nc膜簡(jiǎn)介及生產(chǎn)

1、硝酸纖維素膜（NC膜）的簡(jiǎn)介和生產(chǎn)原理概念硝酸纖維素膜（nitrocellulose filter membrane簡(jiǎn)稱NC膜），在膠體金試紙中用做 C/T 線的承載體，同時(shí)也是免疫反應(yīng)的發(fā)生處。NC膜是生物學(xué)試驗(yàn)中zui重要的耗材之一。NC膜的生產(chǎn)原理勻漿配比購(gòu)買回來的原料硝酸纖維素粒子是一種非常普遍的有機(jī)化學(xué)物，溶解形成混漿，在該漿體內(nèi)，通過加入一定比例的試劑來調(diào)整zui后形成的膜的性質(zhì)，一般主要包含表面活性劑/高分子聚合物/鹽離子/成型劑等溶解的一個(gè)緩沖體系內(nèi)。不同的廠家加入的溶液配方不一樣，導(dǎo)致了產(chǎn)品的差異。滾筒鋪膜配好的勻漿通過滾筒， 形成了一張薄膜，平攤在十分光滑的平面載體上。過程

2、與造紙非常相似。成型當(dāng)勻漿內(nèi)的成型劑開始揮發(fā)，膜逐步干燥成型。同時(shí)在這個(gè)過程中由于溫度比較高，有些廠家在這個(gè)過程采取了在密閉腔體內(nèi)成型，同時(shí)補(bǔ)充配方溶液的形式，來避免一些有效成分的蒸發(fā)。切割通過以上步驟生產(chǎn)出來的膜是呈一個(gè)寬度極大的產(chǎn)品，寬度的大小直接和滾筒的大小相關(guān)， 滾筒越大生產(chǎn)越方便，但設(shè)備的成本也越高寬膜要經(jīng)過切割才能成為我們購(gòu)買到的25mm或18mm（或20mm寬的膜，而長(zhǎng)度上，成品卷膜和寬膜的長(zhǎng)度是相同的理論上可以讓廠家切成你需要的任意寬度， 但這樣會(huì)造成原料的浪費(fèi)和人力成本的增加，后來廠商在和試紙生產(chǎn)廠家的協(xié)調(diào)過程中，綜合用料成本和生產(chǎn)便利性基本確定了上面說的寬度，以次為標(biāo)準(zhǔn)。從

3、生產(chǎn)過程，我們可以得知，NC膜本身已經(jīng)添加了表面活性劑來改善親水能力，而且已經(jīng)存在有一定的緩沖系統(tǒng)（雖然對(duì)紙條測(cè)試影響不會(huì)很大）。NC膜的選擇膜的選擇涉及到一個(gè)膜的分類標(biāo)準(zhǔn)問題，一個(gè)供應(yīng)商可能提供這個(gè)膜是8um,但另一個(gè)供應(yīng)商告訴你膜是135s的。這之間的區(qū)別與是什么？um指的是膜孔徑，而從上面膜的生產(chǎn)過程，我們可以看出，膜的孔徑實(shí)際上是沒有辦法界 定的。由于干燥成型等過程的非均一，膜的孔徑也是非均一的膜孔徑的說法實(shí)際上是沿用了一直以來的一個(gè)形象稱呼 而以秒為單位的定義為， 每4cm膜，水的層析時(shí)間是*s.該單 位已經(jīng)越來越被各大廠商所接受，成為了一個(gè)通用的比較標(biāo)準(zhǔn)以下我們將采用s單位來進(jìn)行交

4、流。換算情況大致為： 8um=135s； 6um=180s不同秒數(shù)的膜對(duì)反應(yīng)有什么影響呢？首先，我們分析一下液體在膜上的運(yùn)動(dòng)過程。一張長(zhǎng)度為4cm的膜，每隔1cm做一個(gè)標(biāo)記， 當(dāng)液體運(yùn)動(dòng)過標(biāo)記處時(shí)記錄時(shí)間點(diǎn)那么你將會(huì)發(fā)現(xiàn)液體在膜上的運(yùn)動(dòng)是呈減速前行的。而兩張不同秒數(shù)的膜（例如135s， 180s ）在同一時(shí)間標(biāo)記點(diǎn)處的運(yùn)動(dòng)速度不同這個(gè)試驗(yàn)用清水做不好觀察，可以考慮用色素水溶液，非常明顯。 那么從這個(gè)試驗(yàn)可以看出，在通過同一T線噴點(diǎn)位置時(shí)，金溶液通過的速度是快速膜慢速膜。那么通過速度越快和包被在 T線的物質(zhì)反應(yīng)時(shí)間也就越短，讀數(shù)快，那么靈敏度也就越 低。反之，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，讀數(shù)慢，也就靈敏度高。同

