具有聚合物接枝的多孔薄膜、其方法及用途技术

本文描述一种包含接枝到多孔薄膜的聚合物涂层的经改性多孔薄膜。本发明专利技术也用经改性薄膜提供一种用免疫检验从生物样品检测分析物的方法，其中所述方法包括a)提供具有式(I)结构的经改性多孔薄膜；b)用第一生物分子培养经改性多孔薄膜，其中第一生物分子结合到经改性多孔薄膜，以形成第一生物分子结合的经改性多孔薄膜；和c)将包含至少一种分析物的生物样品加到第一生物分子结合的经改性多孔薄膜，用于通过结合分析物到结合到经改性多孔薄膜的第一生物分子检测分析物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有聚合物接枝的多孔薄膜、其方法及用途相关申请交叉引用本申请涉及与本文同时提交的标题为“PorousMembraneswithaPolymerGrafting,MethodsandUsesThereof”(具有聚合物接枝的多孔薄膜、其方法及用途)的美国专利申请14/548,383，其全部公开内容通过引用结合到本文中。专利
本专利技术一般涉及用聚合物涂层接枝以促进生物分子固定到多孔薄膜上的多孔薄膜。本文也描述制备和使用具有这些聚合物涂层的经改性多孔薄膜的方法。背景多孔薄膜，例如硝化纤维素薄膜，常规用于多种过程，包括需要固定一种或多种生物分子的生物应用。这些生物分子包括但不限于蛋白质(例如，抗体)和核酸(例如，脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA))。需要薄膜用于固定生物分子，用于例如免疫检验、体外诊断试验(具体地讲，定点护理诊断方法)和分离多种生物过程和医疗技术的生物样品(例如，血尿、唾液、痰、其它身体分泌物和组织样品)中的分析物或生物分子。硝化纤维素薄膜显示硝化纤维素薄膜和一种或多种生物分子之间的实质非特异相互作用，且研究者传统上依赖这种被动结合作为基础在多种“捕集”型固定方法中使用硝化纤维素薄膜。然而，为了在很多生物应用中成功使用硝化纤维素薄膜，对硝化纤维素薄膜和关注的生物分子之间这种被动相互作用的依赖可导致复杂性，因为必然限制可能固定在硝化纤维素薄膜上的生物分子的量。对这种被动结合过程的依赖足够用于其中在待分析的生物样品中存在足够高浓度的分析物或生物分子的某些应用。然而，这种被动结合过程限制基于传统硝化纤维素薄膜的技术，例如，在其中分析物或生物分子量低且由已知组合物和标准方法可能“不可检测”的病症中。硝化纤维素薄膜和关注的生物分子之间的被动相互作用可进一步导致在使用期间在基于流的检验(例如，侧流检验)中生物分子从硝化纤维素薄膜的一定程度分离。在液体流动通过薄膜用于洗涤、洗脱或检测时，生物分子可能分离。这造成由生物分子结合分析物的灵敏度损失，并增加成本，因为在结合检验中需要使用更多生物分子，以在不同应用中解释生物分子分离。以前研究已用不同技术来改性多孔薄膜，例如硝化纤维素薄膜，以改善生物分子结合或固定在多孔薄膜基材上。促进生物分子结合到多孔薄膜的方法包括但不限于氨等离子体处理、氧等离子体处理、“桥连”分子共价结合和硝化纤维素薄膜羟胺处理。这些技术和薄膜改性未达到本领域技术人员希望的目标。因此，在本领域需要能够较好固定和结合生物分子的基材和使基材(例如多孔薄膜)改性(例如，化学改性)以改善固定和结合关注的生物分子(例如，蛋白质和核酸)的方法。概述在一个实施方案中，本专利技术提供一种用免疫检验从生物样品检测分析物的方法，其中所述方法包括a)提供具有式(I)结构的经改性多孔薄膜，其中式(I)为：其中A为电子束(e-beam)反应部分，聚(A)x为电子束反应部分的聚合物，x为聚(A)x聚合物中存在的A单体数；其中B为选自马来酰亚胺、碘乙酸酯、溴化物、N-羟基琥珀酰亚胺-酯(NHS-酯)、酸酐、硫化物、羧酸、醛或其组合的反应性基团；其中所述连接体在聚(A)x聚合物和B之间形成键；并且其中聚(A)x-连接体-B为共价接枝到多孔薄膜的聚合物涂层；b)用第一生物分子培养经改性多孔薄膜，其中第一生物分子通过与B反应性基团反应结合到经改性多孔薄膜，以形成包含第一生物分子的活性多孔薄膜；和c)将包含至少一种分析物的生物样品加到活性多孔薄膜，用于通过活性多孔薄膜的第一生物分子捕集分析物检测分析物。在另一个实施方案中，本专利技术提供一种用于检测生物样品中存在的分析物的生物分子固定的方法，其中所述方法包括a)提供具有式(I)结构的经改性多孔薄膜，其中式(I)为：其中A为电子束(e-beam)反应部分，聚(A)x为电子束反应部分的聚合物，x为聚(A)x聚合物中存在的A单体数；其中B为选自马来酰亚胺、碘乙酸酯、溴化物、N-羟基琥珀酰亚胺-酯(NHS-酯)、酸酐、硫化物、羧酸、醛或其组合的反应性基团；其中连接体在聚(A)x聚合物和B之间形成键；并且其中聚(A)x-连接体-B为共价接枝到多孔薄膜的聚合物涂层；b)在包含第一生物分子的样品中培养经改性多孔薄膜，以引发第一生物分子结合到经改性多孔薄膜；和c)使第一生物分子固定到经改性多孔薄膜。