[发明专利]制备聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）膜的方法及其应用

说明书

本发明描述了具有高度多孔网状3维结构的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜，其适于侧向层析诊断应用。本发明还描述了制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜的方法，包括以下步骤：将适量的PMMA、溶剂和任选地助溶剂或非溶剂中的一种混合以制备溶液，将薄膜的溶液浇铸到载体上，以及从溶液中除去溶剂以产生PMMA膜。本发明还描述了一种侧向层析诊断装置，其包括作为反应膜的高度多孔PMMA膜。

技术领域

本发明涉及聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate))(PMMA)膜/载体材料的复合材料及其制备方法。具体而言，本发明涉及PMMA膜、制备PMMA膜的方法以及这些膜在侧向层析分析(lateral flow assay)中的应用。

背景技术

侧向层析诊断需要一种结构，含有检测颗粒(例如金纳米颗粒或乳胶微球)的水性介质通过毛细流动经过该结构。这种结构(通常是多孔膜)必须具有足够的孔径、孔隙率和均匀性，以实现合适的流速并且甚至允许检测颗粒移动，同时还要具有足够的蛋白质结合能力，使得蛋白质与表面结合而赋予其检测功能。目前，在大多数商业化的侧向层析诊断中使用的膜是硝酸纤维膜。硝酸纤维具有应用于侧向层析诊断中的理想的蛋白质结合性能，还具有提供合适的可调节的孔径和孔隙率的能力。由天然材料(例如棉绒和木浆)制备硝酸纤维原材料时导致的硝酸纤维原材料不一致，使得从硝酸纤维制备膜很昂贵。硝酸纤维膜的形成通过缓慢的相转化工艺进行。由于该工艺的性质，其对工艺环境和原材料的性质(包括但不限于聚合物分子量和多分散性)非常敏感。缓慢的相转化导致缓慢的制备速度，而该工艺的敏感性导致质量控制中不合格产品的显著损失。这些可靠性问题使硝酸纤维素膜的制备成为问题。

此外，硝酸纤维素被划分为有危险的材料，因为其高度易燃，如果不在正确的条件下储存将会发生自燃。这些问题增加了处理、运输和储存成本，而且其随时间分解的倾向导致约18个月至3年的有限的保存期限，到达期限时膜变得不可用且危险。

Silvestri等(Journal of Applied Biomaterials and Biomechanics，第5(2)卷，95-106页(2007))描述了在玻璃载体上制备自立式(free-standing)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜。Vassiliki等(Journal of Membrane Science，第407卷，93-107页(2012))描述了溶液浇铸PMMA膜。Lai J-Y等(Journal of Membrane Science，第151(1)卷，31-43页(1999))描述了制备粘附在聚酯载体上的自立式PMMA膜。然而，其中描述的PMMA膜含有大孔隙(marcovoid)，阻碍了随后的流体流动。Yoshitada等(Journal of Applied PolymerScience，第22(7)卷，1805-1815页(1978))描述了自立式PMMA膜的制备，其具有膜状特性，而非与分离、过滤和其他应用的膜系统相关的高孔隙率和较大孔径。US 4 968 733描述了制备PMMA中空纤维和粘附在聚酯载体上的自立式平板PMMA膜。

因此需要提供一种用于侧向层析诊断的膜，其克服了至少一个上述问题。

发明内容

制备用于侧向层析诊断的结构可能是成问题的，因为其需要具有大孔径的空间均匀结构，这是增强毛细流动、减少测试完成的时间以及允许大的检测颗粒均匀无障碍地通过该结构所需的。所有先前报道的用于制备PMMA膜的方法导致孔隙率低，并且形成大孔隙和/或不对称的双连续结构。高孔隙率是需要的，以使用于蛋白质结合的表面积最大化，从而增强检测的灵敏度。目前，侧向层析诊断膜的市场主要是硝酸纤维产品。