を判定した。平均繊維直径は、SEMを使用して計算された様々な露点で測定して、露点が高いほど、より大きい平均繊維直径が生じることが示された。図27は、左から右への湿度の低下に応じた、比60:40のPMMA:PVDFから生成された繊維マットの画像を示す。図28.1、28.2及び28.3は、11.8℃、3.2℃及び2.6℃の近似露点にて生成された繊維の品質及び直径のSEM画像を示す。11.8℃での図28.1は、高すぎる露点で乾燥させた場合、十分に形成された繊維を生成できないことを示す一方、図28.2及び28.3は、露点で直径が減少した、十分に形成された繊維を示す。図29は、低下した露点に対する、DMAC中の、比75:25、60:40及び50:50のPMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)が17%w/v溶液を電界紡糸し、湿度を低下させて移動ウェブ上で収集することにより得られる平均繊維直径の、プロットである。図30は、同一の電界紡糸パラメーターにより生じた2つの異なる相対湿度における、様々な、w/v%溶液及びPMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)比の電界紡糸平均繊維直径のプロットである。
図29及び30から、平均繊維直径が、w/v%、PMMA:PVDF比及び相対湿度又は露点の関数であることが実証される。これは、電界紡糸不織繊維マットの得られたMFPは、これら3つの要因を通してコントロールできることを意味する。
実施例6 ライン速度、生産性及びマットの厚さの均一性
非多孔基材上で収集した、電界紡糸不織繊維マット膜は、ラテラルフロー診断アッセイにおいて膜として機能させるために、マットの厚さ対ライン速度、及び厚さの均一性の観点から生産性を有する必要もある。図6で示されているように、マット膜の生産性及び均一性に寄与する要因は、ポリマー溶液(%、比)、電界紡糸パラメーター、露点及びフィルム基材である。
電界紡糸は、表1のELMARCO NS1WS500Uユニットで行い、40cm幅の100μm厚LDPEフィルム(表5の#12)の移動ウェブ上で繊維を収集した。典型的な電界紡糸パラメーターは、60~100kVのΔV、電極距離240mm、分注オリフィス0.6mm、100mm/secのキャリッジ速度、1~3mm/secのワイヤー速度、80m/hrでのエアイン、120m/hrでのエアアウト、並びに30~40℃、及び、除湿器によりコントロールされる相対湿度10~30%の紡糸チャンバー条件であった。表6は、同一の溶液(DMAC中の、比75:25のPMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)、17%w/v)が、異なる電位差(ΔV)で、同一のライン速度、又は固定されたΔV及び異なる基材のライン速度にて電界紡糸された一連の実験について詳述している。試料072016-1~-4を、60kV、並びに0.5、1.0、2.5及び5.0cm/minのライン速度で電界紡糸した。試料072016-4~-6を、5.0cm/min並びに60、80及び100kVの電圧で電界紡糸した。電界紡糸不織繊維マットの平均の厚さを測定し、1×4cm試料面積にわたり5回マイクロメーター測定を行うこと、及び、フィルムの厚さを引くことにより、ミクロン(μm)単位で報告した。g/m単位の目付は、1×4cmストリップの質量を測定すること、フィルムの質量を引くこと、及び、4×10-4の面積で割ることにより決定した。図31は、表6における電圧及びライン速度のいくつかの条件に対する、電界紡糸繊維マットの正味平均厚さvs目付の線形性を示す。ライン速度が遅いほど、より厚いマットが生成され、目付がより大きくなる。ライン速度低下時の60kVでは、固定したライン速度及び増加した電圧と同様の繊維充填の傾斜が生じた。100kVでは、より遅いライン速度での60kVより高い繊維充填が生じた。
Figure 0007159308000007
図32は、厚さの生産性及び均一性を測定するために使用される、クロス及びダウンウェブのサンプリングエリア(60×40cm)及び位置の画像である。図33.1は、溶液及び定電圧60kVでのマットの正味平均厚さ及び目付vs表6で詳述されている100μm厚LDPEフィルム(表5の#12)の移動ウェブ上で収集される1/ライン速度の電界紡糸実験のプロットである。マットの正味平均厚さ及び目付のいずれも、生産性は、60kV、1.0cm/minのライン速度でピークに達することを示す。図33.2は、定電圧60kVでの前述した実験のマットの正味平均厚さvs100μm厚LDPEフィルム(表5の#12)の移動ウェブ上で収集される1/ライン速度のプロットであり、このフィルムは、Permastat LDPE PE700ASフィルム(表5の#7b)の移動ウェブ上に、100kVを除き、同一条件下で電界紡糸されたマットに重なる。図33.2は、より高い電圧、及びより速い、又は同一のライン速度にて、より抵抗が低いフィルム(表5の#7b vs#12)上で、より高い生産性又は厚さを達成できることを示す。図34は、溶液及び一定のライン速度vs表6で詳述されている電圧の電界紡糸実験での、試料の厚さ及び均一性vs図32で詳述されている位置のプロットである。電圧が増加すると、繊維マットの厚さが増加し、同様のクロス及びダウンウェブでは、マットの厚さ約40ミクロンまで均一性が増加した。図35は、ライン速度に対して100kVで、表6における溶液での、試料のマットの厚さ及び均一性vs図32で詳述されている位置のプロットである。この場合では、より速いライン速度、又はより薄いマットの厚さは、より良好なクロス及びダウンウェブの均一性に有利に働くが、速度を遅くすることにより、より厚いマット収集が可能になった。図36.1~36.3は、図35からの試料のSEM断面画像を示し、マイクロメーター測定したマットの厚さ、及び観察されたSEM断面画像の厚さの良好な相関がみられた。マットの厚さ又はライン速度の観点から、表1で示されているELMARCO NS8S1600Uのような、より多くの紡糸電極及び収集電極を有する製造機の使用を通して、生産性を向上することもできる。
実施例7 共溶媒としてのアセトン
表7は、共溶媒としてアセトンを添加した、DMAC中の、比75:25のPMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)低w/v%の配合物について詳述しており、得られたより低い粘度を使用して、30kVのより低い電圧で、より大きい直径の繊維を電界紡糸できる。より高い蒸気圧の共溶媒を使用することにより、溶液粘度が低くなるため、電界紡糸中において溶媒蒸発が速まり、より大きい直径の繊維の生成が可能となり、さらに、より低い蒸気圧のDMAC溶媒の揮発を補助することで、より高い相対湿度にて良質な繊維を電界紡糸する能力が生じる。図37は、温度35℃及び45%相対湿度での、90:10 DMAC:アセトン中の、比75:25のPMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)14%w/vから、30kVにて電界紡糸された733±263nm繊維試料のSEM画像である。
Figure 0007159308000008
実施例8 電界紡糸不織繊維マット膜の性質
本明細書で提供される電界紡糸不織繊維マット膜は、エアキャスト膜と比較して、構造的に様々な3次元モルフォロジーを有する(図24、図3.2と比較して)。本明細書で提供される電界紡糸繊維マット膜では、気孔率は、細孔サイズの直径レーティングを比例的に生じる、サブミクロンからミクロンの大きさの平均繊維直径を有するポリマー繊維の不織布の重なりに由来する。従来のラテラルフロー診断膜は、典型的には、ニトロセルロースで構成され、脆性である。また、従来のラテラルフロー診断膜は、非多孔基材上にエアキャストされるので、従来の膜技術、例えば、ポロメトリーでは、これらを特徴付けることは課題となる。典型的には、電界紡糸は、平均繊維直径が500nm未満であるナノ繊維を生成する。平均繊維直径が約500~1000nmの電界紡糸不織繊維マット膜が、本明細書で提供され、これにより、得られたMFPは、2ミクロンを超え、気孔率は85%を超える。これらのパラメーターにより、不織繊維マット膜を、ラテラルフロー診断アッセイに望ましい有用な性質を有する厚さにできる。同様の繊維直径及びマットを生成する他の技術、例えば、溶媒ブロー又は電気ブローは、同様のラテラルフロー診断膜を形成するために使用できる。
