一种过滤构件、含该过滤构件的试纸、制备方法及应用与流程

1.本发明涉及电化学检测技术领域，特别是涉及一种过滤构件、含该过滤构件的试纸、制备方法及应用。


背景技术：

2.凝血功能正常与否关系着人体生理健康状态，凝血功能的评估实验是对多种疾病的诊断、治疗和预后判断有重要意义，如动脉粥样硬化、心脏血管疾病、糖尿病、动静脉血栓形成、血栓闭塞性脉管炎、肺栓塞、妊娠高血压综合征、弥漫性血管内凝血、溶血尿毒综合征、慢性阻塞性肺炎等。随着临床上出血性疾病和血栓性疾病患者的增多，凝血功能测定对血液病、脑出血、肝病、急慢性感染、脑梗死、心肌梗死等病例的试验很有临床意义。
3.常规凝血酶原时间检测方法有光学法、磁路法及电化学法，具体是：(1)光学法的优点在于结构简单，灵敏度高，易于自动化等，缺点在于易受特异血浆干扰；(2)磁路法优点不受特异血浆的干扰，试剂量少，但缺点是磁珠的质量，杯壁的光滑程度等均会对测量结果产生影响；(3)电化学法的检测准确度虽不及光学法和磁珠法，但因方便、快捷、简单、易用等优点，在外科手术和抗凝患者日常血凝监控等方面发挥着重要作用。
4.凝血功能检测过程中，检测人员获得待测血液样本(例如指尖末梢血和静脉血)后，为了血液样本的稳定性，通常对血液样本进行抗凝预处理，以避免样本在储存或者转移过程中发生凝血，例如人为加入枸橼酸钠等抗凝剂。待测血液样本经过抗凝处理后，血液中含有的枸橼酸钠等抗凝剂阻止凝血过程的发生，影响凝血酶原时间检测的结果。
5.因此，开发一种能够可以对抗凝血液进行处理从而提高凝血酶原时间检测精度的产品具有重要意义。


技术实现要素：

6.本发明提供一种过滤构件，具体技术方案如下：
7.一种过滤构件，该过滤构件包括至少一层气凝胶过滤膜；
8.所述气凝胶过滤膜的制备过程包括如下步骤：
9.步骤sa1、制备浆料，具体是：将丙烯酰胺和羟丙基纤维素溶解于缓冲液中，然后依次加入过硫酸铵、聚乙烯吡咯烷酮、n,n-二甲基双丙烯酰胺、可溶性钙盐和鱼精蛋白，混合均匀得到第一混合溶液；将木质素磺酸钙加入第一混合溶液中，在365～450nm紫外灯下照射后形成浆料；
10.其中：所述丙烯酰胺、羟丙基纤维素、过硫酸铵、聚乙烯吡咯烷酮、n,n-二甲基双丙烯酰胺、可溶性钙盐、鱼精蛋白以及木质素磺酸钙按重量份计用量为：10～35、15～25、0.01～0.05、5～15、0.02～0.1、5～15、1～6及0.5～3.85；
11.步骤sa2、将浆料涂覆在基材上，具体是：将步骤sa1获得的浆料涂覆在基材上，经干燥得到半透明过滤膜；
12.步骤sa3、获得气凝胶过滤膜，具体是：将步骤sa2所得半透明过滤膜进行冷冻、干
燥及熏蒸加固得到气凝胶过滤膜。
13.优选的，所述步骤sa1中：缓冲液为tris-hcl、4-羟乙基哌嗪乙磺酸钠盐及3-吗啉丙磺酸钠盐中的一种，其ph为5～10；混合均匀具体是在25℃～35℃水浴中搅拌1～2h；照射具体是：连续间隔5～10min照射2-5次，每次照射时长为10～20s；所述可溶性钙盐氯化钙、硝酸钙、葡萄糖酸钙以及乙酸钙中至少一种。
14.所述步骤sa2中：所述基材为纤维过滤基材；所述干燥具体是经40℃～60℃干燥45～60min；所述步骤sa3中：所述冷冻具体是在-20℃～-40℃低温下冷冻10～15h；所述干燥具体是在真空冷冻干燥机中于5～10pa的真空度下干燥20～30h；干燥后的半透明过滤膜的孔径为100um～300um；所述熏蒸加固具体是置于充满熏蒸溶剂的蒸汽的密封罐中进行熏蒸加固，其中熏蒸溶剂采用体积之比为1:0.2～0.8的乙醇和n,n-二甲基甲酰胺，熏蒸温度为85℃～110℃。
