(57)【要約】  電界紡糸又は電気ブロー不織繊維膜、そのような膜を作る方法、及びそのような膜を含むラテラルフロー診断デバイスが、本明細書で提供される。
2020528352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２００ｎｍ〜１０００ｎｍの平均繊維直径を有するナノ繊維を含む不織繊維膜であって、約１ミクロン超の平均フロー孔径、及び少なくとも８０％の気孔率を有する、不織繊維膜。
【請求項２】
電界紡糸により製作される、請求項１に記載の不織繊維膜。
【請求項３】
電気ブローにより製作される、請求項１に記載の不織繊維膜。
【請求項４】
前記平均フロー孔径が、約２ミクロン超である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の不織繊維膜。
【請求項５】
前記気孔率が、少なくとも８５％である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の不織繊維膜。
【請求項６】
前記ナノ繊維が、ナノ繊維に電界紡糸されるのに好適なポリマー又はポリマーブレンドを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の不織繊維膜。
【請求項７】
前記ポリマー又は前記ポリマーブレンドが、ナイロン−４６、ナイロン−６６、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリベンズイミダゾール、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン−ｃｏ−酢酸ビニル（ＰＥＶＡ）、ＰＥＶＡ／ＰＬＡ、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ＰＭＭＡ／テトラヒドロペルフルオロオクチルアクリレート（ＴＡＮ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、コラーゲン−ＰＥＯ、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ＰＥＯ、ＰＡＮＩ／ＰＳ、ポリビニルカルバゾール、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアクリル酸−ポリピレンメタノール（ＰＡＡ−ＰＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、絹／ＰＥＯ、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、酢酸セルロース（ＣＡ）、ＰＡＡ−ＰＭ／ＰＵ、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）／シリカ、ポリアクリルアミド（ＰＡＡｍ）、乳酸−グリコール酸共重合体（ＰＬＧＡ）、ポリカルプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリメタクリル酸ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）、ポリ（二フッ化ビニリデン）（ＰＶＤＦ）、ＰＶＤＦ／ＰＭＭＡ、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリ（フェロセニルジメチルシラン）（ＰＦＤＭＳ）、ナイロン６／モンモリロナイト（Ｍｔ）、ポリ（エチレン−ｃｏ−ビニルアルコール）、ポリアクリルニトリル（ＰＡＮ）／ＴｉＯ２、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）／金属、ポリビニルポロリドン、ポリメタ−フェニレンイソフタルアミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン−１２、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ＰＥＴ／ＰＥＮ、又はそれらのブレンドから選択される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の不織繊維膜。
【請求項８】
前記ポリマーが、ＰＭＭＡ、ＰＶＤＦ、又はＰＭＭＡ及びＰＶＤＦのブレンドから選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の不織繊維膜。
【請求項９】
ＰＭＭＡ及びＰＶＤＦの前記ブレンドが、１：９９〜９９：１の、ＰＭＭＡとＰＶＤＦとの間の重量比を有する、請求項８に記載の不織繊維膜。
【請求項１０】
ＰＭＭＡ対ＰＶＤＦの比が、１０：９０、１５：８５、２０：８０、２５：７５、３０：７０、３５：６５、４０：６０、４５：５５、５０：５０、５５：４５、６０：４０、６５：３５、７０：３０、７５：２５、８０：２０、８５：１５又は９０：１０である、請求項９に記載の不織繊維膜。
【請求項１１】
約５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍ、７５０ｎｍ、８００ｎｍ、８５０ｎｍ、９００ｎｍ、９５０ｎｍ又は１０００ｎｍの平均繊維直径を有するナノ繊維を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の不織繊維膜。
【請求項１２】
約１．０ミクロン、１．５ミクロン、１．７５ミクロン、２．０ミクロン、２．２５ミクロン、２．５ミクロン、２．７５ミクロン、３．０ミクロン、３．５ミクロン又は４．０ミクロン超の平均フロー孔径を有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の不織繊維膜。
【請求項１３】
図３８．２で示されている細孔サイズ分布を有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の不織繊維膜。
【請求項１４】
少なくとも９０％の細孔が、２．７５ミクロン〜３．２５ミクロンの直径を有する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の不織繊維膜。
【請求項１５】
少なくとも９５％の細孔が、２．７５ミクロン〜３．２５ミクロンの直径を有する、請求項１４に記載の不織繊維膜。
【請求項１６】
少なくとも９９％の細孔が、２．７５ミクロン〜３．２５ミクロンの直径を有する、請求項１５に記載の不織繊維膜。
【請求項１７】
２５〜２５０ミクロンの厚さを有する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の不織繊維膜。
【請求項１８】
１００〜１７５ミクロンの厚さを有する、請求項１７に記載の不織繊維膜。
【請求項１９】
約１５０ミクロンの厚さを有する、請求項１７に記載の不織繊維膜。
【請求項２０】
界面活性剤で処理されている、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の不織繊維膜。
【請求項２１】
７５〜３００秒のキャピラリーフロータイムを有する、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の不織繊維膜。
【請求項２２】
１２５〜２５０秒のキャピラリーフロータイムを有する、請求項２１に記載の不織繊維膜。
【請求項２３】
１７５〜２００秒のキャピラリーフロータイムを有する、請求項２１に記載の不織繊維膜。
【請求項２４】
４０〜６００ｎｍの大きさを有するビーズについての検出ビーズ移動性試験に合格する、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の不織繊維膜。
【請求項２５】
２００〜４４０ｎｍの大きさを有するビーズについての検出ビーズ移動性試験に合格する、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の不織繊維膜。
【請求項２６】
約４００ｎｍの大きさを有するビーズについての検出ビーズ移動性試験に合格する、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の不織繊維膜。
【請求項２７】
少なくとも約４０〜６０ミクロンの厚さに関して、少なくとも約７０〜１２０μｇ／ｃｍ２のタンパク質結合能を有する、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の不織繊維膜。
【請求項２８】
試料中の検体を検出するためのデバイスであって、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の不織繊維膜を含むアッセイ展開領域を含む、デバイス。
【請求項２９】
ラテラルフローデバイスである、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記試料を受けるように設計された試料ポート、コンジュゲートパッド、前記不織繊維膜を含む前記アッセイ展開領域、及び吸収パッドを含み、前記コンジュゲートパッド、前記不織繊維膜及び前記吸収パッドが、互いにキャピラリーフロー連通できるように接続されている、請求項２８又は２９に記載のデバイス。
【請求項３１】
前記コンジュゲートパッドが、前記検体に特異的に結合する第１の検体結合剤にコンジュゲートした粒子を含有する、請求項２６〜２８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項３２】
前記アッセイ展開領域が、前記検体に特異的に結合する第２の検体結合剤を固定的に内包する試験領域を含む、請求項２８〜３０のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項３３】
前記アッセイ展開領域が、前記粒子に特異的に結合する粒子結合剤を固定的に内包する対照領域を含む、請求項２８〜３２のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項３４】
前記検体が、代謝産物、ホルモン、治療薬、乱用薬物、ペプチド、抗体又は抗原である、請求項２８〜３３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項３５】
前記検体が、黄体形成ホルモン、ヒト絨毛性ゴナドトロピン、コレステロール又はグルコースである、請求項２８〜３４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項３６】
試料中の検体を検出する方法であって、前記検体を、請求項２８〜３５のいずれか一項に記載のデバイスの前記アッセイ展開領域に接触させるステップを含む、方法。
【請求項３７】
前記検体が、代謝産物、ホルモン、治療薬、乱用薬物、ペプチド、抗体又は抗原である、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記検体が、黄体形成ホルモン、ヒト絨毛性ゴナドトロピン、コレステロール又はグルコースである、請求項３６又は３７に記載の方法。
【請求項３９】
電界紡糸された、請求項１〜２及び４〜２７のいずれか一項に記載の不織繊維膜を生成するための方法であって、ポリマー調製物を、非多孔フィルム基材上に電界紡糸するステップを含む、方法。
【請求項４０】
前記非多孔フィルム基材が、前記ポリマー調製物のための前記溶媒に不溶性であり、電荷を有さない、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記ポリマー調製物が、ポリマーの溶融物若しくは溶液、又はポリマーのブレンドである、請求項３９又は４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記ポリマー調製物が、ナイロン−４６、ナイロン−６６、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリベンズイミダゾール、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン−ｃｏ−酢酸ビニル（ＰＥＶＡ）、ＰＥＶＡ／ＰＬＡ、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ＰＭＭＡ／テトラヒドロペルフルオロオクチルアクリレート（ＴＡＮ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、コラーゲン−ＰＥＯ、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ＰＥＯ、ＰＡＮＩ／ＰＳ、ポリビニルカルバゾール、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアクリル酸−ポリピレンメタノール（ＰＡＡ−ＰＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、絹／ＰＥＯ、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、酢酸セルロース（ＣＡ）、ＰＡＡ−ＰＭ／ＰＵ、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）／シリカ、ポリアクリルアミド（ＰＡＡｍ）、乳酸−グリコール酸共重合体（ＰＬＧＡ）、ポリカルプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリメタクリル酸ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）、ポリ（二フッ化ビニリデン）（ＰＶＤＦ）、ＰＶＤＦ／ＰＭＭＡ、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリ（フェロセニルジメチルシラン）（ＰＦＤＭＳ）、ナイロン６／モンモリロナイト（Ｍｔ）、ポリ（エチレン−ｃｏ−ビニルアルコール）、ポリアクリルニトリル（ＰＡＮ）／ＴｉＯ２、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）／金属、ポリビニルポロリドン、ポリメタ−フェニレンイソフタルアミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン−１２、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）又はＰＥＴ／ＰＥＮから選択される１種以上のポリマーを含む、請求項３９〜４１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記ポリマーが、ＰＭＭＡ、ＰＶＤＦ又はＰＭＭＡ及びＰＶＤＦのブレンドから選択される、請求項３９〜４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４４】
ＰＭＭＡ及びＰＶＤＦの前記ブレンドが、１：９９〜９９：１の、ＰＭＭＡとＰＶＤＦとの間の重量比を有する、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
ＰＭＭＡ対ＰＶＤＦの重量比が、１０：９０、１５：８５、２０：８０、２５：７５、３０：７０、３５：６５、４０：６０、４５：５５、５０：５０、５５：４５、６０：４０、６５：３５、７０：３０、７５：２５、８０：２０、８５：１５又は９０：１０である、請求項４３又は４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記ポリマー調製物が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、又はそれらの混合物から選択される溶媒に溶解したＰＭＭＡ及び／又はＰＶＤＦを含む、請求項３９〜４５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４７】