電界紡糸不織繊維マットの、エアキャストニトロセルロースを上回る利点の一部は、膜に固有の物理的性質により説明できる。比較できる膜の特徴の例は、平均繊維直径、MFP、気孔率、厚さ、均一性、湿潤及び乾燥時の収縮、機械的強度、基材への接着性、又は、フィルム支持体にバッキングされずに移される能力、CFT、表面積、ポリマーの内部表面積対前面面積の比、並びにベースポリマーの性質である。
実施例9 ポロメトリー
キャピラリーフローポロメトリーは、ポロメトリーとしても公知であり、上昇する圧力でガスを適用することによる、試料細孔からの湿潤液体の排出に基づく技術である。これは、バッキングされていない膜の膜表面に垂直に、通常のフロー方向で測定できる。市販のキャピラリーフローポロメーター(モデルCFP-1200AEX、Porous Materials,Inc.Ithaca、NY)、膜の25mmディスク及び表面張力が15.9ダイン/cmの流体Galwickを使用して、平均及び最大フロー孔径を得るために流量対圧力曲線を測定した。図38.1及び38.2は、エアキャストニトロセルロース及び電界紡糸不織繊維マットでの、平均直径に対する細孔サイズ分布のプロットを示す。エアキャストニトロセルロース及び電界紡糸不織繊維マットのいずれも、135~180秒のCFT、並びに、それぞれ約3及び3.6ミクロンの平均フロー及び最大フロー孔径を有する。図39は、最大フロー孔径に伸びる正のエラーバー付きの、ポロメトリーにより測定したMFPに対するCFTのプロットを示す。したがって、同様のCFTを有する2つの異なる構造の膜は、同様のキャピラリーフローポロメトリープロファイルを有する。
図40は、図39における同一の電界紡糸不織繊維マット試料に対する、CFTと平均繊維直径の関係のプロットである。図41は、約135~160秒のCFTを有する電界紡糸繊維マットに対する、MFP直径と平均繊維直径の関係を示すプロットである。
実施例10 層間剥離、脆性及び湿潤-乾燥収縮
エアキャストニトロセルロース膜は、本質的に脆性であり、キャストされたフィルム基材から層間剥離するおそれがある。したがって、膜は、品質コントロール放出の前に層間剥離及び脆性について試験される。層間剥離は、25×2.5cmの試験ストリップ膜を使用して、膜が基材から剥がれるか観察するために、25cm方向にわたり指の間で折り畳み及び丸めることにより試験される。脆性は、長軸に沿って45度に折って、ひびが観察されるかチェックすることにより試験される。図42は、層間剥離及び脆性について試験された4つの試験ストリップの画像である。試料は左から右へ、エアキャストニトロセルロース膜(Hi-Flow(商標)Plus135)、及び、LDPEフィルム(層間剥離、脆性及びアズスパン)のコロナ処理面上で収集した電界紡糸不織繊維マット膜のいずれも、層間剥離及び脆性の試験に合格することを示す。図43.1及び43.2は、IPA/水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後に、LDPEフィルム上における、平均繊維直径が約700nmである電界紡糸繊維マットの層間剥離及び収縮試験の画像を示す。図43.1は、IPA/水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後に、層間剥離又は検出可能に収縮しない、LDPEのコロナ処理面上で紡糸された、約700nmの平均繊維直径を有するデュプリケートの電界紡糸膜を示す。図43.2は、LDPEフィルムの非コロナ処理面上におけるトリプリケートの電界紡糸膜の長方形カット試料を示して、IPA/水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後に層間剥離のみが生じ、収縮は最小限にしか示さなかった。これらの実験は、エアキャストニトロセルロース膜とは異なり、約700nmの平均繊維直径を有する本明細書で提供される電界紡糸繊維は、コロナ処理したLDPEに十分に接着し、湿潤-乾燥収縮は最小限であり、脆性がないことを示す。
実施例11 接着性
接着性に関連したリスクがあるため、電界紡糸不織繊維マットの非多孔基材への接着性について、代替方法を評価した。接着剤層を有するフィルムへの直接の電界紡糸は、平滑な非多孔フィルム上への良好な接着性を得る有望なワンステップの選択肢として調査した。この選択肢の実行可能性を実証するために、電界紡糸繊維を、感圧性アクリル接着剤面、及び、接着剤を伴わない面における、25ミクロンの導電性ポリイミドフィルム(DuPont USAのKapton(登録商標)XC)上に直接紡糸した。図44.1は、Kapton(登録商標)フィルム上のアクリル接着剤層に十分に結合している電界紡糸繊維を示す、SEM断面画像である。図45.1及び45.2は、IPA/水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後に、繊維マットが非接着剤面から層間剥離しても、繊維マットが、どれほどアクリル接着剤面に十分に結合したままであるかの画像を示す。これにより、結合用接着剤を用いた、非多孔フィルム基材上への電界紡糸の新規な実証が得られる。この技術は、代替接着剤化学、カスタムフィルム接着剤の組合せ、及びFDAに承認され、ラテラルフロー診断産業に広く使用され、十分に受け入れられているLohmann Corporation(Orange、VA)から市販されているアクリル接着剤GL-187(登録商標)の使用と共に使用できる。図44.2及び44.3は、Permastat LDPE PE700ASフィルム(表5の#7b)上にコーティングした、Lohmann Corporation(Orange、VA)のGL-187(登録商標)接着剤上に直接紡糸された、電界紡糸不織繊維マットの画像及びSEM断面画像である。カスタマイズした接着剤の厚みも、フィルム及び繊維マットの厚みと共に使用して、ラテラルフロー診断アッセイで最も一般的に対象とされる185及び235ミクロンの対象の厚さに合わせることができる。フィルム上に繊維マットを接着する代替方法は、コロナ又はプラズマ処理、表面エッチング又はラフニング、及び、溶媒を電界紡糸する際に、可溶性であるポリマーの薄層上に紡糸を行って、繊維の基材への蒸気溶媒結合を可能とすることができる二元層フィルムの組合せさえも含む。別法として、電界紡糸繊維は、フィルム上に接着せずに紡糸でき、繊維は、接着剤と共にフィルムに積層することができる、又は、上の空気面を逆転させ、フィルム面を上にして移すことができる。図44.4及び44.5は、Permastat LDPE PE700ASフィルム(表5の#7b)の非接着剤の非コロナ処理面上に紡糸され、そこから、Permastat LDPE PE700ASフィルム(表5の#7b)上にコーティングしたLohmann Corporation(Orange、VA)からのGL-187(登録商標)接着剤上に移された電界紡糸不織繊維マットの画像及びSEM断面画像である。
実施例12 SEMによる電界紡糸繊維の特性評価
電界紡糸繊維を撮像し、平均繊維直径をSEMにより測定した。試料は、Cressington208HR高分解能スパッタコーターを使用して、金又はイリジウムでコーティングすることにより調製した。断面は、液体窒素中に漬け、スパッタコーティングの前に破壊することで、凍結破壊して調製した。典型的な倍率は、FEI Quanta200F電界放出走査型電子顕微鏡を3/5kVで使用して、500~10000×であった。より低い倍率の試料は、JEOL JCM-6000PLUS Benchtop SEMを使用して撮像した。平均繊維直径及び標準偏差は、10回のランダム繊維測定で計算した。
実施例13 ラテラルフロー診断用途(参照Hi-Flow(商標)Plus Brochure及び文書TB500EN00EM)