5、時(shí)還有一個(gè)問題是，反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，發(fā)生非特異性結(jié)合的可能性就越大，所以過長(zhǎng)時(shí)間的反應(yīng)不一定就能夠真正的提升靈敏度。所以這里就有一個(gè)讀數(shù)時(shí)間/反應(yīng)靈敏度/非特異性結(jié)合的均衡。靈敏度，比較不同樣本濃度情況下，T線的變化是否和對(duì)照組同。一般每批次膜取前端一段用來測(cè)試即可。由于制造過程的不均一性，不同批號(hào)的靈敏度會(huì)有一定差異，當(dāng)大批量使用時(shí)，這種差異影響是非常大的，那么就要按照靈敏度表現(xiàn)將不同批號(hào)的膜進(jìn)行分類。在膜的STOCK中要能夠輕易的分辨出來。當(dāng)進(jìn)入后期生產(chǎn)調(diào)用時(shí)，就能根據(jù)這些分類，按照訂單 要求取用不同批號(hào)的膜，或者用強(qiáng)靈敏度的原料和差靈敏度的膜來搭配。膜的質(zhì)控方式本節(jié)適合用膜量較大的公司用戶參

6、考。對(duì)于一卷膜可以用上幾個(gè)月的用戶來說，廠家的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完全能滿足你的要求，而不需要自己再做相關(guān)的質(zhì)控。膜的質(zhì)控雖屬于原輔料 QC職能，但由于其專業(yè)性強(qiáng)，一般都由小樣調(diào)試人員來執(zhí)行。膜入原料庫(kù)后需要進(jìn)行如下檢驗(yàn)工作：1. 查收COA在購(gòu)買時(shí)，供應(yīng)商會(huì)隨產(chǎn)品為每個(gè) lot的膜提供一張紙質(zhì)的出廠質(zhì)量證書，該證書被稱為COA如果你已經(jīng)購(gòu)買某一批次的膜，而沒有索取相應(yīng)的證書， 如果有需要可提供批號(hào)向廠家要求補(bǔ)發(fā)。其實(shí)在很多行業(yè)都有廠商為自己的產(chǎn)品附上COA勺習(xí)慣。COA-般只提供給大客戶，對(duì)小客戶是沒有意義的。其內(nèi)容主要是廠家在產(chǎn)品出廠時(shí)做過一些測(cè)試的羅列。作用可以理解為質(zhì)量憑證和測(cè)試數(shù)據(jù)參考。2.

7、 檢查物理性能膜的物理性能主要是 2個(gè)參數(shù)， 膜厚度和寬度。長(zhǎng)度不需要檢測(cè)。使用中可以關(guān)注長(zhǎng) 度上是否有斷面重接現(xiàn)象，斷面多費(fèi)料則多，少數(shù)發(fā)生。厚度，由螺旋測(cè)微尺，選擇幾個(gè)測(cè)量點(diǎn)檢測(cè)后算平均。膜生產(chǎn)的必測(cè)參數(shù)。主要表現(xiàn)為厚度不均勻影響生物原料在膜上的擴(kuò) 散性能，點(diǎn)出來的 C/T線寬窄不一，另外也影響爬速。寬度，普通直尺測(cè)量。物理性能一般 都不會(huì)有什么大問題。畢竟檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)客觀，易把握。沒有條件執(zhí)行的廠家可省略。3. 跑水性能樣本采用含有有色食用色素的水溶液，目的是容易觀測(cè)，需制作一個(gè)簡(jiǎn)易支架。操作：注入足夠溶液到下部槽內(nèi)，將不同批次膜每隔1cm做一次標(biāo)記（總長(zhǎng)大于 4cm）并放到傾斜支架，整個(gè)支