前記溶媒が、アセトンをさらに含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記ポリマー調製物が、前記ポリマー溶液中に、約５重量％〜２０重量％のＰＭＭＡ、ＰＶＤＦ又はそれらのブレンドを含む、請求項３９〜４７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４９】
前記ポリマー調製物が、１５重量％、１６重量％、１７重量％、１８重量％、１９重量％又は２０重量％の、ＰＭＭＡ及びＰＶＤＦの前記ブレンドを含み、前記ブレンドにおけるＰＭＭＡ対ＰＶＤＦの比が、７５：２５、６０：４０又は５０：５０であり、ＰＭＭＡ及び／又はＰＶＤＦが、ＤＭＡＣ、ＤＭＦ又はそれらの混合物から選択される溶媒に溶解している、請求項３９〜４８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５０】
前記溶媒が、アセトンをさらに含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
ＤＭＡＣ及び／又はＤＭＦ及び／又はアセトンの前記溶媒中におけるＰＭＭＡ及び／又はＰＶＤＦを含む前記ポリマー調製物の粘度が、２００センチポアズ（ｃＰ）〜５０００ｃＰ、３００ｃＰ〜２０００ｃＰ、４００ｃＰ〜１０００ｃＰ、５００ｃＰ〜９００ｃＰ、６００ｃＰ〜８００ｃＰ又は７００ｃＰ〜８００ｃＰである、請求項３９〜５０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５２】
非多孔ポリマーフィルムが、ポリエチレンと炭素、ポリイミドと炭素、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と帯電防止剤、ポリプロピレンと帯電防止剤、アクリロニトリルブタジエンスチレンと帯電防止剤、ナイロン、静電気散逸性高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、ポリプロピレンスパンボンドと帯電防止処理、ＬＤＰＥ、ポリカーボネート、ＵＨＭＷＰＥ、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＰＭＭＡ、ＰＶＤＦ又はＰＭＭＡ／ＰＶＤＦを含む、請求項３９〜５１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５３】
前記非多孔ポリマーフィルムが、１０８Ωｃｍ〜１０１２Ωｃｍのバルク電気抵抗率を有する、請求項３９〜５２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５４】
前記ナノ繊維が、３０〜１２０ｋＶ、４０〜１１０ｋＶ、５０〜１００ｋＶ、６０〜９０ｋＶ又は７０〜８０ｋＶの電圧にて電界紡糸される、請求項３７〜５３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５５】
電極の距離が、１５０〜３００ｍｍ、１６０〜２９０ｍｍ、１７０〜２８０ｍｍ、１８０〜２７０ｍｍ、１９０〜２６０ｍｍ、２００〜２５０ｍｍ、２１０〜２４０ｍｍ又は２２０〜２３０ｍｍである、請求項３９〜５４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５６】
分注オリフィスの直径が、０．４〜０．８ｍｍ、０．４５〜０．７５ｍｍ、０．５〜０．６ｍｍ、０．５５〜０．６５ｍｍ又は０．６ｍｍである、請求項３９〜５５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５７】
キャリッジ速度が、５０〜１５０ｍｍ／ｓｅｃ、６０〜１４０ｍｍ／ｓｅｃ、７０〜１３０ｍｍ／ｓｅｃ、８０〜１２０ｍｍ／ｓｅｃ、９０〜１１０ｍｍ／ｓｅｃ又は１００ｍｍ／ｓｅｃである、請求項３９〜５６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５８】
ワイヤー速度が、１〜５ｍｍ／ｓｅｃ、２〜４ｍｍ／ｓｅｃ又は３ｍｍ／ｓｅｃである、請求項３９〜５７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５９】
エアインの速度が、６０ｍ３／ｈｒ〜１２０ｍ３／ｈｒ、７０ｍ３／ｈｒ〜１１０ｍ３／ｈｒ、８０ｍ３／ｈｒ〜１００ｍ３／ｈｒ又は９０ｍ３／ｈｒであり、エアアウトの速度が、１００ｍ３／ｈｒ〜１４０ｍ３／ｈｒ、１１０ｍ３／ｈｒ〜１３０ｍ３／ｈｒ又は１２０ｍ３／ｈｒである、請求項３９〜５８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６０】
紡糸チャンバーにおける温度が、２５〜５０℃、３０〜４５℃、３５℃〜４０℃又は４０〜４５℃である、請求項３９〜５９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６１】
前記紡糸チャンバーにおける相対湿度が、１０〜３５％、１５〜３０％又は２０％〜２５％である、請求項３９〜６０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６２】
前記紡糸チャンバーにおける露点が、２．０℃〜６．０℃、２．２℃〜５．８℃、２．４℃〜５．６℃、２．６℃〜５．４℃、２．８〜５．２℃、３．０℃〜５．０℃、３．２℃〜４．８℃、３．４℃〜４．６℃、３．６℃〜４．４℃又は３．８℃〜４．２℃である、請求項３９〜６１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６３】
ワイヤー当たりのライン速度が、０．５ｃｍ／ｍｉｎ〜５．０ｃｍ／ｍｉｎ、１．０ｃｍ／ｍｉｎ〜４．５ｃｍ／ｍｉｎ、１．５ｃｍ／ｍｉｎ〜４．０ｃｍ／ｍｉｎ、２．０ｃｍ／ｍｉｎ〜３．５ｃｍ／ｍｉｎ又は２．５ｃｍ／ｍｉｎ〜３．０ｃｍ／ｍｉｎである、請求項３９〜６２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６４】
前記電界紡糸が、ニードル電界紡糸又はニードルレス電界紡糸である、請求項３９〜６３のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１７年７月２１日に出願された米国仮特許出願番号第６２／５３５，５８６号に対する優先権の利益を主張し、これは、その全体が参照により本明細書によって組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
ラテラルフロー診断デバイスは、キャピラリーフローによって水性媒体及びナノ粒子（例えば、金又はラテックスビーズ）が通過する構造を必要とする。この構造は、典型的には多孔膜であり、好適な流量を達成し、ナノ粒子の移動性を可能にするのに十分な細孔サイズ及び気孔率を有すると同時に、表面への抗原結合を可能にするのに十分なタンパク質結合能も有さなければならない。ラテラルフロー診断デバイスに使用するための膜は、従来、エアキャスト又は転相法のいずれかを使用して生成されている。これらの方法は複雑で遅く、環境条件及び様々なプロセスパラメーター、例えば、ポリマー溶解条件（固体％、溶媒組成）、温度、湿度及び基材に影響を受けやすく、同様の生産運転において、細孔サイズ及び厚さにばらつきがあるクロスウェブ及びダウンウェブが生成される可能性がある。
【０００３】
エアキャストは２ミクロン超の平均フロー孔径（ＭＦＰ）及び高い気孔率を有する対称な膜を生成するのにより良好な能力を有するため、エアキャストは従来、非溶媒誘起相分離（ＮＩＰＳ）膜のキャストよりも好ましい。エアキャストニトロセルロース膜は、大型の高価な機械で、ニトロセルロースポリマー溶液からの移動ウェブにおける溶媒蒸発により、約１ｆｔ／ｍｉｎの遅いライン速度にて製造される。エアキャストニトロセルロース膜には、特にニトロセルロースの安定性、取扱い、保存可能期間及び可燃性の観点から、製造の際に、またエンドユーザーに対しての両方で課題がある。また、ニトロセルロース膜の非多孔フィルム上へのキャストは、脆性及び層間剥離を含む、取扱いの問題点を有することが多く、それがアッセイ製造における使用を困難にしている。
【０００４】
ラテラルフロー診断デバイスにおいて、検出粒子は、典型的には４０ｎｍの金又は４００ｎｍのラテックスビーズであり、これは、試験及び対照ラインを形成する際に適正なアッセイ機能のため、膜中で、液体前面で自由に移行しなければならない。十分な速さのキャピラリーフロータイム（ＣＦＴ）のために、また液体ビーズフローの前面分離なしで、検出粒子ビーズ移動性を可能にするために、ラテラルフロー診断デバイスにおいてより大きいＭＦＰ及び気孔率が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、当業界では、ラテラルフロー診断デバイスに有用な改善された膜、及び、そのような膜を作り出すためのより効率的な製造方法の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の要旨）
ある特定の態様では、ラテラルフロー診断デバイスのアッセイ展開領域における使用に好適な不織繊維膜が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、膜は、不織繊維マットを含む。ある特定の実施形態では、不織繊維膜は、２００ｎｍ〜１０００ｎｍの平均繊維直径を有するナノ繊維を含み、膜は、約１．５ミクロン超のＭＦＰ、及び、少なくとも８０％〜９０％の気孔率を有する。ある特定の実施形態では、不織繊維膜は、ポリマー又はポリマーのブレンド、例えば、ポリメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ（フッ化ビニリデン）（ＰＶＤＦ）又はそれらのブレンドを電界紡糸することにより生成されるナノ繊維を含む。一部の実施形態では、不織繊維膜は、電気ブローにより生成されたナノ繊維を含む。
【０００７】
一部の態様では、試料における検体を検出するために設計されたラテラルフロー診断デバイスが、本明細書で提供される。一部の実施形態では、本明細書で提供されるラテラルフロー診断デバイスは、試料を受けるように設計された試料ポート、コンジュゲートパッド、不織繊維膜を含むアッセイ展開領域、及び／又は吸収パッドを含み得る。一部の実施形態では、コンジュゲートパッド、不織繊維膜及び吸収パッドは、互いにキャピラリーフロー連通できるように互いに接続されている。
【０００８】
ある特定の態様では、生体試料内の検体、例えば、代謝産物、ホルモン、治療薬、乱用薬物、ペプチド、抗体及び／又は抗原を検出する、そのようなラテラルフロー診断デバイスを使用する方法が、本明細書で提供される。
【０００９】
さらに、一部の態様では、本明細書に記載されている不織繊維膜、電界紡糸膜及び／又は電気ブロー膜を生成する方法が、本明細書で提供される。一部の実施形態では、方法は、ポリマー調製物を、非多孔フィルム又は多孔基材上で電界紡糸（例えば、ニードルレス電界紡糸）する又は電気ブローするステップを含む。ある特定の実施形態では、不織繊維膜を生成する方法は、溶媒Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）及び／又はＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）中に約１５％〜２０％ＰＭＭＡ及び／又はＰＶＤＦを含有する溶液を電界紡糸（例えば、ニードルレス電界紡糸）するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】模範的なラテラルフロー診断デバイスの断面を示す図である。本明細書で提供されるある特定の実施形態では、アッセイの展開領域における膜は、本明細書で開示されている電界紡糸不織繊維マット膜である。
【図２】エアキャストにより生成されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）バッキング上における、従来技術のＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓニトロセルロース膜の例を示す図である。
【図３．１】エアキャストＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓニトロセルロース膜の走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）を示す図である。１０００×の上面。
【図３．２】エアキャストＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓニトロセルロース膜の走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）を示す図である。６００×の凍結破壊した断面。
【図４】模範的な、ニードル電界紡糸プロセス概略図を示す図である。紡糸電極は、シリンジポンプを介してポリマー溶液の分注もする金属シリンジである。
【図５】模範的な、ニードルレス電界紡糸プロセスの概略的表示を示す図である。回転ワイヤー電極を描写し、１０はポリマー浴であり、２０は回転紡糸電極であり、３０は収集基材であり、３５は収集電極であり、４０は電圧源であり、５０及び６０は繊維である。
【図６】電界紡糸繊維の直径及びモルフォロジーが、主にＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ比、固体％、溶媒及び露点によりコントロールされることを示す図である。電界紡糸不織繊維マットの生産性及び均一性は、４つのパラメーター、すなわち、ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ比、電界紡糸パラメーター、露点及びフィルム基材によりコントロールされる。ラテラルフロー診断デバイスにおける膜の性能、例えば、ＣＦＴ、検出ビーズ移動性、タンパク質結合、タンパク質ストリッピング及び機能アッセイの性能に影響を与える性質は、繊維直径／有効な細孔サイズ、ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ比、界面活性剤の処理、マットの厚さ及び均一性である。
【図７】３６０±１２０ｎｍの平均繊維直径を生じる、ＤＭＡＣ中の１５％ｗ／ｖ  ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）（表２）からの、高繊維品質の電界紡糸のＳＥＭ画像を示す図である。
【図８】ＤＭＡＣ中のＰＶＤＦ２（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７１１）の２５％ｗ／ｖ溶液からの、平均繊維直径が２４０±５５ｎｍであり、望ましくないビーズを有する電界紡糸繊維のＳＥＭを示す図である。
【図９】ＤＭＡＣ（混合２、表４）中の２０：８０  ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）の１５％ｗ／ｖ溶液から電界紡糸された、直径がより大きい繊維（６００±２９０ｎｍ）のＳＥＭを示す図である。
【図１０】様々なＰＶＤＦグレード（表２）で、ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）が、ＤＭＡＣ及びＤＭＦ中の最低％ｗ／ｖ溶液で最高粘度を生じたことを示すグラフである。
【図１１】ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）では、ＤＭＦは、同一のｗ／ｖ％で粘度がより低いため、ＤＭＡＣより良好な溶媒であり、ＰＶＤＦ６でのこの溶液の粘度は、ＰＶＤＦ２（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７１１）と劇的に異なることを示すグラフである。