新規な配合物及び電界紡糸プロセスにより、平均繊維直径が500nm超、2ミクロン超のMFPレーティング、及び85%超の高い気孔率の電界紡糸繊維マット膜が生成される。電界紡糸膜は、ラテラルフロー診断アッセイに現在使用されている市販のエアキャストニトロセルロース膜に匹敵する性質、及びそれを上回るいくつかの利点を有する。電界紡糸不織繊維マット膜は、CFT、検出ビーズ移動性、及びタンパク質ストリッピング品質に関して、同等、又はさらに改善された安定性を有する。本明細書で提供される電界紡糸繊維マット膜の利点には、狭いMFPによる再現性の高い繊維直径、高い気孔率、高い表面積、より高度で調節可能なタンパク質結合、少ないバックグラウンド自家蛍光、検体の検出限界を下げる可能性、及びより正確なアッセイ定量が含まれる。本明細書で提供される電界紡糸繊維マット膜の他の有益な改善は、製造再現性の向上、エンドユーザーの利用における安定性、より長い保存可能期間、無害の性質(ニトロセルロースと比較して)、及び、エアキャスト設備より小さい平方フィート要件による製造設備における資本投資のさらなる削減を示す、安定した合成ポリマーの使用である。
実施例14 界面活性剤処理及びCFT
エアキャストニトロセルロースは、元来疎水性のため、湿潤及び水性キャピラリーフローを可能にするように界面活性剤で処理されることを必要とする。界面活性剤は、ラテラルフロー診断用途で、ニトロセルロース膜を前処理するために一般に使用される。典型的な処理は、キャストプロセスの終わりに水性界面活性剤の希釈溶液を適用すること、続いて乾燥させて膜上に界面活性剤のコーティングを残して、使用中における自然発生的な水性再湿潤に備えることを伴う。PMMA:PVDF繊維マットの処理は、70:30 IPA:水で2min濡らし、界面活性剤溶液中に10分かき混ぜながら浸し、周囲温度及び相対湿度にて終夜空気乾燥させることにより行うことができる。
実施例15 CFT
CFTは、業界で標準化された試験であり、1×4cmの試験ストリップが、150μLの水のウェルにセットされ、CFTは、均一な液体前面が全長4cmを上昇するのにかかる時間として測定される。試験の水は、21±1℃にすべきであり、部屋の相対湿度は、50±5%にすべきである(MilliporeSigmaの試験法000764TM)。典型的には、ラテラルフロー診断アッセイに有用なCFTは、75~180秒である。一般的に、CFTを速くすると、シグナル強度はより低くなる一方、CFTを遅くすると、シグナルはより強くなり、他の条件はいずれも変わらない。
実施例16 ラテックス検出ビーズ移動性
機能的ラテラルフロー診断アッセイは、着色した検出粒子を使用して、シグナルラインを生成する。使用される粒子の1つのクラスは、400nm直径のラテックスビーズである。したがって、ラテラルフローアッセイに使用される膜は、これらのビーズが、液体前面からビーズ前面が一切分離することなく、細孔構造を通して自由に通過できなければならない。Hi-Flow(商標)Plusエアキャストニトロセルロース膜は、PBS緩衝液中1mg/mL BSA中の0.05%のカルボキシレートで修飾した400nmラテックスビーズ(Duke Scientific、DB1040C)、0.1%Tween界面活性剤の試験溶液を使用して、そのような試験に合格している。試験は、25μLの溶液を使用して、1×4cm試験膜で行われる。液体は、上面を流れさせ、透明な液体フロー前面、及び、検出ビーズの着色したラインの目視できる分離がない場合しか合格できない。約40nmの金ナノ粒子も使用できるが、この試験は、膜が400nmラテックスビーズを通過させることができる場合は、膜が40nm金粒子を通過させることになるため、品質コントロール試験にはならない。図46は、CFT及びラテックス検出ビーズ移動性を測定するために使用される、カスタム試験スタンドの画像である。図47.1及び47.2は、ラテックス検出ビーズ移動性試験の終わりにおける、膜の画像を示す。図47.1は、平均繊維直径が632±212nm、及びCFTが約200秒のデュプリケートの電界紡糸不織繊維マット膜を示し、これは、ビーズ移動性試験に合格し、またHi-Flow(商標)Plus135ニトロセルロース対照膜も合格する。図47.2は、平均繊維直径が432±95nm、CFTが約300秒のデュプリケートの電界紡糸膜の画像であり、これは、ビーズ移動性試験に不合格であり、全長4cnを移動するビーズの目に見えて明らかな欠陥がみられた。図48.1及び48.2は、電界紡糸繊維マット、及びHi-Flow(商標)Plus135を通過するビーズのSEM断面画像であり、これらは、断面に存在する400nmビーズを示す。これにより、最小平均繊維直径及び対応するMFP、並びに400nmラテックスビーズが通過するのに必要とされる気孔率が存在することが実証される。
実施例17 ラテックスビーズ移動性観察に対するCFT対平均繊維直径
図49は、平均繊維直径に対する、マットの同様の正味厚さ、及びその対応するCFTでの、いくつかの電界紡糸不織繊維マットのプロットである。データから、平均繊維直径が大きいほど、MFPは大きくなり、これにより、より速いCFT又はキャピラリーフローが生じることが実証される。同一の膜を、ラテックスビーズ移動性(図47.1及び47.2)について試験し、400nmラテックス検出ビーズを自由に通過させるのに必要な最小平均繊維直径及びその対応するMFP又は、得られた気孔率を観察した。図50は、CFTが平均繊維直径の関数であることを示す。この例では、DMAC中の、比75:25のPMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)17%w/vの溶液が、LDPEの移動ウェブ上で電界紡糸され、ばらつきがある平均繊維直径は、コントロールされない露点(露点が高いほど、繊維直径がより高くなる)に由来していた。
図51は、そのすべてが約700nmの平均繊維直径を有する電界紡糸不織繊維マットについて、繊維マットの正味平均厚さに対するCFTのプロットを示す。すべての試料は、きわめて類似した露点下で電界紡糸されたため、同様の繊維直径を生じた。マットの厚さは、紡糸時間、ライン速度及び電圧によりコントロールした。CFTは、室温及び30~40%の相対湿度にて測定した。より薄いマット上で観察されたCFTがより遅いことは、高い表面積及び気孔率による蒸発速度の上昇による影響である可能性がある。
実施例18 CFT vsマットの厚さ及び相対湿度
CFTは、相対湿度に依存するため、コントロールされた恒湿庫の、平衡を保ち、慎重にコントロールした相対湿度下で、約700nmの同一の平均繊維直径を有する様々な繊維マットの厚さのCFTを測定した。試料は、30℃及び10、50、75及び90%の相対湿度にて終夜平衡を保った。図52.1は、Hi-Flow(商標)Plus135の正味厚さ135μmを含む、正味平均厚さが異なる膜での、相対湿度に対するCFTのプロットを示す。マットが薄いほど、低い相対湿度にて、キャピラリーフローと蒸発が競合するため、CFTがより遅くなる。データは、135μm厚Hi-Flow(商標)Plus135膜での、CFTの湿度に対する感受性を示す。CFTの放出規格及び許容誤差は、21±1℃及び50±5%の相対湿度での試験に基づく。図52.2は、異なる相対湿度での、膜マットの厚さに対するCFTのプロットを示し、これは、CFTの、マットの厚さ及び湿度に対する感受性を示す。厚さは、Hi-Flow(商標)Plus135の正味厚さ135μmにより近づいてより大きくなるほど、CFTが測定された相対湿度に対する感受性は低くなる(図52.1)。
実施例19 気孔率、表面積及び表面積比
ラテラルフロー診断に対する膜の用途に寄与するさらなる性質は、気孔率、表面積及び表面積比を含む。気孔率%は、以下の等式
気孔率%=[1-(目付/(マットの厚さ×ポリマー密度))]
により計算され、式中、目付、ポリマー密度及びマットの厚さの単位は、それぞれ(g/m)、(g/m)及びmである。
/グラム単位の内部表面積は、Micromeritics(Norcross、GA)によるクリプトンガスを使用して、BET表面積として決定される。表面積比は、内部表面積対前面表面積の比であり、試薬濃度及びアッセイ条件を最適化するためにアッセイ展開に使用される測定基準である。Hi-Flow(商標)Plus膜は、典型的には、約100の表面積比を有する。表面積比は、以下
表面積比=BET表面積(m/g)×目付(g/m
のように計算される。