15.本发明采用的过滤构件包括至少一层气凝胶过滤膜，气凝胶过滤膜为将包含丙烯酰胺、羟丙基纤维素、过硫酸铵、聚乙烯吡咯烷酮、n,n-二甲基双丙烯酰胺、可溶性钙盐等物质的浆料经过涂覆在基材上后依次经过冷冻、干燥和熏蒸加固得到，丙烯酰胺、羟丙基纤维素、过硫酸铵、聚乙烯吡咯烷酮、n,n-二甲基双丙烯酰胺等物质在紫外照射下进行聚合交联反应形成三维薄膜网状结构，降低了纤维堆积密度，在提高孔隙率的同时增加孔道曲折度，从而提高血液样本的过滤效率；可溶性钙盐、木质素磺酸钙等钙盐加入到气凝胶过滤膜中，有利于血液通过气凝胶过滤膜时补充血液中缺失的钙离子，恢复血液中的凝血因子，使各类抗凝剂血液样本均能凝血，有效地避免抗凝剂对血液样本凝血酶原时间检测的影响，提高检测的精准度。
16.本发明还公开一种试纸，具体方案如下：
17.一种试纸，包括电极基板、胶层以及亲水膜；
18.所述电极基板包括基片以及印刷在基片上的电极和酶层，所述电极基板的反应区域上设有酶试剂层；
19.在所述电极基板具有酶试剂层的一侧依次设置胶层、承载膜、如上述的过滤构件、防污膜以及亲水膜；所述亲水膜上设有加样口，所述承载膜、过滤构件以及防污膜与加样口对应设置；所述胶层上设有便于血液样本流入反应区域的通道。
20.优选的，所述电极包括并列设置的对电极以及工作电极。
21.优选的，所述亲水膜上还设有与电极基板连通的气孔。
22.本发明的试纸包含上述过滤构件，在进行血液样本凝血酶原时间检测之前对血液样本进行预处理，恢复血液中的凝血因子，提高血液样本的凝血酶原时间检测的精准度。
23.本发明还公开一种上述试纸的制备方法，包括以下步骤：
24.在基片上依次印刷电极和酶层，进行第一次烘干，得到具有反应区域的电极基板；
25.在电极基板的反应区域印刷酶试剂形成酶试剂层，进行第二次烘干得到试纸初品；
26.在试纸初品上依次粘贴胶层、承载膜、过滤构件、防污膜以及亲水膜得到试纸。
27.优选的，所述第一次烘干具体是：在100℃-120℃条件下进行烘干处理；所述第二次烘干具体是：先在30℃-35℃条件下干燥2-8min，再在45℃-50℃条件下干燥8-15min；最后在30℃-35℃条件下干燥2-8min。该制备方法步骤精简且工艺参数容易控制，适用于工业
化应用。
28.本发明还提供一种上述试纸的应用，具体是用于血液的凝血功能检测，检测精准度高。
附图说明
29.图1为实施例2中试纸的整体结构示意图；
30.图2是图1的爆开结构示意图；
31.其中：1-基片，2-电极，3-酶层，4-胶层，4.1-通道，5-亲水膜，5.1-加样口，5.2、气孔，5.3、透气筛，6-承载膜，7-过滤构件，8-防污膜，9、反应区域。
具体实施方式
32.下面结合附图对本发明的实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
33.实施例1：
34.一种过滤构件，该过滤构件包括至少一层气凝胶过滤膜，具体层数可根据实际需求设计。
35.所述气凝胶过滤膜的制备过程具体包括如下步骤：
36.步骤sa1、制备浆料，具体是：将丙烯酰胺和羟丙基纤维素溶解于缓冲液中，然后依次加入过硫酸铵、聚乙烯吡咯烷酮、n,n-二甲基双丙烯酰胺、可溶性钙盐和鱼精蛋白，混合均匀得到第一混合溶液；将木质素磺酸钙加入第一混合溶液中，在365～450nm紫外灯下照射后形成浆料；
