[发明专利]非对称疏水和亲水双向功能浸润性多孔膜及其应用

说明书

本发明公开了一种非对称疏水和亲水双向功能浸润性多孔膜及其应用。所述多孔膜包括多孔基膜及包覆于所述多孔基膜表面的亲水性无机纳米材料，并且所述亲水性无机纳米材料在所述多孔膜两侧表面的分布密度不同，使所述多孔膜两侧的亲、疏水性不同。所述多孔膜制备工艺简单可控，利于规模化生产。藉由所述多孔膜可实现微量体积(100μL)的液滴(如水、血液及其他体液等)的自驱动地、高效的分离。例如，所述多孔膜可应用于血糖检测仪中，通过对血液中红细胞的分离，实现对糖尿病人血糖浓度的精准检测，消除红细胞在血糖检测中的影响，此外还适用于对血液中酮、蛋白质、胆固醇、苯基丙氨酸等生物分子的精准检测。

技术领域

本发明涉及一种分离膜，特别涉及一种非对称疏水和亲水双向功能浸润性多孔膜及其应用。

背景技术

目前糖尿病及其并发症严重危害着人们的健康。我国糖尿病人约有3500万，发病率居世界第二位。糖尿病人需要多次实时监测血糖水平。但是，在使用血糖仪进行血糖测试时，由于细胞会干扰葡萄糖的扩散，导致血糖测试结果偏差较大。通过离心技术将细胞/血浆(或血清)分开是医学上普遍采用的一种方法。由于血糖仪测试需要较小的血样体积，以及多次实时测试的需求，因此离心方法不适于血糖快速检测。近年来，多孔膜开始应用于血糖检测前的细胞/血浆(或血清)分离。通过制备具有一定尺寸的孔径的分离膜，实现对细胞的截留，同时血浆可以通过孔径扩散至氧化酶层进行反应并检测。此外，多孔膜还可用于酮、蛋白质、胆固醇、苯基丙氨酸等检测前的细胞/血浆(或血清)分离。CN1759316B和CN10189198A制备了具有非对称孔径的分离膜，血液从大孔径侧向小孔径侧扩散时，因此该多孔膜能够阻隔细胞的通过。JP昭56-164417A使用聚醚砜/纤维素制备了血液分离膜，细胞被分离膜阻隔，血浆(或血清)通过毛细管力扩散至分离膜的另一侧。但是，这类分离膜是亲水的，在血液分离过程中通常需要较大体积才能实现渗透。例如CN10189198A中制备的多孔膜一般需要120μL血液才可实现血液渗透-细胞/血浆(或血清)分离。为减轻糖尿病人在血糖监测时的不适，减小血样的采集体积，因此急需开发可实现更小血液体积中细胞/血浆(或血清)分离的多孔膜。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种非对称疏水和亲水双向功能浸润性多孔膜及其应用，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种非对称疏水和亲水双向功能浸润性多孔膜，其包括：

多孔基膜，具有第一表面、与第一表面相背对的第二表面和贯穿所述第一表面和第二表面的多个通孔，

以及，至少包覆于所述多孔基膜表面的亲水性无机纳米材料，并且所述亲水性无机纳米材料在所述第一表面的分布密度大于在所述第二表面的分布密度，使所述第一表面的亲水性优于所述第二表面。

在一些较为优选的实施方案中，所述第一表面的静态水接触角90°，所述第二表面的静态水接触角90°。

在一些实施方案中，所述多孔膜的制备方法包括界面反应、表面涂覆、原位生长、表面接枝技术中的任意一种。

本发明实施例还提供了所述的非对称疏水和亲水双向功能浸润性多孔膜于检测生物分子中的用途。

与现有技术相比，本发明的优点包括：

(1)本发明的非对称疏水和亲水双向功能浸润性多孔膜具有非对称浸润的特性，即膜两侧的浸润性不同，一侧倾向于具有更好的亲水性，另一侧倾向于具有更好的疏水性，这种特性使微量体积(100μL)的液滴(如水、血液及其他体液等)可在自驱动条件下快速透过所述多孔膜，并通过孔径筛分作用截留住较大尺寸的物质(例如细胞)，从而实现微量体积液体的高效分离，克服了现有血液分离膜消耗血液体积较大的问题，能够减轻血液检测过程中对病人造成的不适。

(2)本发明的非对称疏水和亲水双向功能浸润性多孔膜的制备工艺简单，大小、厚度易于调控，利于规模化生产。