表8は、平均繊維直径、正味平均厚さ、目付、気孔率%、BET表面積(SA)、表面積比、タンパク質結合及びCFTについてのデータを含む、電界紡糸不織繊維マット膜及びHi-Flow(商標)Plus135膜の選択について詳述している。タンパク質結合は、膜の厚さに関して単位面積μg/cmによりタンパク質結合を標準化することにより、μg/cm単位で計算される。電界紡糸試料は、Hi-Flow(商標)Plus135に比較的近いが、より薄いため、曲げられる。繊維は、マットの厚さ/目付/面積比及びタンパク質結合がより低いが、気孔率パーセント及びBET SAはより高い。図53は、電界紡糸繊維及びHi-Flow(商標)Plus135膜での、目付に対するマットの厚さのプロットである。目付は、同様の厚さにおいて、繊維では、より高い気孔率及び様々なポリマー密度のため、より低くなると推定される。しかし、ラテラルフローアッセイにおける機能は、膜の性質の理解によって決まる。エアキャストニトロセルロースと同様の厚さでの繊維は、より低い目付、より高い気孔率、より高い表面積、より高いタンパク質結合を有する。
Figure 0007159308000009
実施例20 界面活性剤の処理濃度及びタイプのCFTに対する影響
電界紡糸繊維マットの親水処理における界面活性剤濃度のCFTに対する影響は、2つのタイプの界面活性剤、界面活性剤1及び界面活性剤2を使用して調査した。様々な厚さ、及び、約700nmの平均繊維直径の電界紡糸繊維マット(PMMA5(BS572):PVDF6(Kynar(登録商標)761)、比75:25で構成される)を、水中に0.02~0.1%w/wの範囲の界面活性剤1又は界面活性剤2で処理した。CFTは、室温及び一定相対湿度にて、すべての試料について測定した。図54.1は、様々な厚さを有する繊維マットでの界面活性剤1の処理濃度に対するCFTのプロットである。図54.2から、界面活性剤2の界面活性剤で処理した後におけるCFTの同様のプロットを示す。いずれの実験も、CFTは、膜を親水化するために使用される界面活性剤の関数であること、及び、CFTは、使用される界面活性剤濃度によってわずかに異なることがある(%が高いほどCFTがより短くなる)ことが実証される。図54.1及び54.2は、より薄いマットに対する蒸発の影響により、CFTがより長くなるため、厚いマットほどCFTがより短くなることも示す。図55は、0.1%界面活性剤1及び界面活性剤2で処理した繊維マットでの、厚さに対するCFTのプロットである。したがって、界面活性剤2により、CFTはより短くなり、より薄いマット上でのCFTは、蒸発とキャピラリーフローの競合のため、やはりより長くなる。
実施例21 タンパク質結合
タンパク質結合は、ラテラルフロー診断アッセイに使用される膜の重要な特徴である。膜のタンパク質結合の定量を測定し、μg/cm単位で報告する。参照に関して、Hi-Flow(商標)Plus135ニトロセルロースは、典型的には、約150μg/cmの値を有する。膜のタンパク質結合は、0.1μCi/mLの濃度の125I-(ヤギIgG)でスパイクしたヤギIgGを、1mg/mLの濃度で使用して決定される。膜ディスクを全面的に濡らし、PBS緩衝液中の放射性標識したヤギIgGで2時間インキュベーションし、すすぎ、結合放射能についてアッセイし、膜のIgG/cmをマイクログラムに変換した。図56.1及び56.2は、μg/cm単位のIgGタンパク質結合は、マットの厚さ及び界面活性剤処理によって左右されることを示す。いずれの界面活性剤でも、より高いwt%の界面活性剤処理でタンパク質結合が低下する。図57は、Hi-Flow(商標)Plus135対照と共に図56.1及び56.2で示されている様々なwt%の界面活性剤1及び2で処理した、PMMA:PVDF(75:25)繊維約700nmの繊維マットの正味平均厚さに対するIgG結合をプロットする。このプロットは、約700nmの繊維直径及びPMMA:PVDF比75:25にて、同様のマットの厚さで、電界紡糸マットは、Hi-Flow(商標)Plus135対照と同様のタンパク質結合を有することを示唆する。界面活性剤2で処理した繊維は、平均よりわずかに高いタンパク質結合を有する(図57)。また、PVDFは、PMMAより高いタンパク質結合能力を有すると考えられる。
実施例22 タンパク質ストリッピング
タンパク質ストリッピングラインの品質は、ラテラルフロー診断アッセイに使用される膜に必要とされる別の重要な特質であり、その理由は、ライン品質が、機能アッセイにおける試験ラインの溶解を反映するためである。膜試料は、PBS緩衝液中の2mg/mLマウスIgGを用い、Matrix(商標)1600試薬分注モジュール(Kinematic Automation、CA、USA)を、μL/cmの様々な分注速度で使用して、ストリッピングした。マットを乾燥させた後で、これらをポンソーSで染色し、1%酢酸ですすいだ。次いで、タンパク質ラインは、ライン幅、安定性、品質、及び、ラテラルフロー診断アッセイの機能に悪影響を及ぼし得る何らかのアーチファクトについて、Hi-Flow(商標)Plus135対照に対して定性的に評価した。タンパク質ラインのストリッピング及びアッセイ上における検出ラインは、タンパク質濃度及び分注速度を変えることにより最適化できる。表9.1及び図58.1は、Hi-Flow(商標)Plus135対照に対する、電界紡糸不織繊維マット試料のタンパク質ストリッピング品質の比較を要約する。ライン速度を変える以外にさしたる最適化はなく、電界紡糸繊維マットは、商用のHi-Flow(商標)Plus135対照と同様のライン品質を呈した(図58.1)。タンパク質ストリッピングは、分注速度、ライン速度、タンパク質濃度、並びに、多孔材料の厚さ、目付、表面積及びタンパク質結合能の詳細な評価で最適化できる。表9.2及び図58.2は、pH及び導電率について、表9.2で詳述されているタンパク質(IgG)溶解条件に応じたタンパク質ストリッピング品質を要約する。図58.2は左から右へ、0.07及び0.09%の界面活性剤2(実施例20)で処理した、Hi-Flow(商標)Plus135対照及びPMMA:PVDF(70:30)電界紡糸不織繊維マット膜の複製試料を示す。観察したタンパク質ストリッピングライン品質は、最も良好な溶液から最も不良な溶液まで3>4>2>1であった。表9.3及び図58.3は、pH及び導電率について、表9.3で詳述されているタンパク質(IgG)溶解条件に応じたタンパク質ストリッピング品質を要約する。図58.3は左から右へ、0.07及び0.09%の界面活性剤2で処理した、デュプリケートのHi-Flow(商標)Plus135対照及びPMMA:PVDF(70:30)電界紡糸不織繊維マット膜の複製試料を示す(実施例20)。観察したタンパク質ストリッピングライン品質は、最も良好なpHから最も不良なpHまでpH5=6>7.2>8>9であった。表9.2及び9.3、並びに図58.2及び58.3から、最も良好なタンパク質ストリッピング品質は、カチオン交換結合機構に有利に働く溶解条件を通じて達成されることを示す。
Figure 0007159308000010
Figure 0007159308000011
Figure 0007159308000012
実施例23 膜バックグラウンド蛍光
一部のラテラルフロー診断アッセイは、蛍光標識された検出ビーズの検出及び/又は定量を必要とするため、膜のバックグラウンド蛍光は、十分である必要がある。固体蛍光分光法を、PMMA:PVDF比が75:25及び50:50の電界紡糸繊維膜、及び、バックグラウンド蛍光を有することが公知のHi-Flow(商標)Plus135ニトロセルロース対照で行った。この蛍光分光法は、ChronosFD蛍光寿命測定装置(ISS)、Vinci2を使用して、光子計数強度により、またMathematicaソフトウェアでのスペクトル処理により行った。300~610nmの励起波長及び320~630nmの発光波長は、PMTにて10nm刻みでスキャンした。図59は、発光領域における約350~500nmの蛍光を示すHi-Flow(商標)Plus135ニトロセルロース対照膜での、励起及び発光波長に対する蛍光スペクトルの強度である。大きい斜辺は、レイリー散乱に由来する。図60.1及び60.2は、PMMA:PVDF比が75:25及び50:50での、Hi-Flow(商標)Plus135ニトロセルロース対照膜スペクトルを差し引いた、励起及び発光波長に対する蛍光スペクトル強度を示す。これは、PMMA:PVDFの電界紡糸不織繊維は、ニトロセルロース膜よりも少ない自家蛍光を有することを実証する。
実施例24 蛍光ビーズを検出するための蛍光顕微鏡検査法