【図１２】ＰＭＭＡグレード（表３）では、ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）が、ＤＭＡＣ及びＤＭＦ中の低いｗ／ｖ％で、ＤＭＡＣ中の低分子量ＰＭＭＡ１（Ｖ９２０）より高い溶液粘度を生じたことを示すグラフである。
【図１３】高ＭＷ  ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）及びＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）と、低ＭＷ  ＰＭＭＡ１（Ｖ９２０）及びＰＶＤＦ２（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７１１）の混合比に対して、１５％ｗ／ｖ溶液の混合粘度を示すグラフである。
【図１４】ＤＭＡＣ中のＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）及びＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）の混合比と、第２ｙ軸上の溶液導電率（μＳ／ｃｍ）に対して、１５％ｗ／ｖ溶液の混合粘度を示すグラフである。
【図１５】ＤＭＡＣ中に、ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）と、粘度調整剤としてのＰＭＭＡ［ＰＭＭＡ１（Ｖ９２０）、ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）及びＰＭＭＡ４（ＰＲＤ５２１）］を７５：２５（ＰＶＤＦ６：ＰＭＭＡ）の比で含む、ｗ／ｖ％を増加させた溶液の粘度を示し、ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）がより低いｗ／ｖ％で粘度に最大の影響を及ぼしたことを検証するグラフである。
【図１６】ＤＭＡＣ中に、ＰＶＤＦ２（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７１１）と、粘度調整剤としてのＰＭＭＡ［ＰＭＭＡ１（Ｖ９２０）、ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）及びＰＭＭＡ４（ＰＲＤ５２１）］を７５：２５（ＰＶＤＦ２：ＰＭＭＡ）の比で含む、ｗ／ｖ％を増加させた溶液の粘度を示し、ＰＶＤＦ６が、粘度をより高くするための選択となったこと、及び、ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）がより低いｗ／ｖ％で粘度に最大の影響を及ぼしたことを検証するグラフである。
【図１７】ＤＭＡＣ中において、ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）が混合比１００：０、７５：２５、５０：５０、２５：７５及び０：１００である１５〜１８ｗ／ｖ％溶液は、電界紡糸繊維の直径をコントロールできることを示すグラフである。
【図１８】ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）のＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）に対する比を増加させること、及び１５〜２０％ｗ／ｖの濃度を上昇させることにより、より高い粘度が生じることを示すグラフである。
【図１９】ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）のＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）に対する比を増加させること、及び１５〜２０％ｗ／ｖの濃度を上昇させることにより、電界紡糸で生成された平均繊維直径がより大きくなることを示すグラフである。
【図２０】固定Ｍｅｌｉｎｅｘ（登録商標）ＰＥＴ上で電界紡糸された、不均一な電界紡糸不織繊維マットを示す図である。
【図２１】固定Ｍｅｌｉｎｅｘ（登録商標）ＰＥＴ上で電界紡糸した場合の、電界紡糸不織繊維マット品質のＳＥＭ断面画像を示す図である。
【図２２】繊維マットの厚さ又は生産性ｖｓ基材のバルク電気抵抗率のプロットを示すグラフである。図２２は、同一の電界紡糸条件下で、同一の紡糸時間１０分にわたり、フィルム幅４０ｃｍで製作される、バルク抵抗率が上昇した表５のフィルム（１〜５、５ｂ〜８ｂ、１２、１７）を選択して生じた繊維マットの厚さのプロットを示す図である。これは、繊維マットの厚さ又は生産性のピークで、最適な範囲のバルク電気抵抗率がみられることを例証する。
【図２３】固定ＬＤＰＥフィルム（表５の＃１２）上で電界紡糸された、電界紡糸不織繊維マット膜の画像を示す図である。
【図２４】厚さ約９０μｍの繊維マットの生産性を有し、同一の電界紡糸条件下で、図２１のＭｅｌｉｎｅｘ（登録商標）ＰＥＴと比較して繊維充填品質が良好な、ＬＤＰＥフィルム（表５の＃１２）上の電界紡糸繊維のＳＥＭ断面画像を示す図である。
【図２５】表１のＥＬＭＡＲＣＯ  ＮＳ１ＷＳ５００Ｕユニットの外側において、２ｃｍ／ｍｉｎのライン速度の移動ウェブと、ＬＤＰＥフィルム上にコーティングされた電界紡糸不織繊維マットの画像を示す図である。
【図２６．１】電界紡糸繊維のＳＥＭ画像を示す図である。空気面における電界紡糸繊維のＳＥＭ画像を示す。
【図２６．２】電界紡糸繊維のＳＥＭ画像を示す図である。ＬＤＰＥ面における電界紡糸繊維のＳＥＭ画像を示す。電界紡糸繊維は、ＬＤＰＥフィルムの移動ウェブ上に、ＤＭＡＣ中の１７％ｗ／ｖ  ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）から生成される。
【図２７】左から右へと低下した湿度に対して、ＤＭＡＣ中の、比６０：４０の１７％ｗ／ｖ  ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）から生成された電界紡糸繊維マットを示す図である。
【図２８．１】３つの異なる露点のうち、１１．８℃の露点での、図２７における電界紡糸試料のＳＥＭ画像を示す図である。
【図２８．２】３つの異なる露点のうち、３．２℃の露点での、図２７における電界紡糸試料のＳＥＭ画像を示す図である。
【図２８．３】３つの異なる露点のうち、２．６℃の露点での、図２７における電界紡糸試料のＳＥＭ画像を示す図である。
【図２９】低下した湿度で、移動ＬＤＰＥウェブ上に収集して、ＤＭＡＣ中の、比７５：２５、６０：４０及び５０：５０のＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）の１７％ｗ／ｖ溶液を電界紡糸することにより得られる低下した露点に対する、平均繊維直径のプロットを示すグラフである。
【図３０】同一の電界紡糸パラメーターにより生じた２つの既知の相対湿度％における、様々な、ｗ／ｖ％溶液及びＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）比の電界紡糸繊維の平均直径のプロットを示すグラフである。
【図３１】表６における電圧及びライン速度のいくつかの条件での目付に対する、電界紡糸繊維マットの正味平均厚さの線形性を示すグラフである。
【図３２】電界紡糸繊維マットの厚さを測定して、生産性及び均一性を判定するために使用される、クロスウェブ及びダウンウェブのサンプリングエリア（６０×４０ｃｍ）及び位置の画像を示す図である。
【図３３．１】表６で詳述されている１／ライン速度の電界紡糸実験に対する、溶液及び６０ｋＶ定電圧でのマットの正味平均厚さ及び目付のプロットを示すグラフである。
【図３３．２】６０ｋＶ定電圧での前述された実験（図３３．１）のマットの正味平均厚さｖｓ１００μｍ厚ＬＤＰＥフィルム（表５の＃１２）の移動ウェブ上で収集される１／ライン速度のプロットを示すグラフである。このフィルムは、Ｐｅｒｍａｓｔａｔ  ＬＤＰＥ  ＰＥ７００ＡＳフィルム（表５の＃７ｂ）の移動ウェブ上に、１００ｋＶを除き、同一条件下で電界紡糸されたマットに重なる。
【図３４】表６で詳述されている電圧の電界紡糸実験に対する、溶液及び一定ライン速度での、試料の厚さ及び均一性ｖｓ図３２で詳述されている位置のプロットを示すグラフである。
【図３５】ライン速度に対して１００ｋＶで、表６における溶液での、試料の厚さ及び均一性ｖｓ図３２で詳述されている位置のプロットを示すグラフである。
【図３６．１】図３５における実験のＳＥＭ画像を示す図である。１．０ｃｍ／ｍｉｎライン速度にて、図３５で生成された繊維マットのＳＥＭ断面画像（倍率６００×）を示す。
【図３６．２】図３５における実験のＳＥＭ画像を示す図である。２．０ｃｍ／ｍｉｎライン速度にて、図３５で生成された繊維マットのＳＥＭ断面画像（倍率２０００×）を示す。
【図３６．３】図３５における実験のＳＥＭ画像を示す図である。５．０ｃｍ／ｍｉｎライン速度にて、図３５で生成された繊維マットのＳＥＭ断面画像（倍率２０００×）を示す。
【図３７】温度３５℃及び相対湿度４５％にて、９０：１０  ＤＭＡＣ：アセトン中の、比７５：２５の１４％ｗ／ｖ  ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）から、３０ｋＶで電界紡糸された、７３３±２６３ｎｍ繊維のＳＥＭ画像を示す図である。
【図３８．１】エアキャストニトロセルロース及び電界紡糸不織繊維マットでの、細孔サイズ分布対平均直径のプロットを示すグラフである。エアキャストにより生成された、バッキングされていないニトロセルロース膜（Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１８０ＵＢ、ＭｉｌｌｉｐｏｒｅＳｉｇｍａ）の、平均直径に対する細孔サイズ分布のプロットを示す。
【図３８．２】エアキャストニトロセルロース及び電界紡糸不織繊維マットでの、細孔サイズ分布対平均直径のプロットを示すグラフである。ＤＭＡＣ中の、比７５：２５のＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）である１７％ｗ／ｖ溶液から電界紡糸された、平均繊維直径が約７００ｎｍである電界紡糸不織繊維マットの細孔サイズ分布対平均直径のプロットを示す。
【図３９】約１３５〜１８０秒のＣＦＴを有する、エアキャストニトロセルロース及び電界紡糸不織繊維マットの最大フロー孔径を示すように伸びている、正のエラーバーが付いた、ＭＦＰに対するＣＦＴのプロットを示すグラフである。
【図４０】ＣＦＴと平均繊維直径の関係を示す、平均繊維直径に対するＣＦＴのプロットを示すグラフである。
【図４１】ＭＦＰと電界紡糸繊維マット膜の平均繊維直径の関係を示す、最大フロー孔径対平均繊維直径を示すように伸びている、正のエラーバーが付いた、ＭＦＰのプロットを示すグラフである。
【図４２】層間剥離及び脆性について試験した４つの試験ストリップを示す図である。試料は左から右に、エアキャストニトロセルロース（Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５）、及び、ＬＤＰＥフィルム（層間剥離、脆性及びアズスパン）のコロナ処理面上で収集した電界紡糸不織繊維マット膜が、いずれも層間剥離及び脆性の試験に合格したことを示す。
【図４３．１】ＩＰＡ／水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後のＬＤＰＥフィルム上における、平均繊維直径が約７００ｎｍである電界紡糸繊維マットの層間剥離及び収縮試験の画像を示す図である。ＩＰＡ／水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後に、ＬＤＰＥのコロナ処理面上で紡糸して良好な接着性を示し、繊維マットの収縮／層間剥離がない、平均繊維直径が約７００ｎｍである５６ｍｍ円形にダイカットされたデュプリケートの電界紡糸膜の画像を示す。
【図４３．２】ＩＰＡ／水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後のＬＤＰＥフィルム上における、平均繊維直径が約７００ｎｍである電界紡糸繊維マットの層間剥離及び収縮試験の画像を示す図である。ＩＰＡ／水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後に層間剥離するように、ＬＤＰＥの非コロナ処理面上に紡糸された、平均繊維直径が約７００ｎｍである長方形にカットされたデュプリケートの電界紡糸膜の画像を示す。図は、フィルム基材から意図的に層間剥離させた場合でさえ、乾燥させた後の収縮が最小限であることを示す。
【図４４．１】接着性を改善する方法として、感圧性アクリル接着剤を含有する、導電性ポリイミドフィルム（Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）ＸＣ、ＤｕＰｏｎｔ）面上に直接紡糸された、電界紡糸不織繊維のＳＥＭ断面画像を示す図である。
【図４４．２】Ｐｅｒｍａｓｔａｔ  ＬＤＰＥ  ＰＥ７００ＡＳフィルム（表５の＃７ｂ）上にコーティングされた、Ｌｏｈｍａｎｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｏｒａｎｇｅ、ＶＡ）のＧＬ−１８７（登録商標）接着剤上に直接紡糸された、電界紡糸不織繊維マットの画像を示す図である。
【図４４．３】Ｐｅｒｍａｓｔａｔ  ＬＤＰＥ  ＰＥ７００ＡＳフィルム（表５の＃７ｂ）上にコーティングされた、Ｌｏｈｍａｎｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｏｒａｎｇｅ、ＶＡ）のＧＬ−１８７（登録商標）接着剤上に直接紡糸された、電界紡糸不織繊維マットのＳＥＭ断面画像を示す図である。
【図４４．４】Ｐｅｒｍａｓｔａｔ  ＬＤＰＥ  ＰＥ７００ＡＳフィルム（表５の＃７ｂ）の非接着剤の非コロナ処理面上に電界紡糸され、そこから、Ｐｅｒｍａｓｔａｔ  ＬＤＰＥ  ＰＥ７００ＡＳフィルム（表５の＃７ｂ）上にコーティングされたＬｏｈｍａｎｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｏｒａｎｇｅ、ＶＡ）のＧＬ−１８７（登録商標）接着剤上に移された電界紡糸不織繊維マットの画像を示す図である。
【図４４．５】Ｐｅｒｍａｓｔａｔ  ＬＤＰＥ  ＰＥ７００ＡＳフィルム（表５の＃７ｂ）の非接着剤の非コロナ処理面上で電界紡糸され、そこから、Ｐｅｒｍａｓｔａｔ  ＬＤＰＥ  ＰＥ７００ＡＳフィルム（表５の＃７ｂ）上にコーティングされたＬｏｈｍａｎｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｏｒａｎｇｅ、ＶＡ）のＧＬ−１８７（登録商標）接着剤上に移された電界紡糸不織繊維マットのＳＥＭ断面画像を示す図である。
【図４５．１】ＩＰＡ／水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後の、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）ＸＣフィルムの非接着剤面における電界紡糸繊維マットの画像を示す図である。Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）ＸＣフィルムの非接着剤面上で紡糸された電界紡糸繊維の複製試料の画像を示し、該繊維マットは、ＩＰＡ／水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後に層間剥離する。
