揭示硝化纤维素膜中平流-扩散-反应机制以提升侧向流动免疫检测效能

本文系统阐述了通过非溶剂致相分离技术精准调控硝化纤维素膜三维多孔结构的策略，首次揭示其横向大孔/纵向微孔结构对侧向流动检测中溶液平流速率、反应物扩散及免疫反应动力学的调控机制。研究通过构建具有高平流速率与增强检测灵敏度的独特膜结构，成功开发出可直接定量检测全血样本的LFA新方法，为POCT器件设计提供重要理论依据。

　　

¹亮点

我们首次揭示：硝化纤维素膜的横向多孔结构决定溶液的总体平流速率，而厚度方向的多孔结构则控制反应物的扩散速率和最终免疫反应速率。基于此发现，我们成功制备出横向大孔/纵向最小孔的独特NC膜，实现了高平流速率与增强检测灵敏度的统一。

²材料与方法

^2.1原材料

含11.5-12.2%硝酸酯的硝化纤维素由北方化工工业有限公司提供。乙酸甲酯、异丙醇和十二烷基硫酸钠购自成都科隆化学试剂公司。实验室自制去离子水。磷酸盐缓冲液及检测材料包括样品垫、吸收垫、结合垫、背胶卡和堆叠垫均用于侧向流动检测试剂盒组装。

^2.2多孔结构可控制备

通过调控NC/MA/(IPA+H₂O)体系的热力学相图与动力学路径，我们设计了三种具有双连续对称孔结构的NC膜。当铸膜液组成接近相分离边界时，体系在非溶剂浸入后发生瞬时相分离，形成横向贯通的大孔结构；而通过调节非溶剂交换速率，可精确控制厚度方向的孔径分布。

³结论

本研究通过NIPS技术精准构建了三种具有双连续对称孔的NC膜，系统揭示了多孔结构在LFA检测中对平流-扩散-反应过程的调控规律。横向孔道主导溶液传输效率，纵向微孔调控免疫反应动力学，该发现为开发直接全血检测的高灵敏度LFA器件提供了创新设计思路。