蛍光ミクロスフィア及び蛍光顕微鏡検査法を使用して、2つの異なる構造の表面気孔率を通した蛍光ビーズの可視性及びシグナル強度の観点から、Hi-Flow(商標)Plus135ニトロセルロース対照膜及び電界紡糸PMMA:PVDF(75:25)膜における差、並びに、自家蛍光における差を可視化した。実験は、前述のラテックスビーズ移動性試験(実施例16)の変法を使用して行った。蛍光ビーズ試験溶液は、PBS緩衝液中1mg/mL BSA中の、0.05%蛍光カルボキシレート化ポリマーのミクロスフィア、直径0.4ミクロン、P(S/V-COOH)、Ex max 480nm、Em.Max 520nm(FC02F Bangs Laboratories、Fishers、IN)、0.1%Tween界面活性剤であった。溶液を、1×4cm膜ストリップの上方に向かって流して、蛍光顕微鏡下で可視化する前に空気乾燥させた。Nikon Eclipse TE2000-U顕微鏡とNIS Elements Imagingソフトウェア、並びに、明視野及びFITCモードでのTi-LAPP Modular Illumination Systemを分析に使用した(Nikon Instruments Inc.USA)。図61は、FITCモード及び一定のレーザー励起強度での、Hi-Flow(商標)Plus135ニトロセルロース対照膜及び電界紡糸PMMA:PVDF(75:25)膜を倍率200×で蛍光ビーズの有無で比較した試料画像を集めたものである。この図は、Hi-Flow(商標)Plus135ニトロセルロース対照膜のバックグラウンド蛍光を示す一方、電界紡糸PMMA:PVDF(75:25)膜は、目に見える蛍光を有さない。ビーズを有する試料は、エアキャストHi-Flow(商標)Plus135ニトロセルロース対照膜と比較した場合、電界紡糸PMMA:PVDF(75:25)膜の不織繊維構造を通して、より高い目に見える発光蛍光強度を示す。電界紡糸された不織繊維マットの表面気孔率が高いほど、機能アッセイ中の蛍光検出の観点から、検出限界をさらに下げることが潜在的に可能になる。また、ベースの電界紡糸PMMA:PVDF(75:25)膜の自家蛍光がないことにより、検出及び定量が、エアキャストHi-Flow(商標)Plus135ニトロセルロース膜の検出及び定量と比較して容易になる。
実施例25 電界紡糸ナノ繊維及び膜マットの利点
図6は、4つのパラメーター(PMMA:PVDF比、固体%、露点及び溶媒組成)は、繊維直径及びモルフォロジーをコントロールすることを示す。また、4つのパラメーター(PMMA:PVDF比、電界紡糸パラメーター、露点及びフィルム基材)は、不織繊維マット生産性及び均一性に寄与する。さらに、4つのパラメーター(繊維直径/有効な細孔サイズ、PMMA:PVDF比、界面活性剤処理、並びにマットの厚さ及び均一性)は、ラテラルフロー診断用途に使用するための関連性がある性質、すなわち、CFT、検出ビーズ移動性、タンパク質結合、タンパク質ストリッピング及び機能アッセイの性能に寄与する。ナノ繊維の電界紡糸中にコントロールできる電界紡糸パラメーターは、電圧、気流、電極距離、基材ライン速度、キャリッジ速度、分注オリフィス及び紡糸電極のワイヤー速度を含む。表10は、Hi-Flow(商標)Plus135エアキャストニトロセルロース膜及び典型的な電界紡糸PMMA:PVDF膜の性質を要約する。
Figure 0007159308000013
実施例26 さらなる電界紡糸の例
DMF中14%のPMMAは、43gのDMF中に7gのPMMAを溶解し、室温にて30h撹拌することにより調製した。最終溶液は、電界紡糸のために取り付けられ、使用される18G(ゲージ)ニードルを有する10mLプラスチックシリンジ(NANON-01A電界紡糸機、Japan)に収集した。ポリマー溶液の供給速度は、1~5mL/hで変動させ、印加される電圧は、10~30kVで変動させ、先端から収集器(膜の支持体)の距離は、10cm~15cmで変動させた。PMMA電界紡糸膜を、5mL/hの供給速度、18kVの電圧及び、ニードルから収集器までの距離15cmで得た。20~120μmの範囲の厚さを有する膜は、Melinexポリエステルのバッキング上で紡糸し、室温にて乾燥させて溶媒を除去し、150℃にて加熱処理して、均一な膜を得た。同様に、電界紡糸膜は、PVDF、PVB、PA及びPESで調製した。表11は、様々な膜の組成、電界紡糸条件及びCFTを示す。
Figure 0007159308000014
Figure 0007159308000015
Melinexバッキングへの良好な接着性を示す電界紡糸膜は、溶液パラメーター及び電界紡糸条件を変化させることにより得た。図62は、PMMAを使用することにより生じた様々な厚さを有する電界紡糸膜の寸法を示す。
電界紡糸膜の繊維直径及び表面モルフォロジーは、Zeiss可変高圧電界放出型走査電子顕微鏡(Supra Variable Pressure Field Emission Scanning Electron microscope)により特徴付けた。繊維直径は、200nm~2.7μmの範囲であった。膜の表面プロファイルは、図63で示されている。膜は、良好な気孔率及び細孔サイズであり、これは、流量にさらに好適であり、金ナノ粒子及びラテックスビーズ移動性を可能とする。膜は、十分なタンパク質結合効率も有する。
実施例27 電界紡糸膜の試験
タンパク質結合は、ラテラルフロー用途における膜の機能に不可欠である。膜は、試験結果を目に見える形で読み取れるように、必要とされる量のタンパク質を吸着すべきである。タンパク質ストリッピングを電界紡糸膜を用いて実施した。膜試料をカットし(5cm×15cm)、エタノール中で1min予め濡らし、直ちに0.1wt%界面活性剤1で30min処理し、乾燥させた。タンパク質溶液は、0.5μl/cmの速度で分注した。図64は、電界紡糸膜のタンパク質ストリッピングの結果を示し、これにより、タンパク質は、本明細書に記載されている方法により生成された電界紡糸膜に適用でき、結合できることが示される。
ラテラルフローシステムにおいて、最も一般に使用される検出試薬は、コロイド金及びラテックス粒子である。これらの粒子は、一般的に多彩な検出試薬と連結し、ラテラルフロー膜に適用される。検出試薬により、使用者は、結果を可視化できる。金及びラテックス粒子の移動性の試験を、電界紡糸PMMA及びPVDF膜上において実施した。図65及び66は、PMMA及びPVDF電界紡糸膜上において、それぞれ金及びラテックス粒子の両方のフロー前面を示す。これらの図は、粒子が、電界紡糸膜を通って、均一に、またフロー前面分離を一切伴わずに流れることを示す。
図65及び66のPMMA電界紡糸膜は、SEM下で検査して、ラテックス及び金ナノ粒子のフローパターンを判定した。図67は、ラテックス及び金粒子移動性試験後における、PMMA電界紡糸膜のSEM画像を示す。これらの粒子は、膜構造内の繊維の面に沿って、相互接続した細孔を通って、フロー前面分離を一切伴わずに流れる。
実施例28 ポリマーブレンドから作られる電界紡糸膜
電界紡糸膜は、様々なポリマーブレンドを用いて調製した。表12は、ブレンドした電界紡糸膜のリストを、用いられる条件及び生成された膜の特徴と共に示す。
12.5%PMMA/PVDF(2:1比)ブレンド膜を調製するために、5gのPMMA及び2.5gのPVDFを、室温にて、60mlのDMAc/アセトン/THF溶媒に溶解した。電界紡糸パラメーターは、以下の通り、ポリマー溶液の供給速度は5ml/hr、印加される電圧は20kV、及び収集器の距離は15cmであった。12.5%PMMA/PVDF(1:2比)ブレンド膜を調製するために、同様の条件を使用したが、PMMA及びPVDFの量は逆転させた。ブレンド膜は、室温にて乾燥させて、膜からの残留溶媒を除去した。
Figure 0007159308000016
Figure 0007159308000017
図68は、PMMA/PVDF(2:1比)ブレンド膜及びPMMA/PVDF(1:2比)ブレンド膜のタンパク質ストリッピングの結果を示す。これらの結果は、タンパク質が、電界紡糸ブレンド膜に適用でき、タンパク質が電界紡糸膜に結合することを示す。
電界紡糸PMMA及びPVDF膜上における金及びラテックス粒子の移動性を試験した。図69は、PMMA/PVDFブレンド電界紡糸膜上における金及びラテックス粒子の両方のフロー前面を示す。これらの画像は、粒子が、ブレンド電界紡糸膜を通って、均一に、またフロー前面分離を一切伴わずに流れていることを示す。