37.其中：所述丙烯酰胺、羟丙基纤维素、过硫酸铵、聚乙烯吡咯烷酮、n,n-二甲基双丙烯酰胺、可溶性钙盐、鱼精蛋白以及木质素磺酸钙按重量份计用量为：10～35、15～25、0.01～0.05、5～15、0.02～0.1、5～15、1～6及0.5～3.85；缓冲液为tris-hcl、4-羟乙基哌嗪乙磺酸钠盐及3-吗啉丙磺酸钠盐中的一种，其ph为5～10；混合均匀具体是在25～35℃水浴中搅拌1～2h；照射具体是连续间隔5～10min照射2-5次，每次照射时长为10～20s，形成浆料；可溶性钙盐可采用氯化钙(cacl2)、硝酸钙(ca(no3)2)、葡萄糖酸钙以及乙酸钙中至少一种，此处优选葡萄糖酸钙。
38.步骤sa2、将浆料涂覆在基材上，具体是：将步骤sa1获得的浆料涂覆在基材上，经干燥得到半透明过滤膜；所述基材为纤维过滤基材；所述干燥具体是经40℃～60℃干燥45～60min。
39.步骤sa3、获得气凝胶过滤膜，具体是：将步骤sa2所得半透明过滤膜进行冷冻、干燥及熏蒸加固得到气凝胶过滤膜。其中：所述冷冻具体是在-20℃～-40℃低温下冷冻10～15h；所述干燥具体是在真空冷冻干燥机中于5～10pa的真空度下干燥20～30h；干燥后的半透明过滤膜的孔径为100um～300um；所述熏蒸加固具体是置于充满熏蒸溶剂的蒸汽的密封罐中进行熏蒸加固，其中熏蒸溶剂采用体积之比为1:0.2～0.8的乙醇和n,n-二甲基甲酰胺，熏蒸温度为85℃～110℃。
40.实施例2
41.本实施例中过滤构件的制备过程如下：
42.1)、将11g丙烯酰胺、17g羟丙基纤维素溶解于100ml且ph为6.0的tris-hcl缓冲液中，然后依次加入0.05g过硫酸铵、5g聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、0.03g n,n-二甲基双丙烯酰胺(mba)、10g可溶性钙盐和1g鱼精蛋白，在30℃水浴中搅拌1.5h，得到第一混合溶液；将0.5木质素磺酸钙加入第一混合溶液中，在365-450nm紫外灯下连续间隔6min照射2次，每次照射时长15s，得到浆料；
43.2)、将浆料使用刮刀均匀涂抹于纤维过滤基材表面，经45℃干燥60min，形成半透明过滤膜；
44.3)、将半透明过滤膜在-20℃低温下冷冻12h，再置于真空冷冻干燥机中于10pa的真空度下干燥24h，去除半透明过滤膜中的水分子，从而获得孔径大小为180-200um的气凝胶过滤膜；将气凝胶过滤膜置于充满熏蒸溶剂的蒸汽的密封罐中熏蒸加固，其中熏蒸溶剂为乙醇和n,n-二甲基甲酰胺(dmf)，体积之比为1:0.3，熏蒸温度为100℃；将经历熏蒸的气凝胶过滤膜脱模、裁剪，得到成品。
45.应用上述过滤构件用于制作试纸，试纸的结构详见图1和图2，具体包括电极基板、胶层4以及亲水膜5；
46.所述电极基板包括基片1以及印刷在基片1上的电极2和酶层3，所述电极基板的反应区域9上设有酶试剂层；
47.在所述电极基板具有酶试剂层的一侧依次设置胶层4、承载膜6、过滤构件7、防污膜8以及亲水膜5；所述亲水膜5上设有加样口5.1，所述承载膜6、过滤构件7以及防污膜8与加样口5.1对应设置；所述胶层4上设有便于血液样本流入反应区域的通道4.1，通道4.1为细长的通槽结构，且通道的中部设有扩大部位。血液样本经加样口5.1进行加样后，依次经过防污膜8、过滤构件7、承载膜6后进入通道4.1顺流至反应区域。
48.优选的，所述电极2包括并列设置的对电极以及工作电极，其电极材质为银-碳、金或钯-碳。所述亲水膜5上还设有与电极基板连通的气孔5.2以及透气筛5.3，透气筛5.3与通道的扩大部位对应设置，利于加样口进入的血液样本顺利流入反应区域9。
49.上述试纸的制备过程如下：