【図４５．２】ＩＰＡ／水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後の、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）ＸＣフィルムの接着剤面上における電界紡糸繊維マットの画像を示す図である。Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）ＸＣフィルムのアクリル接着剤面上で紡糸された電界紡糸繊維の複製試料の画像を示し、該繊維マットは、ＩＰＡ／水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後に十分に結合したままである。
【図４６】ＣＦＴ及びビーズ移動性を測定するために使用される、カスタム試験スタンドの画像を示す図である。
【図４７．１】ラテックス検出ビーズ移動性試験後における膜の画像を示す図である。平均繊維直径が６３２±２１２ｎｍ、ＣＦＴが約２００秒であるデュプリケートの電界紡糸膜の画像を示し、これは、該ビーズ移動性試験に合格し、またＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５対照も合格した。
【図４７．２】ラテックス検出ビーズ移動性試験後における膜の画像を示す図である。平均繊維直径が４３２±９５ｎｍ、ＣＦＴが約３００秒であるデュプリケートの電界紡糸膜の画像を示し、これは、該ビーズ移動性試験に不合格であり、ビーズの全長４ｃｍの移動に目に見えて明らかな欠陥があった。
【図４８．１】断面で目視できる４００ｎｍビーズを用いた、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５、及び、ラテックスビーズが通過する電界紡糸繊維マット試料のＳＥＭ断面画像を示す図である。断面で目視できるビーズを用いたラテックスビーズ移動性試験に合格するＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５試料のＳＥＭ断面画像を示す。
【図４８．２】断面で目視できる４００ｎｍビーズを用いた、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５、及び、ラテックスビーズが通過する電界紡糸繊維マット試料のＳＥＭ断面画像を示す図である。断面で目視できるビーズを用いたラテックスビーズ移動性試験に合格する電界紡糸繊維試料のＳＥＭ断面画像を示す。
【図４９】マットの同様の正味厚さでの、ＣＦＴ対電界紡糸不織繊維マット膜の平均繊維直径のプロットを示すグラフである。網掛け領域は、膜がラテックスビーズ移動性試験に合格したか／不合格であったかを示す。
【図５０】ＬＤＰＥの移動ウェブ上で電界紡糸された電界紡糸不織繊維マット膜のＣＦＴ対平均繊維直径について測定した追加の試料のプロットを示すグラフである。溶液は、ＤＭＡＣ中の、比７５：２５のＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）１７％ｗ／ｖであり、繊維直径が様々なのは、露点がコントロールされなかったためである。
【図５１】約７００ｎｍの平均繊維直径を有する電界紡糸不織繊維マットでの、ＣＦＴ対繊維マットの正味平均厚さのプロットを示すグラフである。
【図５２．１】ＣＦＴ、相対湿度とマットの厚さとの間の相関を示すグラフである。マットの厚さが様々な電界紡糸繊維膜及びＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５ニトロセルロース対照での、ＣＦＴ対相対湿度％のプロットを示す。
【図５２．２】ＣＦＴ、相対湿度とマットの厚さとの間の相関を示すグラフである。様々な平衡相対湿度％での、膜マットの厚さに対するＣＦＴのプロットを示す。
【図５３】ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦが７５：２５であり、約７００ｎｍの平均繊維直径を有する電界紡糸繊維、及びＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５対照での、目付に対するマットの厚さのプロットを示すグラフである。
【図５４．１】様々な厚さの電界紡糸不織繊維マットでの、界面活性剤１に対する、ＣＦＴ対ｗｔ％の界面活性剤処理濃度のプロットを示すグラフである。ｗｔ％界面活性剤１の処理に対する、ＣＦＴのプロットを示す。
【図５４．２】様々な厚さの電界紡糸不織繊維マットでの、界面活性剤２に対する、ＣＦＴ対ｗｔ％の界面活性剤処理濃度のプロットを示すグラフである。ｗｔ％界面活性剤２の処理に対する、ＣＦＴのプロットを示す。
【図５５】０．１ｗｔ％界面活性剤１及び界面活性剤２の処理での、繊維マットの正味平均厚さに対するＣＦＴのプロットを示すグラフである。
【図５６．１】様々な厚さの電界紡糸不織繊維マットでの、ｗｔ％界面活性剤処理濃度に対するＩｇＧ結合のプロットを示すグラフである。ＩｇＧ結合対ｗｔ％界面活性剤１処理濃度のプロットを示す。
【図５６．２】様々な厚さの電界紡糸不織繊維マットでの、ｗｔ％界面活性剤処理濃度に対するＩｇＧ結合のプロットを示すグラフである。ｗｔ％界面活性剤２処理濃度に対するＩｇＧ結合のプロットを示す。
【図５７】様々なｗｔ％の界面活性剤１及び界面活性剤２で処理した、約７００ｎｍのＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ（７５：２５）繊維、並びにＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５対照の繊維マットの正味平均厚さに対する、ＩｇＧ結合のプロットを示すグラフである。
【図５８．１】表９．１の試料に対するタンパク質ストリッピング品質の画像を示す図である。
【図５８．２】表９．２で詳述されているタンパク質（ＩｇＧ）溶解条件での、左から右へ、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５対照並びに０．０７及び０．０９％界面活性剤２（実施例２０）で処理したＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ（７０：３０）の電界紡糸不織繊維マット膜の複製試料のタンパク質ストリッピング試料の画像を示す図である。
【図５８．３】表９．３で詳述されているタンパク質（ＩｇＧ）溶解条件での、左から右へ、デュプリケートのＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５対照並びに０．０７及び０．０９％界面活性剤２（実施例２０）で処理したＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ（７０：３０）の電界紡糸不織繊維マット膜の複製試料のタンパク質ストリッピング試料の画像を示す図である。
【図５９】Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５ニトロセルロース対照膜での、蛍光スペクトル強度対励起（３００〜６１０ｎｍ）及び発光波長（３２０〜６３０ｎｍ）を示す図である。
【図６０．１】［ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ膜  −  Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５ニトロセルロース対照膜］の２つの比のうち１つに対する、蛍光スペクトル強度対励起（３００〜６１０ｎｍ）及び発光波長（３２０〜６３０ｎｍ）を示し、電界紡糸不織繊維マットは、対照ニトロセルロースより蛍光性が低いことを示す図である。［ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ（７５：２５）膜  −  Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５ニトロセルロース対照膜］での、励起（３００〜６１０ｎｍ）及び発光波長（３２０〜６３０ｎｍ）に対する蛍光スペクトル強度を示す。
【図６０．２】［ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ膜  −  Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５ニトロセルロース対照膜］の２つの比のうち１つに対する、蛍光スペクトル強度対発光（３００〜６１０ｎｍ）及び発光波長（３２０〜６３０ｎｍ）を示し、電界紡糸不織繊維マットは、対照ニトロセルロースより蛍光性が低いことを示す図である。［ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ（５０：５０）膜  −  Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５ニトロセルロース対照膜］での、励起（３００〜６１０ｎｍ）及び発光波長（３２０〜６３０ｎｍ）に対する蛍光スペクトル強度を示す。
【図６１】蛍光標識ビーズを有する、また、有さない、倍率２００×、ＦＩＴＣモード及び一定レーザー励起強度での、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５ニトロセルロース対照膜及びＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ（７５：２５）膜の蛍光顕微鏡画像を示す図である。
【図６２】２１μｍ、３７μｍ及び６０μｍの厚さを有する、本明細書で提供される模範的な方法により生成された電界紡糸ＰＭＭＡ膜の画像を示す図である。
【図６３】本明細書で提供される方法により生成された電界紡糸膜のＳＥＭを示す図である。膜は、以下のポリマー及びポリマーブレンド、ＰＭＭＡ、ＰＶＢ、ＰＶＤＦ、ＰＡ、ＰＥＳ、ＮＣ、ＰＭＭＡ／ＰＶＤＦ、ＰＶＤＦ／ＰＭＭＡ、ＰＭＭＡ／ＰＶＢ、ＰＭＭＡ／ＰＶＢ／ＳＤＢＳ、ＰＥＳ／ＰＶＰ及びＮＣ／ＰＶＢ／ＳＤＢＳを使用して生成される。画像は、電界紡糸膜の気孔率、細孔サイズ及び表面モルフォロジーを例証する。高倍率のＳＥＭは、ビーズを含まない均一な繊維の電界紡糸膜を示す。
【図６４】本明細書で提供される方法により生成された電界紡糸膜へのタンパク質結合を示す図である。膜は、ＰＭＭＡ、ＰＶＢ及びＰＶＤＦを使用して電界紡糸した。
【図６５】本明細書で提供される模範的な方法により生成された電界紡糸膜の金ナノ粒子移動性の検査を示す図である。
【図６６】本明細書で提供される模範的な方法により生成された電界紡糸膜のラテックス移動性検査を示す図である。直径０．４μｍを超えるラテックスビーズのビーズ試験移動性を、電界紡糸膜で評価した。膜は、液体とラテックスビーズとの間のフロー前面の分離を示さない。
【図６７】金ナノ粒子及びラテックスビーズ移動性検査後に、本明細書で提供される模範的な方法により生成されたＰＭＭＡ膜のＳＥＭを示す図である。これらの粒子は、高倍率ＳＥＭで示されているように、フロー前面の分離を一切伴わずに、相互に接続した細孔を通って繊維の面に沿って流れる。
【図６８】本明細書で提供される模範的な方法により生成された、異なるＰＭＭＡ／ＰＶＤＦ比を有する２つのＰＭＭＡ／ＰＶＤＦブレンド電界紡糸膜のタンパク質結合を示す図である。結果は、タンパク質が電界紡糸膜上で見出されること、及び、ラテラル用途でのその潜在的性質を示す。
【図６９】本明細書で提供される模範的な方法により生成された、異なるＰＭＭＡ／ＰＶＤＦ比を有する、２つのＰＭＭＡ／ＰＶＤＦ電界紡糸膜の金ナノ粒子移動性の検査を示す図である。
【図７０】（ａ）厚さ８５μｍのＰＶＤＦ膜、（ｂ）厚さ１１９μｍのＰＶＤＦ膜、（ｃ）６８μｍの２：１  ＰＭＭＡ／ＰＶＤＦブレンド膜及び（ｄ）６５μｍの１：２  ＰＭＭＡ／ＰＶＤＦブレンド膜のＢ型肝炎アッセイを示す図である。
【図７１．１】電界紡糸不織繊維マット膜上における、完全Ｂ型肝炎表面抗原（ＨＢｓＡｇ）のラテラルフロー試験で、合格した試験の結果を示す図である。
【図７１．２】エアキャストニトロセルロース上における、完全Ｂ型肝炎表面抗原（ＨＢｓＡｇ）のラテラルフロー試験で、合格した試験の結果を示す図である。
【図７２．１】電界紡糸不織繊維マット膜上で、妊娠を検出する、ｈＣＧ（ヒト絨毛性ゴナドトロピンホルモン）の機能試験での、試験の合格を示す図である。
【図７２．２】エアキャストニトロセルロース上で、妊娠を検出する、ｈＣＧ（ヒト絨毛性ゴナドトロピンホルモン）の機能試験での、試験の合格を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
全般
ラテラルフロー診断デバイスは、互いにキャピラリーフロー連通できるように配置されている一連のキャピラリーベッド上で作動する。ラテラルフローデバイスにおけるアッセイ展開領域に使用される材料は、アッセイの最適な性能のためにある性質を必要とする。これらの性質は、一貫したキャピラリーフロー、適切な検出ビーズの移動性、適切な検出ライン形態、高度なタンパク質結合及び耐久性を含む。
【００１２】
ある特定の態様では、ラテラルフロー診断デバイスにおける使用に好適な不織繊維膜（例えば、電界紡糸又は電気ブロー不織繊維マット膜）が、本明細書で提供される。ある特定の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、ラテラルフロー診断デバイスにおける使用に望ましい性質（例えば、一貫したキャピラリーフロー、適切な検出ビーズの移動性、適切な検出ライン形態、高度なタンパク質結合及び高耐久性）を呈する。ある特定の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜を含むラテラルフロー診断デバイス、及び、そのようなデバイスを使用する方法が、本明細書で提供される。ある特定の実施形態では、ニードル電界紡糸、ニードルレス電界紡糸又は電気ブローを使用して、そのような不織繊維膜を作る方法が、本明細書で提供される。
【００１３】
ある特定の実施形態では、本明細書で開示されている、直径がより大きい電界紡糸又は電気ブロー繊維から、特有の性質、例えば、高いバルク気孔率、狭い分布の大きい細孔サイズレーティング、高い表面積及び高度で調節可能なタンパク質結合を有し、それらを示す繊維マットが生成される。ある特定の実施形態では、本明細書で開示されている電界紡糸又は電気ブロー繊維マットは、より大きいラテラルフローアッセイ感受性を備える可能性があり、これらの前述の性質を利用する将来の応用を可能にし得る。また、一部の実施形態では、電界紡糸又は電気ブロー繊維マットは、脆性がなく、可撓性を有するため、既存のエアキャストニトロセルロース膜と比較して、マットを丸めるか、又は折り曲げることが容易となり、これにより非平面の用途への活路が開ける。
【００１４】
定義
便宜のため、本明細書、実施例及び添付の特許請求の範囲に用いられるある特定の用語を、ここに集める。
【００１５】
本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈により明らかに示されていない限り、複数形も含むように意図されている。
【００１６】
「約」という用語は、特定の値について、当業者により決定される許容できる誤差範囲内であることを意味し、これは、値がどのように測定又は決定されるかに、すなわち、測定体系の限定に部分的に依存する。例えば、「約」は、当技術分野の慣行により、１以内の又は１を超える標準偏差内を意味し得る。「約」は、所定の値の０〜２０％、０〜１０％、０〜５％まで又は１％までの範囲を意味し得る。分量の成分を含有する組成物又は条件、例えば、温度若しくは粘度に関して、「約」又は「およそ」という用語が使用される場合、これらの値は、記述されている値と、値の０〜１０％前後のばらつきを含む（Ｘ±１０％）。
【００１７】