したがって、様々なポリマー、PMMA、PVDF、PA、PES及びPVB又はそれらの組合せから、高度に多孔の電界紡糸膜を生成するための方法が提供される。電界紡糸法における膜は、表面積が高いミクロ/ナノ繊維により形成され、膜の細孔サイズは、好適なポリマーを異なる比でブレンドして、繊維の直径を変えることによりコントロールできる(例えば、PMMA単体は、μmの繊維であり、PMMA/PVDFは、ナノ繊維であった。)。
現在のエアキャスト法によるラテラルフロー膜の生成は、転相法により膜を形成するためきわめて遅いが、本明細書で提供される電界紡糸法では、膜の形成は瞬間的である。本明細書で提供される方法を使用して、様々なポリマー及びポリマーブレンドから生成される膜を評価した。本明細書で提供される膜は、現在のラテラルフロー膜と比較して、より感受性であり、より低いレベルの検体の検出を促進する。図70は、B型肝炎アッセイを例証し、ここでは、様々なポリマー及びポリマーブレンドから生成された膜を評価した。ES膜は、現在のラテラルフロー膜より感受性である。
実施例29 前述の構造を使用した機能ラテラルフローアッセイ
ニードルレス電界紡糸を使用した前述の例(実施例25で要約した)により生成された電界紡糸不織繊維マット膜を、完全に一体化されたラテラルフローアッセイに使用し、エアキャストニトロセルロースに対してベンチマークした。例は、MilliporeSigma試験法の文書00081440TM及び00081293TMに記載されている、完全B型肝炎表面抗原(HBsAg)のラテラルフロー試験、及び、妊娠を検出するhCG(ヒト絨毛性ゴナドトロピンホルモン)機能試験を含む。
図71.2は、エアキャストニトロセルロース膜を使用するB型肝炎表面抗原(HBsAg)ラテラルフロー試験における、8ng/mLでの、陽性試験ライン検出を用いた、標準的な通過試験を示す。図71.1は、実施例25で要約されている前述の例で生成された電界紡糸不織繊維マット膜を使用した、同様のHBsAg通過試験を示す。電界紡糸不織繊維マット膜は、0.08%界面活性剤2で処理したLDPE PE700ASフィルム上に、約800nmの平均繊維直径を有するPMMA:PVDF(70:30)であった。
図72.2は、エアキャストニトロセルロース膜を使用した、妊娠を検出するhCG(ヒト絨毛性ゴナドトロピンホルモン)機能試験における、25mIUでの、陽性試験ライン検出を用いた、通過試験を示す。図72.1は、実施例25で要約されている前述の例で生成された電界紡糸不織繊維マット膜を使用した、妊娠を検出するhCG(ヒト絨毛性ゴナドトロピンホルモン)機能試験と同様の通過試験を示す。電界紡糸不織繊維マット膜は、0.08%界面活性剤2で処理したLDPE PE700ASフィルム上に、約800nmの平均繊維直径を有するPMMA:PVDF(70:30)であった。
実施例30 電気ブロー繊維
PMMA:PVDF間の、約100:0~0:100、具体的には、約:10:90、15:85、20:80、25:75、30:70、35:65、40:60、45:55、50:50、55:45、60:40、65:35、70:30、75:25、80:20、85:15又は90:10のポリマー比を含み、500~1000ナノメートルの平均繊維直径、1~5ミクロンの平均フロー細孔レーティング及び100ミクロンのマット厚を有する繊維マットが作られる。一部の実施形態では、繊維マットは、電気ブロー又は電気ブロー紡糸を使用して多孔基材上で作られる。繊維は、溶媒、例えば、N,N-ジメチルアセトアミド又はN,N-ジメチルホルムアミド中のPMMA:PVDFの10~20w/w%溶液から紡糸される。得られたポリマー溶液は、ガスのフロー圧力領域と並行する小ノズルを通してポリマー溶液を押し出すことにより、繊維へと電気ブローされ、そこで、出口ノズル、及び繊維を収集する移動多孔不織部の上の収集領域からの高電界又は高電圧が維持される。ポリマー溶液から直径500~1000nmの電気ブロー繊維のための条件は、ノズルから、1bar超のガス圧力及び1~100kV DCの電界中への溶液フロー1~10mL/minを含む。マットの厚さ及び均一性は、温度、相対湿度、露点、不織基材及びチャンバー気流を調整することによりコントロールできる。電気ブロー不織繊維マットに、追加の熱乾燥、カレンダー処理及び界面活性剤処理、並びに後処理としての乾燥を施す。電気ブロー不織繊維マットは、実施例11における方法を使用して、非多孔基材に接着させる。得られた電気ブロー繊維の不織マットは、実施例25で要約されている電界紡糸により作られた以前の実施例と同様の性質を有する。同様の性質は、繊維直径、平均フロー細孔サイズ、マットの厚さ、キャピラリーフロータイム、ビーズ移動性、タンパク質結合及びタンパク質ストリッピングを含む。
本明細書に記載されている方法に使用できる電気ブロープロセスのある特定の態様は、米国特許番号第7,846,374号に記載されており、これは、その全体を、参照により本明細書に組み込む。
参照による組込み
本明細書で言及されるすべての公報、特許及び特許出願は、個々の公報、特許又は特許出願が、具体的に、また個々に示され、参照により組み込まれているように、その全体が、参照により本明細書によって組み込まれる。不一致の場合は、本明細書のあらゆる定義を含めて本出願が支配する。
均等形態
当業者は、慣例の実験のみを使用して、本明細書に記載されている具体的な実施形態に対する多くの均等形態を把握する、又はそれを確かめることができると考えられる。そのような均等形態は、以下の特許請求の範囲によって包含されるように意図されている。

Claims (17)

  1. 200nm~1000nmの平均繊維直径を有し、およびPMMA、PVDF、又はPMMA及びPVDFのブレンドを含むナノ繊維を含む不織繊維膜であって、1ミクロン~5ミクロンの平均フロー孔径、及び少なくとも80%の気孔率を有する、不織繊維膜を含むアッセイ展開領域を含む、試料中の検体を検出するためのラテラルフローデバイス。
  2. 前記不織布繊維膜が、
    a)電界紡糸;または
    b)電気ブロー
    により製作される、請求項1に記載のラテラルフローデバイス。
  3. 前記平均フロー孔径が、
    a)2ミクロン超;または
    b)1.5ミクロン、1.75ミクロン、2.0ミクロン、2.25ミクロン、2.5ミクロン、2.75ミクロン、3.0ミクロン、3.5ミクロン又は4.0ミクロン超
    である、請求項1または2に記載のラテラルフローデバイス。
  4. 前記膜が、
    a)少なくとも85%の気孔率を有するか;
    b)500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm、950nm又は1000nmの平均繊維直径を有するナノ繊維を含むか;または
    c)少なくとも40~60ミクロンの厚さに関して、少なくとも70~120μg/cmのタンパク質結合能を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載のラテラルフローデバイス。
  5. PMMA及びPVDFの前記ブレンドが、1:99~99:1の、PMMAとPVDFとの間の重量比を有る、請求項1~4のいずれか一項に記載のラテラルフローデバイス。
  6. PMMA及びPVDFの前記ブレンドのPMMA対PVDFの比が、10:90、15:85、20:80、25:75、30:70、35:65、40:60、45:55、50:50、55:45、60:40、65:35、70:30、75:25、80:20、85:15又は90:10である、請求項1~4のいずれか一項に記載のラテラルフローデバイス。
  7. a)少なくとも90%の細孔が、2.75ミクロン~3.25ミクロンの直径を有するか;
    b)少なくとも95%の細孔が、2.75ミクロン~3.25ミクロンの直径を有するか;あるいは
    c)少なくとも99%の細孔が、2.75ミクロン~3.25ミクロンの直径を有する、請求項1~のいずれか一項に記載のラテラルフローデバイス。
  8. 前記不織繊維膜が、
    a)25~250ミクロンの厚さ;
    b)100~175ミクロンの厚さ;または
    c)150ミクロンの厚さ
    を有する、請求項1~のいずれか一項に記載のラテラルフローデバイス。
  9. 前記膜が界面活性剤で処理されている、請求項1~のいずれか一項に記載のラテラルフローデバイス。
  10. 前記膜が、