50.1)、在基片1上依次印刷电极2和酶层3，110℃烘干，裁切得电极基板；
51.2)、在电极基板的反应区域9印刷酶试剂，进行烘干得到试纸初品；烘干具体是：先升温至30℃保温5min，再升温至50℃保温10min；最后在35℃条件下保温5min；
52.3)、在试纸初品上依次粘贴胶层4(胶层优选双面胶)、承载膜6、上述过滤构件、防污膜8以及亲水膜5，滚切装瓶，获得试纸。
53.实施例3-4
54.实施例3与实施例2不同之处在于：(1)将35g丙烯酰胺、20g羟丙基纤维素溶解于100ml ph为6.0的4-羟乙基哌嗪乙磺酸钠盐缓冲液中，然后依次加入0.04g过硫酸铵、10g聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、0.04g n，n-二甲基双丙烯酰胺(mba)、9.4g可溶性钙盐和6g鱼精蛋白，在35℃水浴中搅拌2h，得到第一混合溶液；将3.83g木质素磺酸钙加入第一混合溶液中，在365-450nm紫外灯下连续间隔7min照射2次，每次照射时长20s；(2)经45℃干燥50min，形成半透明过滤膜；(3)半透明过滤膜在-40℃低温下冷冻12h，再置于真空冷冻干燥机中，于7pa的真空度下干燥24h得到孔径大小为280-300um的气凝胶过滤膜；(4)熏蒸温度为90℃；(5)烘干具体是：先升温至35℃保温5min，再升温至50℃保温10min；最后在35℃条件下保温
5min。其他同实施例2。
55.实施例4与实施例2不同之处在于：(1)将20g丙烯酰胺、22g羟丙基纤维素溶解于100ml ph为6.0的3-吗啉丙磺酸钠盐缓冲液中，然后依次加入0.03g过硫酸铵、8g聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、0.08g n，n-二甲基双丙烯酰胺(mba)、6.2g可溶性钙盐和4.8g鱼精蛋白，在35℃水浴中搅拌2h，得到第一混合溶液；将3.03g木质素磺酸钙加入第一混合溶液中，在365-450nm紫外灯下连续间隔5min照射2次，每次照射时长15s；(2)经45℃干燥51min，形成半透明过滤膜；(3)半透明过滤膜在-30℃低温下冷冻12h，再置于真空冷冻干燥机中，于10pa的真空度下干燥24h得到孔径大小为120-160um的气凝胶过滤膜；(4)熏蒸溶剂为乙醇和n,n-二甲基甲酰胺(dmf)，体积之比为1:0.7，熏蒸温度为95℃；(5)烘干具体是：先升温至35℃保温5min，再升温至50℃保温10min；最后在35℃条件下保温5min。其他同实施例2。
56.对比例：
57.对比例与实施例2不同之处在于：未添加10g可溶性钙盐和0.5g木质素磺酸钙。其他同实施例2。
58.自招募的志愿者，采集指尖血和静脉血(其中指尖血作为对照样本、静脉血使用枸橼酸钠抗凝管盛装，作为测试样本)。将本实施例2-4所得试纸以及对比例所得试纸与配套电化学检验仪配合使用，分别测试2份血液样本，测试结果如表1所示：
59.表1实施例2-4以及对比例中指尖血和静脉血的测试结果统计表
[0060][0061][0062]
结果分析：从指尖血和枸橼酸钠抗凝血测试结果分析，枸橼酸钠抗凝血通过本发明方案凝血功能恢复，指尖血和抗凝血测试pt/inr结果偏差均在
±
10％内；对比例中抗凝血由于枸橼酸钠去除钙离子原因，无法凝血或者凝血时间超出一定范围，所以仪器无结果，显示no cong。
[0063]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。