「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「と（ｗｉｔｈ）」という用語又はそれらの変形は、「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語と同様に、包括的である。語句「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」又は「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｓ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」という語句は、特定の材料又はステップを含有する実施形態、並びに、実施形態の基本的及び新規な特徴（複数可）に著しく影響を与えない材料及びステップを含むものを包含する。
【００１８】
範囲は、範囲内のそれぞれの値及びすべての値を冗長に記載し、説明しなければならないことを避けるために、手短に記述される。したがって、値について範囲が記述されている場合、範囲内の任意の適切な値が選択され得、これらの値は、範囲の上限値及び下限値を含む。例えば、０．１〜１．０の範囲は、０．１及び１．０の最終値、並びに０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９の中間値、また、０．１〜１．０、例えば、０．２〜０．５、０．２〜０．８、０．７〜１．０内に包含される中間範囲すべてなどを表す。
【００１９】
硝酸セルロースとしても公知の「ニトロセルロース」は、セルロースをニトロ化剤、例えば、硝酸でニトロ化することにより形成されるポリマーである。
【００２０】
本明細書で使用される場合、「エアキャスト膜」は、溶媒のコントロールされた蒸発プロセスを通して溶媒中に溶解したポリマーから形成される多孔構造である。
【００２１】
本明細書で使用される場合、「キャピラリーフローポロメトリー」という語句は、「ポロメトリー」という用語と互換的に使用され、圧力を上昇させたガスを適用することによる、試料の細孔からの湿潤液体の排水に基づく特性評価技術である。
【００２２】
本明細書で使用される場合、「平均フロー細孔サイズ」又は「ＭＦＰ」という用語は、キャピラリーフローポロメトリーにおける、湿潤曲線が乾き曲線の半分に接するフロー圧力曲線から中間点として計算された孔径を指す。ＭＦＰは、ガスフローの５０％が湿潤膜を通過する細孔サイズに相当する。
【００２３】
本明細書で使用される場合、「最大フロー細孔サイズ」は、第１のフローが、キャピラリーフローポロメトリーで、湿潤膜を通して検出される細孔サイズで測定及び計算された最初のバブルポイントである。
【００２４】
本明細書で使用される場合、「キャピラリーフロータイム」又は「ＣＦＴ」という用語は、均一な液体前面が、１×４ｃｍストリップの４ｃｍを横断するのにかかる時間を指す。ＣＦＴを測定するために、１×４ｃｍ試験ストリップを１５０μＬの水を含有するウェルにセットし、均一な液体前面が、全長４ｃｍを横断するのにかかる時間が、ＣＦＴとして測定される。
【００２５】
「検出ビーズ移動性試験」は、膜が、その膜の細孔構造を通して、特定のサイズのビーズを、液体フロー前面とビーズ前面との間で一切分離させずに自由に通過させる能力を検査する。典型的には、この試験では、ビーズ前面の可視化を促進するために着色ビーズが使用される。膜は、透明な液体フロー前面及び検出ビーズの着色した前面ラインに、目視可能な分離がない場合にのみ、検出ビーズ移動性試験に合格する。典型的には、検出ビーズ移動性試験は、特定のサイズのラテックスビーズを含有する２５μＬ溶液中に浸漬した１×４ｃｍ試験膜上で行われ、ビーズを含有する溶液を、上面を流れさせる。液体前面及びビーズ前面を観察して、試験膜が検出ビーズ移動性試験に合格したか否かを判定する。
【００２６】
「気孔率」という用語は、材料における空隙の規模を表現するために本明細書で使用され、これは、全体の体積に対する空隙の体積の割合である。
【００２７】
気孔率パーセントは、以下の等式に基づいて計算される。
気孔率％＝［１−（目付／（マットの厚さ×ポリマー密度））］、式中、目付の単位は、ｇ／ｍ２であり、ポリマー密度の単位は、ｇ／ｍ３であり、マットの厚さの単位は、ｍである。
【００２８】
「アッセイ展開領域」という語句は、検体の有無を示すように設計されたデバイスの領域に相当する。典型的には、アッセイ展開領域は、検体又は検体のコンジュゲートに特異的に結合する結合剤を、デバイスに使用される他の成分と共に含む試験領域を含む。アッセイ展開領域は、デバイスに使用される原料に特異的に結合する結合剤を含む対照領域も含み得、これは、アッセイが予想通りに行われたかを検出するように設計されている。
【００２９】
本明細書で使用される場合、「界面活性剤」という用語は、２つの液体の間、又は液体と固体との間における表面張力（又は界面張力）を低下させる化合物を指す。界面活性剤は、洗剤、湿潤剤、乳化剤、発泡剤及び分散剤としての機能を果たし得る。いくつかの例では、界面活性剤は、両親媒性の有機化合物であり、これは、界面活性剤が、疎水基（尾部）及び親水基（頭部）の両方を含有することを意味する。したがって、界面活性剤は、水不溶性（又は油溶性）成分及び水溶性成分の両方を含有し得る。界面活性剤は、水が油と混合される場合では、水に拡散し、空気と水との間の界面に、又は、油と水との間の界面に吸着する。水不溶性疎水基は、バルク水相から空気中又は油相中へと伸張し得るが、水溶性頭部基は、水相に留まる。
【００３０】
不織繊維膜
ある特定の態様では、ラテラルフロー診断デバイスに有用な不織繊維膜が、本明細書で提供される。ある特定の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、電界紡糸プロセスにより製作される。一部の実施形態では、電界紡糸プロセスは、ニードルレス電界紡糸プロセスである。一部の実施形態では、電界紡糸プロセスは、ニードル電界紡糸プロセスである。一部の実施形態では、不織繊維マットは、電気ブロープロセスにより生成される。
【００３１】
一部の実施形態では、本明細書に記載されている不織繊維膜、電界紡糸膜及び／又は電気ブロー膜は、２００ｎｍ〜１０００ｎｍの平均繊維直径を有する電界紡糸又は電気ブロー不織ナノ繊維からなる。ある特定の実施形態では、ナノ繊維は、少なくとも２００ｎｍ、２５０ｎｍ、３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍ、７５０ｎｍ、８００ｎｍ、８５０ｎｍ、９００ｎｍ又は９５０ｎｍの平均繊維直径を有する。一部の実施形態では、ナノ繊維は、１０００ｎｍ以下、９５０ｎｍ、９００ｎｍ、８５０ｎｍ、８００ｎｍ、７５０ｎｍ、７００ｎｍ、６５０ｎｍ、６００ｎｍ、５５０ｎｍ、５００ｎｍ、４５０ｎｍ、４００ｎｍ、３５０ｎｍ、３００ｎｍ又は２５０ｎｍの平均繊維直径を有する。一部の実施形態では、ナノ繊維の平均繊維直径は、少なくとも約５００ｎｍである。一実施形態では、不織ナノ繊維の平均繊維直径は、２００±４０ｎｍ、２５０±５０ｎｍ、３００±６０ｎｍ、３５０±７０ｎｍ、４００±８０ｎｍ、４５０±９０ｎｍ、５００±１００ｎｍ、５５０±１１０ｎｍ、６００±１２０ｎｍ、６５０±１３０ｎｍ、７００±１４０ｎｍ、７５０±１５０ｎｍ、８００±１６０ｎｍ、８５０±１７０ｎｍ、９００±１８０ｎｍ、９５０±１９０ｎｍ又は１０００±２００ｎｍである。ある特定の実施形態では、本明細書で提供される繊維膜は、不織ナノ繊維からなり、ナノ繊維の少なくとも８０％、８５％、９０％、９５％又は９９％が、２００±４０ｎｍ、２５０±５０ｎｍ、３００±６０ｎｍ、３５０±７０ｎｍ、４００±８０ｎｍ、４５０±９０ｎｍ、５００±１００ｎｍ、５５０±１１０ｎｍ、６００±１２０ｎｍ、６５０±１３０ｎｍ、７００±１４０ｎｍ、７５０±１５０ｎｍ、８００±１６０ｎｍ、８５０±１７０ｎｍ、９００±１８０ｎｍ、９５０±１９０ｎｍ又は１０００±２００ｎｍの繊維直径を有する。ある特定の実施形態では、本明細書で提供される繊維膜は、不織ナノ繊維からなり、ナノ繊維の少なくとも８０％、８５％、９０％、９５％又は９９％は、約２００ｎｍ、２５０ｎｍ、３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍ、７５０ｎｍ、８００ｎｍ、８５０ｎｍ、９００ｎｍ、９５０ｎｍ又は１０００ｎｍの繊維直径を有する。
【００３２】
一部の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、少なくとも約１ミクロンのＭＦＰを有する。一部の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、少なくとも約２ミクロンのＭＦＰを有する。ある特定の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、少なくとも約１．０ミクロン、１．２ミクロン、１．３ミクロン、１．４ミクロン、１．５ミクロン、１．６ミクロン、１．７ミクロン、１．８ミクロン、１．９ミクロン、２．０ミクロン、２．１ミクロン、２．２ミクロン、２．３ミクロン、２．４ミクロン、２．５ミクロン、２．６ミクロン、２．７ミクロン、２．８ミクロン、２．９ミクロン、３．０ミクロン、３．５ミクロン又は４．０ミクロンのＭＦＰを有する。一部の実施形態では、不織繊維膜のＭＰＦは、１〜４ミクロン、１．５〜４ミクロン、２〜４ミクロン、１〜３．５ミクロン、１．５〜３．５ミクロン、２〜３．５ミクロン又は２．５〜３．５ミクロンである。特定の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、図３８．２で示されている細孔サイズ分布を有する。
【００３３】
一部の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、少なくとも約７０％の気孔率を有する。一部の実施形態では、不織繊維膜は、少なくとも７１％、７２％、７３％、７４％、７５％、７６％、７７％、７８％、７９％、８０％、８１％、８２％、８３％、８４％、８５％、８６％、８７％、８８％、８９％又は９０％の気孔率を有する。一部の実施形態では、不織繊維膜は、７０％〜９５％、７０％〜９０％、７５％〜９０％又は８０％〜９０％の気孔率を有する。
【００３４】
特定の態様では、本明細書で提供される不織繊維膜は、例えば、ニードル電界紡糸、又はニードルレス電界紡糸を使用して電界紡糸されるナノ繊維からなる。一部の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、ニードルレス電界紡糸を使用して電界紡糸されるナノ繊維からなる。
【００３５】
一部の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、ナノ繊維に電界紡糸又は電気ブローされるのに好適なポリマー又はポリマーのブレンドから作られたナノ繊維からなる。ナノ繊維に電界紡糸又は電気ブローされ得るポリマー又はポリマーのブレンドの非限定的な例は、ナイロン、例えば、ナイロン−４６、ナイロン−６６、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリベンズイミダゾール、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン−ｃｏ−酢酸ビニル（ＰＥＶＡ）、ＰＥＶＡ／ＰＬＡ、ＰＭＭＡ、ＰＭＭＡ／テトラヒドロペルフルオロオクチルアクリレート（ＴＡＮ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、コラーゲン−ＰＥＯ、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ＰＥＯ、ＰＡＮＩ／ＰＳ、ポリビニルカルバゾール、ＰＥＴ、ポリアクリル酸−ポリピレンメタノール（ＰＡＡ−ＰＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、絹／ＰＥＯ、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、酢酸セルロース（ＣＡ）、ＰＡＡ−ＰＭ／ＰＵ、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）／シリカ、ポリアクリルアミド（ＰＡＡｍ）、乳酸−グリコール酸共重合体（ＰＬＧＡ）、ポリカルプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリメタクリル酸ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）、ＰＶＤＦ、ＰＶＤＦ／ＰＭＭＡ、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリ（フェロセニルジメチルシラン）（ＰＦＤＭＳ）、ナイロン６／モンモリロナイト（Ｍｔ）、ポリ（エチレン−ｃｏ−ビニルアルコール）、ポリアクリルニトリル（ＰＡＮ）／ＴｉＯ２、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）／金属、ポリビニルポロリドン、ポリメタ−フェニレンイソフタルアミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン−１２、ＰＥＴ、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ＰＥＴ／ＰＥＮ又はこれらのポリマーの１種以上のブレンドを含む。
【００３６】
ある特定のポリマーのナノ繊維への電界紡糸の例は、Ｈｕａｎｇらの参考文献（Ｈｕａｎｇら、Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、６３（２００３年）２２２３〜２２５３頁）で示されており、これは、その全体、特に表１を、参照により本明細書に組み込む。ある特定の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、ＰＭＭＡ、ＰＶＤＦ又はＰＭＭＡ及びＰＶＤＦのブレンドから選択されるポリマーで構成されるナノ繊維を含む。一部の実施形態では、ナノ繊維は、ＰＭＭＡ及びＰＶＤＦのブレンドで構成される。一部の実施形態では、ＰＶＤＦのブレンドは、１：９９〜９９：１のＰＭＭＡ対ＰＶＤＦの重量比を有する。一部の実施形態では、ＰＭＭＡ対ＰＶＤＦの重量比は、約１０：９０、１５：８５、２０：８０、２５：７５、３０：７０、３５：６５、４０：６０、４５：５５、５０：５０、５５：４５、６０：４０、６５：３５、７０：３０、７５：２５、８０：２０、８５：１５又は９０：１０である。好ましい実施形態では、ＰＭＭＡ及びＰＶＤＦのブレンドは、６０：４０〜７０：３０のＰＭＭＡ対ＰＶＤＦの重量比を有する。一部の実施形態では、ＰＭＭＡ対ＰＶＤＦの重量比は、約６０：４０、６１：３９、６２：３８、６３：３７、６４：３６、６５：３５、６６：３４、６７：３３、６８：３２、６９：３１又は７０：３０である。
【００３７】
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、２５ミクロン〜２５０ミクロン、５０〜２２５ミクロン、７５〜２００ミクロン、１００ミクロン〜１７５ミクロン又は１２５〜１５０ミクロンの厚さを有する。一部の実施形態では、不織繊維膜は、約２５ミクロン、３０ミクロン、３５ミクロン、４０ミクロン、４５ミクロン、５０ミクロン、５５ミクロン、６０ミクロン、６５ミクロン、７０ミクロン、７５ミクロン、８０ミクロン、８５ミクロン、９０ミクロン、９５ミクロン、１００ミクロン、１０５ミクロン、１１０ミクロン、１１５ミクロン、１２０ミクロン、１２５ミクロン、１３０ミクロン、１３５ミクロン、１４０ミクロン、１４５ミクロン、１５０ミクロン、１５５ミクロン、１６０ミクロン、１６５ミクロン、１７０ミクロン、１７５ミクロン、１８０ミクロン、１８５ミクロン、１９０ミクロン、１９５ミクロン又は２００ミクロンの厚さを有する。
【００３８】
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、７５〜３００秒、１００〜２７５秒、１２５〜２５０秒、１５０〜２２５秒又は１７５〜２００秒のＣＦＴを有する。