    a)75~300秒;
    b)125~250秒;または
    c)175~200秒
    のキャピラリーフロータイムを有する、請求項1~のいずれか一項に記載のラテラルフローデバイス。
  11. 前記不織繊維膜が、
    a)40~600nm;
    b)200~440nm;または
    c)400nm
    の大きさを有するビーズについての検出ビーズ移動性試験に合格する、請求項1~10のいずれか一項に記載のラテラルフローデバイス。
  12. 前記試料を受けるように設計された試料ポート、コンジュゲートパッド、前記不織繊維膜を含む前記アッセイ展開領域、及び吸収パッドを含み、前記コンジュゲートパッド、前記不織繊維膜及び前記吸収パッドが、互いにキャピラリーフロー連通できるように接続されている、請求項1~11のいずれか一項に記載のラテラルフローデバイス。
  13. 前記コンジュゲートパッドが、前記検体に特異的に結合する第1の検体結合剤にコンジュゲートした粒子を含有する、請求項12に記載のラテラルフローデバイス。
  14. 前記アッセイ展開領域が、
    a)前記検体に特異的に結合する第2の検体結合剤を固定的に内包する試験領域を含むか;あるいは
    b)前記粒子に特異的に結合する粒子結合剤を固定的に内包する対照領域を含む、請求項1~13のいずれか一項に記載のラテラルフローデバイス。
  15. 試料中の検体を検出する方法であって、前記検体を、請求項1~14のいずれか一項に記載のラテラルフローデバイスの前記アッセイ展開領域に接触させるステップを含む、方法。
  16. 前記検体が、
    a)代謝産物、ホルモン、治療薬、乱用薬物、ペプチド、抗体又は抗原であるか;および/または
    b)黄体形成ホルモン、ヒト絨毛性ゴナドトロピン、コレステロール又はグルコースである、請求項1~14のいずれか一項に記載のラテラルフローデバイス。
  17. 前記検体が、
    a)代謝産物、ホルモン、治療薬、乱用薬物、ペプチド、抗体又は抗原であるか;および/または
    b)黄体形成ホルモン、ヒト絨毛性ゴナドトロピン、コレステロール又はグルコースである、請求項15に記載の方法。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016014455A1 (en) * 2014-07-22 2016-01-28 Diomics Corporation Airborne agent collectors, methods, systems and devices for monitoring airborne agents
WO2017189977A1 (en) 2016-04-29 2017-11-02 Nanopareil, Llc Porous polymeric cellulose prepared via cellulose crosslinking
EP3551789A4 (en) 2016-12-12 2020-06-10 Nanopareil, LLC DIES AND DIE NETWORKS FOR ELECTROSPINKING AND ELECTROSPINKING MACHINES
US10752527B2 (en) * 2017-06-28 2020-08-25 King Abdulaziz University Water treatment system and methods thereof
KR20210058979A (ko) * 2018-11-01 2021-05-24 이엠디 밀리포어 코포레이션 나노 섬유 구조의 효율적인 생산
CN109908108B (zh) * 2019-03-15 2022-05-03 深圳市光远生物材料有限责任公司 一种载药纳米复合纤维膜***及其制备方法和应用
CN109898178A (zh) * 2019-03-18 2019-06-18 苏州申久高新纤维有限公司 一种可纺性纤维配方及其制备方法
CN110205726B (zh) * 2019-05-21 2020-09-29 江西先材纳米纤维科技有限公司 一种电纺碳掺杂聚酰亚胺导电纳米纤维长线纱的制备工艺
CN110295406A (zh) * 2019-06-18 2019-10-01 浙江理工大学 多孔醋酸纤维素复合微/纳米纤维膜、离心纺丝制备方法及其在重金属离子吸附方面的应用
CN110240717B (zh) * 2019-06-25 2021-07-23 西北大学 一种多隔室双亲性颗粒的制备方法
CN110283339B (zh) * 2019-06-25 2021-05-11 西北大学 一种双亲性颗粒的制备方法
CN110170250A (zh) * 2019-06-27 2019-08-27 长春工业大学 一种可降解聚乳酸/醋酸纤维素超滤膜及其制备方法
CN110528095B (zh) * 2019-09-19 2022-02-01 嘉兴学院 一种多孔表面结构纤维的制备方法及装置
CN110687279B (zh) * 2019-10-10 2023-01-24 中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所 一种***磷分子印迹静电纺丝层析试纸条的组建方法
JPWO2021085099A1 (ja) * 2019-11-01 2021-05-06
CN110714271A (zh) * 2019-11-19 2020-01-21 中国人民解放军空军勤务学院 基于静电纺丝制备pdms-pmma超疏水膜的方法
CN112089893B (zh) * 2020-08-07 2022-10-21 浙江理工大学 可控电导率及粘度下高透气弹性纳米纤维心脏补片的制备方法
CN113186643A (zh) * 2021-04-07 2021-07-30 陕西科技大学 一种纳米纤维修饰硝酸纤维素免疫层析膜的制备方法
IT202100023711A1 (it) * 2021-09-14 2023-03-14 Invenio S R L Prodotto tessile filtrante
CN113944009A (zh) * 2021-11-07 2022-01-18 苏州热象纳米科技有限公司 一种pei/二氧化硅气凝胶膜材的制备方法
CN114737313B (zh) * 2022-04-12 2022-12-20 哈尔滨工业大学 一种具有耐腐蚀铠甲结构的气态纳米纤维膜及其制备方法和应用

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004028875A (ja) 2002-06-27 2004-01-29 Denka Seiken Co Ltd 簡易メンブレンアッセイ法及びキット
JP2008502920A (ja) 2004-06-09 2008-01-31 パサジャン リムーヴァル アンド ダイアグナスティック テクノロジーズ インコーポレイテッド サンプルから標的因子を除去するためのデバイス及び方法
JP2012189355A (ja) 2011-03-09 2012-10-04 Furukawa Electric Co Ltd:The ラテラルフロー用テストストリップ
JP2014504951A (ja) 2010-12-20 2014-02-27 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 高空隙率高坪量のフィルター媒体
JP2014514958A (ja) 2011-04-01 2014-06-26 イー・エム・デイー・ミリポア・コーポレイシヨン ナノファイバー含有複合材構造体
CN103972452A (zh) 2014-05-21 2014-08-06 天津工业大学 一种单向增强型静电纺锂离子电池隔膜的制备方法
JP2015045114A (ja) 2013-08-29 2015-03-12 Jnc株式会社 繊維シート及びこれを用いた繊維製品
US20150136693A1 (en) 2012-06-29 2015-05-21 Amogreentech Co., Ltd. Cytokine adsorption sheet, method for manufacturing the same, and blood filter comprising the same
WO2015091181A2 (en) 2013-12-20 2015-06-25 Dsm Ip Assets B.V. Blood filtration