在另一个实施方案中，本专利技术提供一种用于固定抗体的多孔薄膜，其中所述多孔薄膜包括式(I)的结构：其中A为电子束(e-beam)反应部分，聚(A)x为电子束反应部分的聚合物，x为聚(A)x聚合物中存在的A单体数；其中B为选自马来酰亚胺、碘乙酸酯、溴化物、N-羟基琥珀酰亚胺-酯(NHS-酯)、酸酐、硫化物、羧酸、醛或其组合的反应性基团；其中连接体在聚(A)x聚合物和B之间形成键；并且其中聚(A)x-连接体-B为共价接枝到多孔薄膜的聚合物涂层。附图图1为通过电子束照射在多孔薄膜上接枝的机制的示意图。图2提供显示根据本专利技术的示例性方法的不同基团在硝化纤维素薄膜上接枝效率的ATRFTIR光谱。图3A显示对于分析物人绒毛膜促性腺激素(HCG)与未改性FF80HP硝化纤维素薄膜比较活性薄膜的侧流检验(LFA)试验性能。图3B显示对于分析物肌酸激酶-MB(CKMB)与未改性FF80HP硝化纤维素薄膜比较活性薄膜的LFA试验性能。图3C显示对于分析物肌钙蛋白I与未改性FF80HP硝化纤维素薄膜比较活性薄膜的LFA试验性能。图4A提供对于分析物HCG(1000mIU/ml)使用在室温和50%相对湿度(RH)老化的未改性FF80HP硝化纤维素薄膜的HCG的LFA试验性能。图4B提供对于分析物HCG(1000mIU/ml)使用在室温和50%RH老化的NHS-酯接枝薄膜的HCG的试验性能。图4C提供对于分析物HCG(1000mIU/ml)使用在室温和50%RH老化的环氧化物-接枝薄膜的HCG的LFA试验性能。图4D提供对于分析物HCG(1000mIU/ml)使用在室温和50%相对湿度(RH)老化的马来酰亚胺接枝薄膜的HCG的试验性能。图4E为显示图4A的LFA性能的信号强度的曲线图。图4F为显示图4B的LFA性能的信号强度的曲线图。图4G为显示图4C的LFA性能的信号强度的曲线图。图4H为显示图4D的LFA性能的信号强度的曲线图。图5提供使用不同量的NHS-酯官能团接枝的硝化纤维素(NC)的HCG的LFA试验性能。图6为显示与未改性FF80HP硝化纤维素比较作为在硝化纤维素上接枝的NHS-酯量的函数的背景校正试验线强度改善的曲线图。图7A提供在2min(t=2min)后丙烯酸接枝硝化纤维素(NC-AA)的LFA试验性能，其中NC-AA为用丙烯酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯接枝的硝化纤维素(NC-NHS-酯)的水解产物。图7B提供在20min(t=20min)后丙烯酸接枝硝化纤维素(NC-AA)的LFA试验性能，其中NC-AA为用丙烯酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯接枝的硝化纤维素(NC-NHS-酯)的水解产物。图8A提供使用本专利技术的活性硝化纤维素薄膜、未改性FF80HPNC薄膜和市售硝化纤维素薄膜的HCG的LFA性能比较。图8B为显示相对于FF80HP归一化的使用本专利技术的活性硝化纤维素薄膜、未改性FF80HPNC薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用免疫检验从生物样品检测分析物的方法，所述方法包括：a)提供具有式(I)结构的经改性多孔薄膜：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.20 US 14/5483381.一种用免疫检验从生物样品检测分析物的方法，所述方法包括：a)提供具有式(I)结构的经改性多孔薄膜：其中A为电子束(e-beam)反应部分，聚(A)x为电子束反应部分的聚合物，x为聚(A)x聚合物中存在的A单体数；其中B为选自马来酰亚胺、碘乙酸酯、溴化物、N-羟基琥珀酰亚胺-酯(NHS-酯)、酸酐、硫化物、羧酸、醛或其组合的反应性基团；其中所述连接体在聚(A)x聚合物和B之间形成键；并且其中所述聚(A)x-连接体-B为共价接枝到多孔薄膜的聚合物涂层；b)用第一生物分子培养经改性多孔薄膜，其中所述第一生物分子通过与B反应性基团反应结合到经改性多孔薄膜，以形成包含第一生物分子的活性多孔薄膜；和c)将包含至少一种分析物的生物样品加到活性多孔薄膜，用于通过活性多孔薄膜的第一生物分子捕集分析物检测分析物。