【００３９】
一部の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、４０〜６００ｎｍ、６０〜５８０ｎｍ、８０〜５６０ｎｍ、１００〜５４０ｎｍ、１２０〜５２０ｎｍ、１４０〜５００ｎｍ、１６０〜４８０ｎｍ、１８０〜４６０ｎｍ、２００〜４４０ｎｍ、２４０〜４２０ｎｍ、２６０〜４００ｎｍ、２８０〜３８０ｎｍ、３００〜３６０ｎｍ、３２０〜３４０ｎｍ又は約４００ｎｍの大きさを有するビーズについての検出ビーズ移動性試験に合格する。
【００４０】
なおさらなる実施形態では、約４０〜６０ミクロンの厚さを有する本明細書で提供される不織繊維膜は、少なくとも約７０〜１２０ｍｇ／ｃｍ２、８０〜１１０ｍｇ／ｃｍ２又は９０〜１００ｍｇ／ｃｍ２のタンパク質結合能を有する。
【００４１】
一部の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、望ましい特徴、例えば、偏差が少ない７５〜３００秒のＣＦＴ、好適な検出ビーズ移動性、好適なタンパク質ストリッピング品質、より高度で調節可能なタンパク質結合、高い気孔率、高い表面積、同様の面積比、少ないバックグラウンド自家蛍光、及び検体の検出限界を下げる可能性、及び潜在的により正確なアッセイ定量を示す。本明細書で提供される電界紡糸又は電気ブロー繊維膜により示される他の有益な改善は、製造におけるより良好な再現性、エンドユーザーの利用におけるより良好な安定性、より長い保存可能期間、無害の材料（とりわけ、ニトロセルロースと比較して）及びエアキャスト設備より小さい平方フィート要件を有する製造設備におけるより低い資本投資を示す、安定な合成ポリマーを含む。
【００４２】
ラテラルフロー診断デバイス
ある特定の態様では、本明細書で提供される不織繊維膜を含むデバイスが、本明細書で提供される。一部の実施形態では、そのようなデバイスは、試料中の検体を検出するように設計されている。一部の実施形態では、デバイスは、本明細書に記載されている不織繊維膜を含むアッセイ展開領域を含む。
【００４３】
ある特定の実施形態では、デバイスは、ラテラルフロー診断デバイスである。模範的なラテラルフロー診断デバイスの概略的描写は、図１で示されている。ラテラルフロー診断デバイスのある特定の説明は、例えば、Ｌａｔｅｒａｌ  Ｆｌｏｗ  Ｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙ（２００９年）、編者：Ｒａｐｈａｅｌ  Ｗｏｎｇ及びＨａｒｌｅｙ  Ｔｓｅ（編）、Ｈｕｍａｎａ  Ｐｒｅｓｓで示されており、これは、その全体を、参照により本明細書に組み込む。ラテラルフロー診断デバイスの追加の説明は、Ｓａｊｉｄらの参考文献、（Ｊ  Ｓａｕｄｉ  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．、（２０１５年）；（１９）６：６８９〜７０５頁）で示され、これは、その全体、特に表２を、参照により本明細書に組み込む。
【００４４】
ある特定の実施形態では、本明細書で提供されるラテラルフロー診断デバイスは、試料を受けるように設計された試料ポート、コンジュゲートパッド、アッセイ展開領域及び吸収パッドを含む。コンジュゲートパッド、アッセイ展開領域及び吸収パッドは、互いにキャピラリーフロー連通できるように接続されている。本明細書に記載されているラテラルフロー診断デバイスでは、アッセイ展開領域は、本明細書に記載されている不織繊維膜から作られる。
【００４５】
典型的なラテラルフロー診断デバイスでは、試料パッドは、過剰な試料流体を保持する。試料パッドが試料流体に浸ると、流体は、粒子のコンジュゲート、及び、検体に特異的に結合する第１の結合剤を含有するコンジュゲートパッドに移行する。コンジュゲートパッドは、検体と、粒子に固定された第１の結合剤との間の結合に適切な条件を備える、乾燥形態の緩衝剤／塩／糖マトリックスを含有し得る。試料流体は、緩衝剤／塩／糖マトリックス、並びに粒子を溶解する。合わせた輸送活動では、試料及びコンジュゲートの混合物が、多孔構造を通って流れる。この輸送中、検体は、粒子にコンジュゲートした第１の結合剤に結合する一方、さらにアッセイ展開領域を通って移行する。アッセイ展開領域は、試験領域、及び任意選択的に対照領域を有し、そこに追加の分子が固定されている。試料−コンジュゲート混合物が、対照及び試験領域に達する時間までに、検体は粒子に結合しており、試験及び対照領域における分子は、粒子−第１の結合剤−検体又は粒子−第１の結合剤の複合体に結合する。流体がますます対照及び試験領域を通過すると、粒子が蓄積し、領域は色を変える。これらの反応域を通過した後で、試料流体は、最後の多孔材料であり、廃液容器としての機能を果たす吸収パッドに入る。
【００４６】
本明細書に記載されているある特定のラテラルフロー診断デバイスでは、コンジュゲートパッドは、検体に特異的に結合する第１の検体結合剤にコンジュゲートした粒子を含む。第１の検体結合剤にコンジュゲートした粒子は、着色粒子又は発色性粒子であり得る。着色又は発色性粒子の非限定的な例は、金粒子又はラテックスビーズを含む。第１の検体結合剤にコンジュゲートした粒子は、磁気粒子及び凝集物、蛍光性材料又は発光材料であってもよい。第１の検体結合剤にコンジュゲートした粒子は、コロイド状炭素であってもよい。
【００４７】
本明細書に記載されているラテラルフロー診断デバイスでは、診断デバイスの展開領域は、本明細書で提供される不織膜から作られる。ある特定のデバイスでは、展開領域は、検体に特異的に結合する第２の検体結合剤を固定的に内包する試験領域を含む。ある特定のデバイスでは、展開領域は、対照領域に固定された、粒子に結合する粒子結合剤を含む対照領域をさらに含む。
【００４８】
本明細書に記載されているラテラルフロー診断デバイスは、代謝産物、ホルモン、治療薬、乱用薬物、ペプチド、抗体及び抗原から選択される検体を検出するように設計され得る。本明細書で提供されるラテラルフロー診断デバイスを使用して検出できる検体のある特定の例は、Ｓａｊｉｄらの参考文献の表２で示されている。本明細書で提供されるラテラルフロー診断デバイスを使用して検出できる検体のさらなる例は、黄体形成ホルモン、ヒト絨毛性ゴナドトロピン、コレステロール又はグルコースを含む。
【００４９】
一部の実施形態では、本明細書に記載されているラテラルフロー診断デバイスを使用して、試料中の検体を検出する方法が、本明細書で提供される。検体は、生物学的検体であり得、試料は、生体試料、例えば、体液又は組織抽出物であり得る。
【００５０】
生物学的検体の非限定的な例は、代謝産物、ホルモン、治療薬、乱用薬物、ペプチド、抗体、抗原を含み、生体試料は、体液である。Ｓａｊｉｄらの参考文献の表２に記載されている検体は、本明細書で提供される方法で検出できる。本明細書で提供される方法で検出できる検体のさらなる例は、黄体形成ホルモン、ヒト絨毛性ゴナドトロピン、コレステロール又はグルコースを含む。本明細書で提供される方法に従って検出できる検体のなおさらなる例は、当業者に公知であり、又は容易に明らかになり、そのような実施形態は、本明細書で提供される方法及びデバイスの範囲内である。
【００５１】
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される方法は、羊水、房水、硝子体液、胆汁、血液、脳脊髄液、乳糜、内リンパ、外リンパ、膣液、リンパ、粘液（鼻漏及び痰を含む）、心嚢液、腹膜液、胸水、膿、粘膜分泌物、唾液、痰、関節液、膣分泌物、精液、血液、血清又は血漿から選択される体液に対して実施される。
【００５２】
他の実施形態では、本明細書で提供される方法は、器官又は組織抽出物で実施される。抽出物を生成するために使用できる器官又は組織の非限定的な例は、胎盤、脳、眼、松果体、下垂体、甲状腺、副甲状腺、胸郭、心臓、肺、食道、胸腺、胸膜、副腎、虫垂、胆嚢、膀胱、大腸、小腸、腎臓、肝臓、膵臓、脾臓、ストーマ、卵巣、子宮、精巣、皮膚、血液又は血液のバフィーコート試料を含む。任意の生物学的供給源からの器官及び組織のさらなる例は、当業者に周知であり、そのような実施形態は、本明細書で提供される方法の範囲内である。
【００５３】
ある特定の実施形態では、本明細書で開示されている直径がより大きい電界紡糸繊維から、特有の性質、例えば、高いバルク気孔率、狭い分布の大きい細孔サイズレーティング、高い表面積、並びに高度で調節可能なタンパク質結合を有し、それらを示す繊維マットが生成される。ある特定の実施形態では、本明細書で開示されている電界紡糸繊維マットは、より高いラテラルフローアッセイの感受性を備える可能性を有し、これらの前述の性質を利用する将来の応用を可能とすることができる。また、一部の実施形態では、電界紡糸繊維マットは、脆性がなく、可撓性を有するため、既存のエアキャストニトロセルロース膜と比較して、マットを丸めたり、または折り曲げたりすることが容易となり、これにより非平面の用途への活路が開ける。
【００５４】
不織繊維マットを作る方法
ある特定の態様では、本明細書に記載されている不織繊維膜を生成する方法が、本明細書で提供される。具体的には、方法は、非多孔フィルム又は多孔基材上へのポリマー調製物の電界紡糸（例えば、ニードルレス電界紡糸又はニードル電界紡糸）又は電気ブローを含み、続いて場合によっては、任意の接着方法を使用してフィルム基材に移して、本明細書で提供される不織繊維膜を生成する。
【００５５】
電界紡糸は、ポリマーの混合物、例えば、ポリマー溶液又はポリマー溶融物からナノ繊維を生成するプロセスである。このプロセスは、そのようなポリマー溶液又はポリマー溶融物への電位の印加を伴う。電界紡糸ナノ繊維マット又は膜を作るための、電界紡糸プロセスのある特定の詳細は、静電紡糸プロセスを行うための好適な装置を含み、これは、国際特許出願公開ＷＯ２００５／０２４１０１、ＷＯ２００６／１３１０８１及びＷＯ２００８／１０６９０３に記載されており、このそれぞれは、その全体を、参照により本明細書に組み込む。
【００５６】
電界紡糸プロセス中、紡糸電極及びポリマー溶液に高電圧を印加することにより、電極から繊維が噴射されるか、又は紡糸され、繊維は、荷電するか、又は収集電極に向けて紡糸され、電極の間の基材上に高い気孔率の不織マットとして収集される。
【００５７】
２つの電界紡糸の方法は、ニードル及びニードルレス電界紡糸である。ニードル電界紡糸（図４）は、典型的には、紡糸電極が金属シリンジである場合に設定され、これはまた、シリンジポンプを経由してポリマー溶液を分注する。ニードル電界紡糸の設定は、典型的には、カスタムラボスケール又はより小規模の商業的に生産された機械で行われる。
【００５８】
ニードルレス電界紡糸では、繊維塊／時間の生産性がより高くなり、より広い面積で、及び可動ベースで動作する能力が高くなって、不織繊維マット膜の連続したロールストックが収集される。商用のニードルレス電界紡糸設備の例は、ＥＬＭＡＲＣＯ、ｓ．ｒ．ｏ．（Ｌｉｂｅｒｅｃ、Ｃｚｅｃｈ  Ｒｅｐｕｂｌｉｃ）を含む。ＥＬＭＡＲＣＯ電界紡糸機は、２つのタイプのポリマー溶液の紡糸電極への分注として機能する。
【００５９】
一部の電界紡糸法では、回転ワイヤー電極機において、ポリマー溶液が、コーティング浴中の回転する紡糸電極にコーティングされる（図５）。ＥＬＭＡＲＣＯモデル、ＮＳＬＡＢ２００Ａ及びＮＳ３Ａ１０００Ｕ（表１で挙げられている）は、この技術を特徴とし、最大電圧が８２ｋＶで、幅が２０及び１００ｃｍである。ある特定の他の実施形態は、紡糸するための固定した巻出しワイヤー電極（複数可）を伴い、そこで、ポリマー溶液が、可動ヘッドを経由してキャピラリー分注される。これらの機械は、１００ｋＶの最大電圧、並びに、５０及び１６０ｃｍの幅を有する。この技術は、モデルＮＳ１ＷＳ５００Ｕ及びＮＳ８Ｓ１６００Ｕで利用できる（表１でも挙げられている）。
【００６０】
【表１】
2020528352.tif 000003
【００６１】
一部の実施形態では、ナノ繊維組成物は、単一のナノ繊維から作られ、単一のナノ繊維は、紡糸及び収集電極の間に位置した移動収集装置が１回通過することにより作られる。ナノ繊維の繊維性ウェブは、同移動収集装置の上／下で同時に動作する１つ以上の紡糸電極により形成され得る。
【００６２】
一部の実施形態では、本明細書で提供される不織繊維膜は、電気ブロープロセスを通して製作される。模範的な電気ブロープロセスは、米国特許公開第２００７／００７５０１５号で提供されており、これは、参照により本明細書に組み込まれる。例えば、一部の実施形態では、繊維マットは、紡糸ノズル、ブローガス注入ノズル及び収集器を含む少なくとも１つの紡糸ビームを含む、紡糸ビームを含む微細繊維紡糸装置の使用を通して製作でき、紡糸ビーム及び収集器は、その間で維持される高電圧静電接合部を有する。ポリマー及び溶媒を含むポリマー溶液は、ポリマーの紡糸ノズルに供給され、これは、紡糸ノズルからポリマー溶液を、圧力をかけて放出する一方、溶液を、ガス注入ノズルから放出されたブローガスでブローして、繊維の繊維性ウェブを形成し、単一の紡糸ビーム下の１回の通過で、移動収集装置上にて繊維性ウェブを収集する。一部の実施形態では、熱カレンダー処理を使用して、得られた媒体の厚さを減少させ、密度及び固さを増加させることができ、細孔のサイズを減少させることができる。
【００６３】
本明細書で提供される電界紡糸又は電気ブロー繊維マット膜は、エアキャスト膜と比較して様々な３次元モルフォロジーを有し、気孔率は、サブミクロンからミクロンの大きさの平均繊維直径を有する不織ポリマー繊維の重なりに由来し、これにより、細孔サイズの直径レーティングが比例的に行われる。
【００６４】
本明細書で提供される電界紡糸又は電気ブロー不織繊維マット膜は、特定の利点を備える。例えば、ある特定の実施形態では、ニードルレス電界紡糸は、連続ロール製造にスケールアップして、ラテラルフロー診断デバイスで使用できる非多孔基材上に、電界紡糸不織繊維マット膜を生成できる。本明細書で提供される不織繊維マット膜は、生産性、均一性及び移動基材への接着性を備えた非多孔フィルム又は多孔基材上に、効率的に電界紡糸又は電気ブローできる。
【００６５】
ポリマー溶液、例えば、本明細書で開示されているポリマーのタイプ、グレード、混合比、質量百分率、溶媒及び粘度、並びに電界紡糸条件、例えば、機械のタイプ、フィルム基材の仕様、電圧、露点及びライン速度を使用して、非多孔フィルム上で電界紡糸不織繊維マット膜の連続ロールストックを作ることができる。様々なポリマーの特定のブレンド、例えば、固体パーセント、比、溶媒、粘度及び異なるグレードのポリマーを使用して、ラテラルフロー診断デバイスに使用するために望ましい性質、例えば、ＭＦＰ、気孔率及び厚さを有する不織繊維マット膜を生成するのに必要とされる繊維直径を生じさせることができる。
【００６６】
電界紡糸を経由した、繊維を生成するプロセスも、繊維直径及びマットの性質をコントロールするいくつかのパラメーターを有する。電界紡糸技術に加えて、他のパラメーターもコントロールして、望ましい性質を有する繊維及びマットを得ることができる。図６は、繊維直径及びモルフォロジーをコントロールする４つのパラメーター（ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ比、固体％、露点及び溶媒組成）を示す。また、４つのパラメーター（ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ比、電界紡糸パラメーター、露点及びフィルム基材）は、不織繊維マットの生産性及び均一性に寄与する。さらに、４つのパラメーター（繊維直径／有効な細孔サイズ、ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ比、界面活性剤処理、並びにマットの厚さ及び均一性）は、ラテラルフロー診断アッセイ用途の使用に関連性がある性質、すなわち、ＣＦＴ、検出ビーズ移動性、タンパク質結合、タンパク質ストリッピング及び機能アッセイの性能に寄与する。ナノ繊維の電界紡糸中にコントロールできる電界紡糸パラメーターは、電圧、気流、電極の距離、基材のライン速度、キャリッジ速度、分注オリフィス及び紡糸電極のワイヤー速度を含む。