8、架下端放入溶液槽，膜開始吸液，計(jì)時(shí)。記錄每個(gè)標(biāo)記處的通過時(shí)刻，并與對(duì)照組比較。跑板時(shí)，理論上溶液呈水平線形式上吸，觀測(cè)是否有波浪傾斜或包圍潤(rùn)濕等反常現(xiàn)象。4點(diǎn)樣測(cè)試C/T線出線時(shí)間，其他試驗(yàn)條件相同情況下， 記錄和比較C/T線出現(xiàn)時(shí)間是否與對(duì)照有 差異。靈敏度，比較不同樣本濃度情況下，T線的變化是否和對(duì)照組同。一般每批次膜取前端一段用來測(cè)試即可。由于制造過程的不均一性，不同批號(hào)的靈敏度會(huì)有一定差異，當(dāng)大批量使用時(shí)，這種差異影響是非常大的，那么就要按照靈敏度表現(xiàn)將不同批號(hào)的膜進(jìn)行分類。在膜的STOCKS要能夠輕易的分辨出來。當(dāng)進(jìn)入后期生產(chǎn)調(diào)用時(shí)， 就能根據(jù)這些分類，按照訂單要求取用不同批號(hào)的膜，

9、或者用強(qiáng)靈敏度的原料和差靈敏度的膜來搭配。關(guān)于膜的批內(nèi)差。批內(nèi)差是肯定存在的，只是差距大小的問題，依據(jù)一般的測(cè)試條件 是很困難獲得詳細(xì)的數(shù)值，因?yàn)槟悴豢赡軐?duì)每一卷膜的每一段都做詳細(xì)的測(cè)試。減小膜批內(nèi)差的最有效方法是不購(gòu)入邊緣膜帶。前面說過膜的生產(chǎn)方式，生產(chǎn)出的半成品是寬幅很大的一個(gè)膜面，要通過截面裁切才能獲得 25mm或者20mm勺寬度。那么就有中間部分，和邊緣部 分之分越靠近中間部分，膜的均勻性越好，邊緣部分則相對(duì)要差，就造成了批內(nèi)差。一般 可以通過COA獲得具體位置信息，例如 MILLIPORE就在切割后用字母 A, B, C來表示切 出的窄膜在寬幅膜中的位置。如果是試用某個(gè)型號(hào)的膜小樣，

10、還需要在以上檢測(cè)后加入膜加速老化試驗(yàn)，包括膜單 獨(dú)的老化試驗(yàn)和點(diǎn)好膜后產(chǎn)品的老化試驗(yàn)，具體試驗(yàn)方法請(qǐng)參看我以前寫的研發(fā)思路一文。膜的深入探討和應(yīng)用技巧1. 蛋白與膜的結(jié)合原理蛋白與膜的結(jié)合原理，已知的結(jié)合力包括疏水作用力H鍵靜電作用力等，確切的結(jié)合原理并不明確，主要靠假說來支撐。主要有兩種假說：1） 首先兩者靠靜電作用力結(jié)合，然后靠H鍵和疏水作用來維持長(zhǎng)時(shí)間結(jié)合。2）首先兩者靠疏水作用結(jié)合，然后靠靜電作用來維持長(zhǎng)時(shí)間結(jié)合。兩條假說，都表明其結(jié)合過程分為兩步，首先結(jié)合和后面長(zhǎng)時(shí)間結(jié)合。由于結(jié)合原理的不明確性，導(dǎo)致在這方面的工作非常依賴實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。2. 膜對(duì)結(jié)合的影響1）膜孔徑有些技術(shù)人員傾向使用膜

11、孔徑來區(qū)分不同的膜，但是請(qǐng)注意這只僅于同一廠家的產(chǎn)品，如果是不同廠家的產(chǎn)品， 這種比較是無意義的。膜孔徑與層析速度的關(guān)系，已在上文描述。隨著膜孔徑減小，膜的實(shí)際可用表面積遞增，膜結(jié)合蛋白的量也遞增。估量表面積的參數(shù)為表面積比率（實(shí)際可用表面積與所用膜平面積的比率）。另外，膜孔徑越小，層析速度也越小，那么金標(biāo)復(fù)合物通過T線的時(shí)間也就越長(zhǎng)， 反應(yīng)也就越充分。綜合以上兩點(diǎn)，結(jié)論為膜孔徑越小靈敏度越高。但是同時(shí)也減慢了跑板速度，增加了非特異性結(jié)合的機(jī)會(huì)，也就是假陽(yáng)性越高 所以要按照試驗(yàn)結(jié)果挑選適合實(shí)際項(xiàng)目的膜，找到合適 的平衡點(diǎn)。2）不同廠家的膜差異這個(gè)差異主要來源于兩點(diǎn)：生產(chǎn)膜時(shí)，使用的聚合物和表面