US20160113340A1 (en) 2014-10-22 2016-04-28 E I Du Pont De Nemours And Company Flame resistant thermal liner, composite fabric, and garment
JP2016164319A (ja) 2015-03-06 2016-09-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 不織布および検査ツール
WO2016194707A1 (ja) 2015-05-29 2016-12-08 日本バルカー工業株式会社 機能性複合膜の製造方法
JP2017506339A (ja) 2014-02-11 2017-03-02 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 活動性肝炎ウイルス感染を検出するためのコンボ−肝炎抗原アッセイ及びキット

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4717498A (en) 1987-01-05 1988-01-05 Mcintyre Chemical Company Dimethicone copolyol sulfosuccinates
US4849127A (en) 1987-01-05 1989-07-18 Mcintyre Chemical Company Dimethicone copolyol sulfosuccinates
CZ20032421A3 (cs) 2003-09-08 2004-11-10 Technická univerzita v Liberci Způsob výroby nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvlákňováním a zařízení k provádění způsobu
KR100512067B1 (ko) * 2003-10-20 2005-09-05 (주)삼신크리에이션 공기정화용 필터여재 및 그 제조방법
US7846374B2 (en) 2004-11-05 2010-12-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Blowing gases in electroblowing process
CZ299537B6 (cs) 2005-06-07 2008-08-27 Elmarco, S. R. O. Zpusob a zarízení k výrobe nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvláknováním
US8689985B2 (en) 2005-09-30 2014-04-08 E I Du Pont De Nemours And Company Filtration media for liquid filtration
CZ17577U1 (cs) 2007-03-08 2007-06-11 Elmarco S. R. O. Zarízení pro výrobu nanovláken a/nebo nanocástic z roztoku nebo tavenin polymeru v elektrostatickémpoli
US8747752B2 (en) * 2009-03-03 2014-06-10 Oridion Medical (1987) Ltd. Drying substances, preparation and use thereof
GB201302292D0 (en) * 2013-02-08 2013-03-27 Whatman Gmbh Medical diagnostic test systems,and a matrix therefor
ES2774309T3 (es) * 2013-05-14 2020-07-20 Fibrotx Oue Dispositivo de ensayo de flujo lateral
US9446355B2 (en) * 2014-02-28 2016-09-20 Pall Corporation Porous polymeric membrane with high void volume
EP3153230A1 (en) * 2015-10-08 2017-04-12 The Provost, Fellows, Foundation Scholars, & the other members of Board, of the College of Holy and Undiv. Trinity of Queen Elizabeth near Dublin A method for the production of poly(methyl methacrylate) (pmma) membranes and uses thereof

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004028875A (ja) 2002-06-27 2004-01-29 Denka Seiken Co Ltd 簡易メンブレンアッセイ法及びキット
JP2008502920A (ja) 2004-06-09 2008-01-31 パサジャン リムーヴァル アンド ダイアグナスティック テクノロジーズ インコーポレイテッド サンプルから標的因子を除去するためのデバイス及び方法
JP2014504951A (ja) 2010-12-20 2014-02-27 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 高空隙率高坪量のフィルター媒体
JP2012189355A (ja) 2011-03-09 2012-10-04 Furukawa Electric Co Ltd:The ラテラルフロー用テストストリップ
JP2014514958A (ja) 2011-04-01 2014-06-26 イー・エム・デイー・ミリポア・コーポレイシヨン ナノファイバー含有複合材構造体
US20150136693A1 (en) 2012-06-29 2015-05-21 Amogreentech Co., Ltd. Cytokine adsorption sheet, method for manufacturing the same, and blood filter comprising the same
JP2015045114A (ja) 2013-08-29 2015-03-12 Jnc株式会社 繊維シート及びこれを用いた繊維製品
WO2015091181A2 (en) 2013-12-20 2015-06-25 Dsm Ip Assets B.V. Blood filtration
JP2017506339A (ja) 2014-02-11 2017-03-02 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 活動性肝炎ウイルス感染を検出するためのコンボ−肝炎抗原アッセイ及びキット
CN103972452A (zh) 2014-05-21 2014-08-06 天津工业大学 一种单向增强型静电纺锂离子电池隔膜的制备方法
US20160113340A1 (en) 2014-10-22 2016-04-28 E I Du Pont De Nemours And Company Flame resistant thermal liner, composite fabric, and garment
JP2016164319A (ja) 2015-03-06 2016-09-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 不織布および検査ツール
WO2016194707A1 (ja) 2015-05-29 2016-12-08 日本バルカー工業株式会社 機能性複合膜の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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