【００６７】
本明細書で提供される不織繊維マット膜を生成するために電界紡糸又は電気ブローできるポリマー調製物は、ポリマー溶融物又はポリマー溶液を含む。ポリマー溶融物又はポリマー溶液は、１種以上のポリマーを含み得る。例えば、ポリマー調製物は、ナイロン、例えば、ナイロン−４６、ナイロン−６６、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリベンズイミダゾール、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレン−ｃｏ−酢酸ビニル（ＰＥＶＡ）、ＰＥＶＡ／ＰＬＡ、ＰＭＭＡ、ＰＭＭＡ／テトラヒドロペルフルオロオクチルアクリレート（ＴＡＮ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、コラーゲン−ＰＥＯ、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ＰＥＯ、ＰＡＮＩ／ＰＳ、ポリビニルカルバゾール、ＰＥＴ、ポリアクリル酸−ポリピレンメタノール（ＰＡＡ−ＰＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、絹／ＰＥＯ、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、酢酸セルロース（ＣＡ）、ＰＡＡ−ＰＭ／ＰＵ、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）／シリカ、ポリアクリルアミド（ＰＡＡｍ）、乳酸−グリコール酸共重合体（ＰＬＧＡ）、ポリカルプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリメタクリル酸ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）、ＰＶＤＦ、ＰＶＤＦ／ＰＭＭＡ、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリ（フェロセニルジメチルシラン）（ＰＦＤＭＳ）、ナイロン６／モンモリロナイト（Ｍｔ）、ポリ（エチレン−ｃｏ−ビニルアルコール）、ポリアクリルニトリル（ＰＡＮ）／ＴｉＯ２、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）／金属、ポリビニルポロリドン、ポリメタ−フェニレンイソフタルアミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン−１２、ＰＥＴ、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）又はＰＥＴ／ＰＥＮから選択される１種以上のポリマーを含み得る。
【００６８】
好ましい実施形態では、本明細書で提供される不織繊維マット膜を生成する方法に使用されるポリマー調製物は、ＰＭＭＡ、ＰＶＤＦ又はＰＭＭＡ及びＰＶＤＦのブレンドを含む。一部の実施形態では、ＰＶＤＦのブレンドは、１：９９〜９９：１のＰＭＭＡ対ＰＶＤＦの重量比を有する。一部の実施形態では、ＰＭＭＡ対ＰＶＤＦの重量比は、約１０：９０、１５：８５、２０：８０、２５：７５、３０：７０、３５：６５、４０：６０、４５：５５、５０：５０、５５：４５、６０：４０、６５：３５、７０：３０、７５：２５、８０：２０、８５：１５又は９０：１０である。好ましい実施形態では、ＰＭＭＡ及びＰＶＤＦのブレンドは、６０：４０〜７０：３０のＰＭＭＡ対ＰＶＤＦの重量比を有する。一部の実施形態では、ＰＰＭＡ対ＰＶＤＦの重量比は、約６０：４０、６１：３９、６２：３８、６３：３７、６４：３６、６５：３５、６６：３４、６７：３３、６８：３２、６９：３１又は７０：３０である。
【００６９】
ＰＭＭＡ及び／又はＰＶＤＦを含むポリマー調製物は、ＤＭＡＣ、ＤＭＦ又はそれらの混合物から選択される溶媒中の、ＰＶＤＦ及び／又はＰＭＭＡの溶液であり得る。ある特定の実施形態では、ＤＭＡＣ、ＤＭＦ、又はＤＭＡＣ及びＤＭＦの混合物は、アセトンをさらに含み得る。
【００７０】
ＰＭＭＡ及び／又はＰＶＤＦを含むポリマー調製物は、約５重量％〜２０重量％のＰＭＭＡ、ＰＶＤＦ又はそれらのブレンドを含有し得る。ある特定の実施形態では、ＰＶＤＦ及び／又はＰＭＭＡを含むポリマー調製物は、約１５重量％、１６重量％、１７重量％、１８重量％、１９重量％又は２０重量％のＰＭＭＡ、ＰＶＤＦ又はそれらのブレンドを含有する。さらなる実施形態では、ＰＶＤＦ及びＰＭＭＡを含むポリマー調製物は、約１５重量％、１６重量％、１７重量％、１８重量％、１９重量％又は２０重量％のＰＭＭＡ及びＰＶＤＦのブレンドを含有し、ＰＭＭＡ及びＰＶＤＦのブレンドは、ＰＭＭＡとＰＶＤＦとの間で６０：４０、６５：３５、７０：３０、７５：２５又は８０：２０の重量比を有し得、溶媒は、ＤＭＡＣ及び／又はＤＭＦを含み、任意選択的にアセトンをさらに含む。
【００７１】
特定の実施形態では、ＤＭＡＣ及び／又はＤＭＦ及び／又はアセトンの溶媒中における、ＰＭＭＡ及び／又はＰＶＤＦの溶液の粘度は、２００センチポアズ（ｃＰ）〜５０００ｃＰ、３００ｃＰ〜２０００ｃＰ、４００ｃＰ〜１０００ｃＰ、５００ｃＰ〜９００ｃＰ、６００ｃＰ〜８００ｃＰ又は７００ｃＰ〜８００ｃＰである。
【００７２】
本明細書で提供される方法の一態様では、ポリマーが電界紡糸される非多孔フィルム基材は、電界紡糸溶媒に不溶性であり、最小限の電荷しか有さない、又は電荷を有さない。非多孔フィルムのこれらの性質は、安全な移動ウェブ作業を可能にし、十分に充填され均一な繊維マットができるようにする。電荷を有さないフィルムは、移動ウェブ収集を可能にし、より高い電圧で動作できる。
【００７３】
ある特定の実施形態によれば、非多孔フィルム基材は、そのような基材により平滑な不織繊維マット表面が得られ、高電圧電界で電気的に荷電しないため、好ましい。また、電気抵抗、結晶化度、絶縁耐力が低く、非極性化学であるフィルムが実施形態で好ましく、基材は、繊維収集中に動く。本明細書で提供される方法における使用に好適な非多孔ポリマーフィルムの非限定的な例は、ポリエチレンと炭素、ポリイミドと炭素、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と帯電防止剤、ポリプロピレンと帯電防止剤、アクリロニトリルブタジエンスチレンと帯電防止剤、ナイロン、静電気散逸性高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、ポリプロピレンスパンボンドと帯電防止処理、ＬＤＰＥ、ポリカーボネート、ＵＨＭＷＰＥ、ポリ塩化ビニル、ＰＥＴ、ＰＭＭＡ、ＰＶＤＦ及びＰＭＭＡ／ＰＶＤＦを含む。非多孔フィルム基材としての使用に関しては、帯電防止剤若しくは静電気散逸性添加剤、又は導電性炭素とのポリマー複合物は、これらの基材が、電界紡糸中に電気的にさほど荷電せず、電気的に荷電するフィルム、例えば、ＰＥＴ、ＰＶＣ、ＰＣ、ＰＭＭＡ及びＰＶＤＦより良好な繊維マットの品質（例えば、生産性及び均一性）につながるため、好ましい。
【００７４】
ある特定の実施形態では、ナノ繊維は、３０〜１２０ｋＶ、４０〜１１０ｋＶ、５０〜１００ｋＶ、６０〜９０ｋＶ又は７０〜８０ｋＶの電圧で電界紡糸される。
【００７５】
一部の実施形態では、電極の距離は、１５０〜３００ｍｍ、１６０〜２９０ｍｍ、１７０〜２８０ｍｍ、１８０〜２７０ｍｍ、１９０〜２６０ｍｍ、２００〜２５０ｍｍ、２１０〜２４０ｍｍ又は２２０〜２３０ｍｍである。
【００７６】
さらなる実施形態では、分注オリフィスは、０．４〜０．８ｍｍ、０．４５〜０．７５ｍｍ、０．５〜０．６ｍｍ、０．５５〜０．６５ｍｍ又は０．６ｍｍである。
【００７７】
ある特定の実施形態では、キャリッジ速度は、５０〜１５０ｍｍ／ｓｅｃ、６０〜１４０ｍｍ／ｓｅｃ、７０〜１３０ｍｍ／ｓｅｃ、８０〜１２０ｍｍ／ｓｅｃ、９０〜１１０ｍｍ／ｓｅｃ又は１００ｍｍ／ｓｅｃである。
【００７８】
特定の実施形態では、ワイヤー速度は、１〜５ｍｍ／ｓｅｃ、２〜４ｍｍ／ｓｅｃ又は３ｍｍ／ｓｅｃである。
【００７９】
電界紡糸チャンバーのエアインの速度は、６０ｍ３／ｈｒ〜１２０ｍ３／ｈｒ、７０ｍ３／ｈｒ〜１１０ｍ３／ｈｒ、８０ｍ３／ｈｒ〜１００ｍ３／ｈｒ又は９０ｍ３／ｈｒであり得る一方、電界紡糸チャンバーのエアアウトの速度は、１００ｍ３／ｈｒ〜１４０ｍ３／ｈｒ、１１０ｍ３／ｈｒ〜１３０ｍ３／ｈｒ又は１２０ｍ３／ｈｒであり得る。
【００８０】
紡糸チャンバーにおける温度は、２５〜５０℃、３０〜４５℃、３５〜４０℃又は４０〜４５℃であり得る。
【００８１】
電界紡糸チャンバーにおける相対湿度は、１０〜３５％、１５〜３０％又は２０〜２５％であり得る。
【００８２】
特定の実施形態では、電界紡糸チャンバーにおける露点は、２．０℃〜６．０℃、２．２℃〜５．８℃、２．４℃〜５．６℃、２．６℃〜５．４℃、２．８℃〜５．２℃、３．０℃〜５．０℃、３．２℃〜４．８℃、３．４℃〜４．６℃、３．６℃〜４．４℃又は３．８℃〜４．２℃であり得る。
【００８３】
さらなる実施形態では、ライン速度は、ワイヤー１本の機械に関して、０．５ｃｍ／ｍｉｎ〜５．０ｃｍ／ｍｉｎ、１．０ｃｍ／ｍｉｎ〜４．５ｃｍ／ｍｉｎ、１．５ｃｍ／ｍｉｎ〜４．０ｃｍ／ｍｉｎ、２．０ｃｍ／ｍｉｎ〜３．５ｃｍ／ｍｉｎ又は２．５ｃｍ／ｍｉｎ〜３．０ｃｍ／ｍｉｎであり、より多くのワイヤーに関して、直線的にスケール変更するように調整される。
【００８４】
本明細書で提供されるある特定の実施形態では、方法は、界面活性剤処理ステップ（例えば、１種以上の界面活性剤、例えば、界面活性剤１及び界面活性剤２での処理）を含む。典型的には、本明細書で提供される方法に使用される界面活性剤は、親油性非極性炭化水素基及び極性官能親水基を含有する。一部の実施形態では、極性官能基は、カルボキシレート、エステル、アミン、アミド、イミド、ヒドロキシル、エーテル、ニトリル、ホスフェート、スルフェート又はスルホネートであり得る。本明細書で提供される方法に有用な界面活性剤は、単体で、又は組み合わせて使用され得る。したがって、界面活性剤の任意の組合せは、アニオン性、カチオン性、非イオン性、両性イオン性、両性及び両性電解界面活性剤を含み得る。一部の実施形態では、本明細書で提供される方法に使用するための界面活性剤は、スルホネート、例えば、スルホン酸アルキル、アルキルベンゼンスルホネート、アルファオレフィンスルホネート、パラフィンスルホネート及びアルキルエステルスルホネート；スルフェート、例えば、硫酸アルキル、アルキルアルコキシスルフェート及びアルキルアルコキシル化スルフェート；ホスフェート、例えば、リン酸モノアルキル及びリン酸ジアルキル；ホスホネート；カルボキシレート、例えば、脂肪酸、アルキルアルコキシカルボキシレート、サルコシネート、イセチオネート及びタウレートを含むが、それらに限定されないアニオン性であり得る。カルボキシレートの例は、ココイルイセチオン酸ナトリウム、オレオイルメチルタウリンナトリウム、ラウレスカルボン酸ナトリウム、トリデセスカルボン酸ナトリウム、ラウリルサルコシン酸ナトリウム、ラウロイルサルコシン及びココイルサルコシネートである。スルフェートの特定の例は、硫酸ドデシルナトリウム（ＳＤＳ）、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、トリデセス硫酸ナトリウム、トリデシル硫酸ナトリウム、ココイル硫酸ナトリウム及びラウリルモノグリセリド硫酸ナトリウムを含む。スルホネート界面活性剤の例は、スルホン酸アルキル、スルホン酸アリール、スルホコハク酸モノアルキル及びジアルキル、並びにモノアルキル及びジアルキルスルホスクシナメートを含むが、それらに限定されない。スルホン酸アルキ及びアリールの実例は、トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＳＴＢＳ）及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＳＤＢＳ）である。スルホスクシネートの実例は、ジメチコンコポリオールスルホスクシネート、ジアミルスルホスクシネート、ジカプリルスルホスクシネート、ジシクロヘキシルスルホスクシネート、ジヘプチルスルホスクシネート、ジヘキシルスルホスクシネート、ジイソブチルスルホスクシネート、ジオクチルスルホスクシネート、Ｃ１２〜１５パレススルホスクシネート、セテアリルスルホスクシネート、ココポリグルコーススルホスクシネート、ココイルブチルグルセス−１０スルホスクシネート、デセス−５スルホスクシネート、デセス−６スルホスクシネート、ジヒドロキシエチルスルホスクシニルウンデシレネート、水素添加綿実グリセリドスルホスクシネート、イソデシルスルホスクシネート、イソステアリルスルホスクシネート、ラネス−５スルホスクシネート、ラウレススルホスクシネート、ラウレス−１２スルホスクシネート、ラウレス−６スルホスクシネート、ラウレス−９スルホスクシネート、ラウリルスルホスクシネート、ノノキシノール−１０スルホスクシネート、オレス−３スルホスクシネート、オレイルスルホスクシネート、ＰＥＧ−１０ラウリルシトレートスルホスクシネート、シトセレス−１４スルホスクシネート、ステアリルスルホスクシネート、タロー、トリデシルスルホスクシネート、ジトリデシルスルホスクシネート、ビスグリコールリシノスルホスクシネート、ジ（１，３−ジ−メチルブチル）スルホスクシネート及びシリコーンコポリオールスルホスクシネートを含むが、それらに限定されない。シリコーンコポリオールスルホスクシネートの構造は、米国特許番号第４，７１７，４９８号及び第４，８４９，１２７号に記載されている。スルホスクシナメートの実例は、ラウラミド−ＭＥＡスルホスクシネート、オレアミドＰＥＧ−２スルホスクシネート、コカミドＭＩＰＡ−スルホスクシネート、コカミドＰＥＧ−３スルホスクシネート、イソステアラミドＭＥＡ−スルホスクシネート、イソステアラミドＭＩＰＡ−スルホスクシネート、ラウラミドＭＥＡ−スルホスクシネート、ラウラミドＰＥＧ−２スルホスクシネート、ラウラミドＰＥＧ−５スルホスクシネート、ミリスタミドＭＥＡ−スルホスクシネート、オレアミドＭＥＡ−スルホスクシネート、オレアミドＰＩＰＡ−スルホスクシネート、オレアミドＰＥＧ−２スルホスクシネート、パルミタミドＰＥＧ−２スルホスクシネート、パルミトレアミドＰＥＧ−２スルホスクシネート、ＰＥＧ−４コカミドＭＩＰＡ−スルホスクシネート、リシノレアミドＭＥＡ−スルホスクシネート、ステアラミドＭＥＡ−スルホスクシネート、ステアリルスルホスクシナメート、タラミド（ｔａｌｌａｍｉｄｏ）ＭＥＡ−スルホスクシネート、タロースルホスクシナメート、タローアミドＭＥＡ−スルホスクシネート、ウンデシレナミドＭＥＡ−スルホスクシネート、ウンデシレナミドＰＥＧ−２スルホスクシネート、コムギ胚芽アミドＭＥＡ−スルホスクシネート及びコムギ胚芽アミドＰＥＧ−２スルホスクシネートを含むが、それらに限定されない。他の好適な界面活性剤は、Ｃｌａｒｉａｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより製造されているＨｏｔａｐｕｒ  ＳＡＳ３０及びＧｅｎａｐｏｌ  ＵＤ−０７０を含む。
【００８５】
不織繊維マット膜を生成するための、本明細書で提供される特定の方法では、ナノ繊維の電界紡糸は、ニードル電界紡糸、又は、ニードルレス電界紡糸を使用して行われ得る。
【実施例】
【００８６】
実施例１  ポリマー及び溶媒の選択、並びに電界紡糸の評価