12、活性劑的來源，類型，數(shù)量不同。同理，在膜處理中這兩 類物質(zhì)一般會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生較大影響。處理過程不同。3. 生物原料，緩沖溶液的試劑和配方1） 生物原料，作為CT線的生物原料使用情況各異，所以這里只做略述。首先，單克隆抗體與膜的結(jié)合優(yōu)于多克隆抗體，主要時(shí)由于多克隆抗體有很多不同的表面位點(diǎn)，而各位點(diǎn)與膜的 zui佳結(jié)合條件都有細(xì)微的差別，毫無疑問就增加了優(yōu)化難度。其次， 分子量越大，蛋白越難結(jié)合到固相材料上。2）緩沖液大家最關(guān)心的可能就是希望獲得一個(gè)性能優(yōu)良的配方，包括緩沖液，封閉液等等處理溶液配方。其實(shí)我也無法提供給你一個(gè)萬用配方清單。因?yàn)椴煌姆磻?yīng)體系需要不同的配方來支持，而不同機(jī)構(gòu)的反應(yīng)體系又

13、有差異。想獲”魚”先學(xué)”漁”。為了不誤導(dǎo)大家，我在下面涉及到配方的問題上，僅提供思路，具體配方請(qǐng)自己摸索。緩沖液的構(gòu)成一般是：PBS（或其他緩沖體系）+作用物質(zhì)（針對(duì)某一特定問題）+PH調(diào)整.我 在參考過以前的各種資料后，個(gè)人意見為配方原則為宜簡(jiǎn)不宜繁，根據(jù)自己的需要添加作用物質(zhì)，原來的很多需要添加的作用物質(zhì)，由于膜制造技術(shù)的改進(jìn)已經(jīng)不再需要。推薦的緩沖體系為 0.01M PBS PH7-7.2，該緩沖體系對(duì)多種抗原抗體都有良好的適應(yīng) 性。作用物質(zhì)的情況大致羅列如下：少量NACL減少信號(hào)強(qiáng)度，消假陽(yáng)。有機(jī)醇（甲醇，異丙醇等），潤(rùn)濕膜，減少膜帶有的靜電，利于結(jié)合包被。個(gè)人不推薦， 因制膜工藝改進(jìn)

14、。表面活性劑（TW20 TX100）,增加親水力，可避免線條中空現(xiàn)象，也可增色。糖，保護(hù)劑，減緩老化速度，也可以增加親水力同上。調(diào)PH到某個(gè)位置，可以消假陽(yáng)。4. 點(diǎn)樣環(huán)境環(huán)境濕度對(duì)點(diǎn)膜過程非常重要。最佳濕度一般在45-65%。濕度過低，膜上容易聚集靜電荷，點(diǎn)膜容易出現(xiàn)散點(diǎn)， 導(dǎo)致測(cè)試會(huì)出現(xiàn)疏水斑。 濕度過高，膜上毛細(xì)作用加強(qiáng)，點(diǎn)膜容易引起 CT線變寬甚至擴(kuò)散。為了保證點(diǎn)樣時(shí)膜濕度的均一性，一般在點(diǎn)樣前把膜放到該濕度條件 下平衡一段時(shí)間。5. 點(diǎn)樣儀器與膜面情況的關(guān)系目前有兩種點(diǎn)樣方式，劃膜式和非接觸點(diǎn)膜式.非接觸點(diǎn)膜式優(yōu)于劃膜式，進(jìn)口劃膜式優(yōu)于國(guó)產(chǎn)劃膜式。因劃膜式為軟管將抗體劃到膜表面，而膜