2.权利要求1的方法，所述方法进一步包括洗涤所述活性多孔薄膜，以去除未结合的生物分子。3.权利要求1或2的方法，其中所述第一生物分子显示相对于所述第一生物分子在所述未改性多孔薄膜上固定改善经改性多孔薄膜上的固定。4.前述权利要求中任一项的方法，其中所述薄膜选自硝化纤维素薄膜、纤维素薄膜、乙酸纤维素薄膜、再生纤维素薄膜、硝化纤维素混合酯薄膜、聚醚砜薄膜、玻璃纤维、尼龙薄膜、聚烯烃薄膜、聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚偏二氟乙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚氨酯薄膜、聚苯醚薄膜、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物薄膜和以上薄膜中的两种或更多种的任何组合。5.权利要求4的方法，其中所述多孔薄膜为硝化纤维素薄膜。6.前述权利要求中任一项的方法，其中A的电子束反应部分选自甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、丙烯酰胺、乙烯基酮、苯乙烯类、乙烯基醚、含乙烯基的部分、含烯丙基的部分、基于苄基的化合物、基于叔碳(CHR3)的化合物和以上官能部分中的两种或更多种的任何组合。7.前述权利要求中任一项的方法，其中所述连接体为酯、脂族链、脂环族链、芳族链、杂环化合物、亲水化合物、杂芳族化合物、杂原子或以上连接体中的两种或更多种的任何组合。8.前述权利要求中任一项的方法，其中B基团为包含N-羟基琥珀酰亚胺-酯(NHS-酯)基团的化合物。9.权利要求8的方法，其中B基团为选自甲基丙烯酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯或丙烯酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯的包含N-羟基琥珀酰亚胺-酯(NHS-酯)基团的化合物。10.权利要求9的方法，其中所述包含N-羟基琥珀酰亚胺-酯(NHS-酯)基团的化合物为丙烯酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯。11.权利要求8至10中任一项的方法，其中所述N-羟基琥珀酰亚胺-酯(NHS-酯)接枝水平小于约450μmol/g硝化纤维素。12.权利要求1至7中任一项的方法，其中B还包括包含马来酰亚胺基团的化合物。13.权利要求1至7中任一项的方法，其中B还包括包含环氧基的化合物。14.权利要求13的方法，其中所述包含环氧基的化合物为甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、丙烯酸缩水甘油酯、乙烯基缩水甘油基醚、烯丙基缩水甘油基醚、甲代烯丙基缩水甘油基醚或其任何组合。15.前述权利要求中任一项的方法，其中所述第一生物分子为DNA、RNA或蛋白质。16.权利要求15的方法，其中所述第一生物分子为蛋白质。17.权利要求16的方法，其中所述蛋白质为抗体。18.前述权利要求中任一项的方法，所述方法进一步包括测定结合到第一生物分子结合的经改性多孔薄膜的分析物。19.权利要求18的方法，其中测定结合到经改性多孔薄膜的分析物包括将一种或多种抗分析物生物分子加到特异结合到分析物的分析物结合的经改性多孔薄膜。20.权利要求19的方法，其中所述抗分析物生物分子用可检测物质标记。21.权利要求20的方法，其中所述可检测物质为酶、辅基、荧光染料、发光材料、生物发光材料、放射性材料、金颗粒、包含光学报道体的聚合物颗粒或其组合。22.权利要求20的方法，其中所述可检测物质提供分析物结合的定性评估。23.权利要求20的方法，其中所述抗分析物生物分子为抗体。24.前述权利要求中任一项的方法，其中洗涤所述经改性多孔薄膜用包含非离子表面活性剂的溶液进行，例如其中所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯脱水山梨糖醇单月桂酸酯。25.前述权利要求中任一项的方法，其中所述方法允许检测所述生物样品的多于一种分析物。26.前述权利要求中任一项的方法，其中所述分析物为抗原。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：B李，BC巴勒斯，DR莫雷，JM尼乔斯，CE奥森，WC阿伯特斯，FJ蒙德洛，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US