15、本身的物理性質(zhì)為軟脆，劃管會(huì)在其表面留下印痕. 進(jìn)口的劃膜機(jī)由于使用的材料和控制系統(tǒng)較好，所以留下的劃痕較輕， 而國(guó)產(chǎn)儀器較差，留下的劃痕也就比較嚴(yán)重。 劃痕容易對(duì)層析的金標(biāo)復(fù)合物形成阻力，導(dǎo)致假陽(yáng)性。 同時(shí)容易出現(xiàn)跑板時(shí)在T線位置出現(xiàn)若有若無一條細(xì)線（鬼線），而跑板結(jié)束后鬼線消失的奇怪現(xiàn)象。6. 膜的寬度與點(diǎn)樣位置膜的寬度一般有18m（ or 20mm和25mm兩種，分別使用在做測(cè)試條和做測(cè)試板上。然而，不同的T線點(diǎn)樣位置將帶來不同的靈敏度。點(diǎn)樣位置上移，金標(biāo)復(fù)合物通過 T線位置時(shí)速度變慢，反應(yīng)時(shí)間增加，靈敏度升高。反之靈敏度降低。這個(gè)方法可以用來改變靈敏度和消除假陽(yáng)性。7. 溶液在膜上的擴(kuò)

16、散溶液在膜上的點(diǎn)樣量一般情況下為1ml/cm。溶液在膜上的擴(kuò)散是趨向兩端的，噴點(diǎn)上去的是均勻的抗體溶液，但當(dāng)干燥時(shí)線條邊緣的干燥速度高于中間，中間的抗體會(huì)不斷向兩邊擴(kuò)散，所以干燥后抗體是向線條的兩端聚集的。一般情況下不影響你的試驗(yàn)。如果你發(fā)現(xiàn)線條出現(xiàn)兩端紅，中間淡的現(xiàn)象，就要考慮這個(gè)問題了?？梢约尤缟厦嬲f的作用物質(zhì)來解決。8. 點(diǎn)膜前后的封閉作用從供應(yīng)商處購(gòu)買回的膜基本上都是已經(jīng)優(yōu)化處理好的，直接點(diǎn)膜就可使用.然而我們還是經(jīng)常會(huì)遇到關(guān)于封閉的討論。其實(shí)封閉不象大家認(rèn)為的那樣， 一封閉什么問題都解決了 .老問 題走了新問題又來了，而且更麻煩，我要說的是慎用封閉。我極其反對(duì)點(diǎn)膜前封閉的做法。原因?yàn)?/p>

17、廠家在生產(chǎn)膜時(shí)候，各種配方是混合加入原漿的。而點(diǎn)膜前封閉時(shí)要將膜浸泡在封閉 液內(nèi)，必然擾亂了膜內(nèi)正常的物質(zhì)分布。 由此引發(fā)了許多問題，也降低了工作效率。也有廠 家遇到不封閉就無法包被上膜的問題，其實(shí)可以通過其他辦法來解決，封閉必然是下測(cè)。我經(jīng)常使用的封閉手法有兩種：流動(dòng)封閉，將作用物質(zhì)處理在樣品墊上。膜上定點(diǎn)封閉，將作用物質(zhì)配成溶液噴點(diǎn)在膜的特定位置上。該方法需要使用BIODOT的 AIRJET噴頭，可以將不合格的半成品大板重新復(fù)活。只要是將封閉做在了膜上，就必然會(huì)對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性造成影響，具體的影響程度要通過穩(wěn)定性測(cè)試來評(píng)判。9. 膜的儲(chǔ)存剛生產(chǎn)出的膜一般含有 5-10%的水分。關(guān)于膜的老化機(jī)理，有個(gè)理論支持，不過爭(zhēng)議比較大。 理論認(rèn)為：膜的老化是因?yàn)槟ど系乃终舭l(fā)，使膜變得疏水，帶電荷并變脆。儲(chǔ)存膜一般要求是避光，密封，過干或過濕都不利。在這種保存條件下，一般可以放置兩年。但是如果膜 上做了封閉處理，就要根據(jù)具體試驗(yàn)情況來判斷了。有些膜由于生產(chǎn)工藝的問題，使用后靈敏度會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生變化，遇到這種問題，就需要在點(diǎn)膜后放置一段時(shí)間，待穩(wěn)