ポリマーＰＭＭＡ及びＰＶＤＦを使用して、電界紡糸繊維膜を生成した。ＰＶＤＦは、Ａｒｋｅｍａから供給され、表２で詳述されているいくつかのグレード、溶融粘度又は分子量を有する。Ｋｙｎａｒ（登録商標）Ｆｌｅｘ２８５０は、ＰＶＤＦ／ポリヘキサフルオロプロピレンコポリマーＰ（ＶＤＦ／ＨＰＡ）である。ＰＭＭＡは、ＡＬＴＵＧＬＡＳ  ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬから供給され、表３で詳述されているいくつかのグレード、溶融粘度又は分子量を有する。溶媒ＤＭＡＣ及びＤＭＦをスクリーニングに使用したが、その理由は、いずれもＰＭＭＡ及びＰＶＤＦに対する溶媒であるため、また、より低い蒸気圧を有し、これにより、迅速な溶媒の蒸発が問題になり得るＥＬＭＡＲＣＯ回転ワイヤー電極オープンパンシステムにおける使用に適するためである。ＰＭＭＡ及びＰＶＤＦグレード及び溶媒のスクリーニングは、ＤＭＦ及びＤＭＡＣ中の１５％ｗ／ｖ溶液を作ること、並びに、表２及び３で詳述されているそれらの電界紡糸の品質について溶液をチェックすることにより実施した。電界紡糸は、表１のＥＬＭＡＲＣＯ  ＮＳＬＡＢ２００Ａユニットで行った。
【００８７】
電界紡糸パラメーターは、８２ｋＶのΔＶ、電極距離２８０ｍｍ、電極回転６０Ｈｚ、基材として収集する固定５０ミクロンＭｅｌｉｎｅｘ（登録商標）ＰＥＴフィルム、並びに温度２２〜２５℃及び相対湿度１０〜３０％の紡糸チャンバー条件であった。表２は、ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）が、ＤＭＡＣ及びＤＭＦ中で最高粘度を有し、最も良好な繊維品質は、ＤＭＡＣから生じたことを示す。
【００８８】
【表２】
2020528352.tif 000004
【００８９】
図７は、３６０±１２０ｎｍの平均繊維直径を生じる、ＤＭＡＣ中の１５％ｗ／ｖ  ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）（表２）からの高品質の電界紡糸の試料ＳＥＭ画像を示す。図８は、ＤＭＡＣ中のＰＶＤＦ２（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７１１）の２５％ｗ／ｖ溶液（表２）が、平均繊維直径が２４０±５５ｎｍであり、望ましくないビーズを有する繊維を生成したことを示す。
【００９０】
表３は、ＤＭＡＣ中の１５％ｗ／ｖ  ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）は、ＤＭＦ中の１５％ｗ／ｖより低い粘度を有し、より良好な繊維の製作を示したことを示す。ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）により、ＤＭＡＣ中の１５％ｗ／ｖでのＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）より高い粘度及び平均繊維直径が生じた。ＢＳ５７２は、純粋な高分子量（ＨＭＷ）ＰＭＭＡである。Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１は、分子量が約４５０キロダルトンのＰＶＤＦである。
【００９１】
【表３】
2020528352.tif 000005
【００９２】
２ミクロン超のＭＦＰを生成するには、ラテラルフロー診断アッセイに有用なより高い細孔サイズレーティングを製作するために、より大きい繊維直径が必要である。ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）が、試験されたグレードのうち、ＤＭＡＣから電界紡糸される最も良好な品質の繊維であり、また、ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）が、ＤＭＡＣから電界紡糸される最も良好な繊維品質であるため、ＤＭＡＣ中の１５％ｗ／ｖ溶液としての、ＰＭＭＡ及びＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）のブレンド比を、粘度及び電界紡糸繊維直径、並びに品質についてスクリーニングし、表４に要約した。
【００９３】
【表４】
2020528352.tif 000006
【００９４】
図９は、ＤＭＡＣ中の２０：８０  ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）の１５％ｗ／ｖ溶液（混合２、表４）から、６００±２９０ｎｍの大きい直径繊維がどのように生じるかを示す。これらのデータから、より高い粘度のＰＭＭＡ（ＢＳ５７２）は、ＰＶＤＦ（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）の比を変動させて使用して、混合粘度及び得られた電界紡糸繊維の直径をコントロールできることが実証される。したがって、ブレンドを使用して、ある範囲のＭＦＰを生じるある範囲の平均繊維直径を得ることができる。
【００９５】
実施例２  ポリマー＆溶媒の発展した選択
表２及び３に記載されているＰＭＭＡ及びＰＶＤＦグレードは、粘度対ＤＭＡＣ及びＤＭＦ中の％ｗ／ｖポリマーについてさらに調査した。図１０は、ＰＶＤＦグレード（表２）では、ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）が、ＤＭＡＣ及びＤＭＦ中の最低の％ｗ／ｖ溶液で最高粘度を生じたことを示す。図１０及び１１は、Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１では、ＤＭＦがＤＭＡＣより低い粘度のため、より良好な溶媒であること、及び、Ｋｙｎａｒ（登録商標）７１１との溶液粘度の大幅な差が観察されることを示す。しかし、電界紡糸の評価に基づくと、Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１の電界紡糸では、ＤＭＡＣはより良好な溶媒であり、良質の繊維を生成する一方で、ＤＭＦはビーズを有する繊維を生成した（図７及び８）。ＰＶＤＦ２（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７１１）は、ＤＭＡＣ又はＤＭＦ中２５％ｗ／ｖで電界紡糸された場合、ビーズを有する繊維（図８）を生成した。図１２は、ＰＭＭＡグレード（表３）では、ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）が、ＤＭＡＣ及びＤＭＦ中のより低いｗ／ｖ％で、ＤＭＡＣ中の低分子量のＰＭＭＡ１（Ｖ９２０）より高い溶液粘度を生じたことを示す。粘度データは、ＢＳ５７２に関して、ＤＭＡＣが、ＤＭＦと同一の％ｗ／ｖでより低い粘度を生じるため、ＤＭＦより良好な溶媒であることを示す。ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）も、ＤＭＡＣから電界紡糸された、より高い品質の繊維であり、より高いｗ／ｖ％でさえもＰＭＭＡ１（Ｖ９２０）より良好である。電界紡糸に関して、ＰＭＭＡ及びＰＶＤＦに対して最も良好な溶媒はＤＭＡＣであったので、高及び低ＭＷ／ＰＭＭＡ及びＰＶＤＦの粘度について、様々な比のＰＭＭＡ及びＰＶＤＦでの混合粘度を評価した。図１３は、１５％ｗ／ｖ溶液の混合粘度対より高いＭＷのＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）及びＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）と、より低いＭＷのＰＭＭＡ１（Ｖ９２０）及びＰＶＤＦ２（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７１１）の混合比を示す。これにより、ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）及びＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）は、最低％ｗ／ｖで最高粘度を生成して、最大直径の繊維を電界紡糸するために選択されるグレードであったことが確認された。図１４は、１５％ｗ／ｖ溶液の混合粘度ｖｓ  ＤＭＡＣ中のＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）及びＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）の混合比を示し、第２ｙ軸上に溶液導電率（μＳ／ｃｍ）を示す。これは、ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）により溶液導電率がより高くなることを例証する。図１５は、ＤＭＡＣ中に、ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）と、粘度調整剤としてのＰＭＭＡ［ＰＭＭＡ１（Ｖ９２０）、ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）及びＰＭＭＡ４（ＰＲＤ５２１）］を７５：２５（ＰＶＤＦ６：ＰＭＭＡ）の比で含む、ｗ／ｖ％を増加させた溶液の粘度を示して、ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）が、より低いｗ／ｖ％で粘度に最大の影響を及ぼしたことを検証する。図１６は、ＤＭＡＣ中に、ＰＶＤＦ２（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７１１）と、粘度調整剤としてのＰＭＭＡ［ＰＭＭＡ１（Ｖ９２０）、ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）及びＰＭＭＡ４（ＰＲＤ５２１）］を７５：２５（ＰＶＤＦ２：ＰＭＭＡ）��比で含む、ｗ／ｖ％を増加させた溶液の粘度を示して、ＰＶＤＦ６が、高い粘度のための選択であったこと、及び、ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）が、より低いｗ／ｖ％で粘度に最大の影響を及ぼしたことを検証する。前述の溶液粘度により、ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）及びＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）は、最低％ｗ／ｖで最高粘度を生じて、最大直径及び最も良好な品質を有する繊維を電界紡糸することが確認された。
【００９６】
実施例３  ＤＭＡＣ中のＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）及びＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）ポリマー
ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）及びＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）が、ラテラルフロー診断用途に使用するために得られるＭＦＰを有する繊維直径を生じさせる、利用可能なポリマーグレードであると証明された時点で、粘度及び電界紡糸繊維のさらなる精査を行った。電界紡糸は、表１のＥＬＭＡＲＣＯ  ＮＳ１ＷＳ５００Ｕユニットで行い、５０μｍ  Ｍｅｌｉｎｅｘ  ＰＥＴ上で、又は、４０ｃｍ幅の１００μｍ  ＬＤＰＥ移動ウェブ上で動かして、繊維を収集した。典型的な電界紡糸パラメーターは、６０〜１００ｋＶのΔＶ、電極距離２４０ｍｍ、分注オリフィス０．６ｍｍ、１００ｍｍ／ｓｅｃのキャリッジ速度、１〜３ｍｍ／ｓｅｃのワイヤー速度、８０ｍ３／ｈｒでのエアイン、１２０ｍ３／ｈｒでのエアアウト、並びに、３０〜４０℃の紡糸チャンバー条件及び除湿器の使用によりコントロールされる１０〜３０％の相対湿度であった。分注ヘッドを有する固定ワイヤー機の使用により、より高いｗ／ｖ％溶液、及び、粘度の上限を約４，０００センチポアズ（ｃＰ）としてより高い粘度の電界紡糸が可能となる。ＤＭＡＣ中、ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）が、１００：０、７５：２５、５０：５０、２５：７５及び０：１００の混合比でｗ／ｖ％を増加させた１５〜１８％溶液を作り、前述の条件下で電界紡糸して、図１７でプロットされているように、得られた平均繊維直径を決定した。データは、より高い平均繊維直径が、より高い％ｗ／ｖ濃度、及び、ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）対ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）のより高い比に正比例することを例証する。したがって、繊維直径及び得られた細孔サイズレーティングは、ポリマーの濃度及びＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ比に応じて調節できる。図１８は、ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）対ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）比の増加、及び１５〜２０％ｗ／ｖの濃度の増加により、より高い粘度が生じたことを示す。図１９は、図１８における粘度増加の傾向は、電界紡糸により生成されることで得られる平均繊維直径も増加させることを示す。
【００９７】
実施例４  非多孔フィルム基材の評価
典型的なエアキャストニトロセルロース膜は、脆性であり、したがって、非多孔フィルム、例えば、Ｍｅｌｉｎｅｘ（登録商標）ＰＥＴ（ＤｕＰｏｎｔ  Ｔｅｉｊｉｎ  Ｆｉｌｍｓ  Ｌｕｘｅｍｂｏｕｒｇ  Ｓ．Ａ）上にキャストして、団結性をもたらし、ラテラルフロー診断デバイスの組み立て中の使用を容易にする。電界紡糸された繊維は、典型的には、紡糸電極及び収集電極の間に電圧を通過させ、揮発させた溶媒を通過させるための細孔を設けた不織又は多孔基材上で収集した。非多孔基材又はフィルム上での電界紡糸は、十分な繊維マットの厚さを生じる場合、均一なコーティングを形成する場合、及び不完全な溶媒蒸発を引き起こす場合、又は繊維マットを乾燥させる場合に課題を提起する。固定Ｍｅｌｉｎｅｘ（登録商標）ＰＥＴ上で粘度が約１５００ｃＰである、ＤＭＡＣ中のＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）１７％ｗ／ｖの溶液を電界紡糸しようとする場合、フィルムは、高度に荷電し、電界紡糸不織繊維マットは、不均一になる（図２０）。また、繊維マットの最大厚さ及び繊維充填の品質は、限定される（図２１）。図２０は、繊維でさほど覆われていない電極と直列であるＭｅｌｉｎｅｘ（登録商標）ＰＥＴ上の中心エリアを示す。図２０は、フィルムの周囲に行き渡ろうとする電界のパターンを有するフィルムを、繊維がどのようにコーティングするかも示す。図２１は、Ｍｅｌｉｎｅｘ（登録商標）ＰＥＴフィルム上での充填が不足した繊維マットの電界紡糸繊維のＳＥＭ断面画像を示し、これは、フィルムが荷電した結果と考えられる。電界紡糸は、表１のＥＬＭＡＲＣＯ  ＮＳ１ＷＳ５００Ｕユニットで行い、繊維は、５０μｍ  Ｍｅｌｉｎｅｘ  ＰＥＴ上で収集した。典型的な電界紡糸パラメーターは、１００ｋＶのΔＶ、電極距離２４０ｍｍ、分注オリフィス０．６ｍｍ、キャリッジ速度１００ｍｍ／ｓｅｃ、１〜３ｍｍ／ｓｅｃのワイヤー速度、３０〜４０℃の紡糸チャンバー条件、及び除湿器の使用によりコントロールされる１０〜３０％の相対湿度であった。
【００９８】
典型的には、ポリマーフィルムは、導電性（１０１〜１０４）から、静電気散逸性（１０６〜１０１２）、帯電防止性（１０１０〜１０１２）、絶縁性（＞１０１２）まで、Ω／ｓｑ単位の表面電気抵抗率を有する。体積抵抗率は、Ωｃｍ単位で、シート抵抗に厚みをかけることにより得られる。抵抗率は、試験方法ＡＮＳＩ／ＥＳＤ  ＳＴＭ  １１．１１を使用して測定できる。
【００９９】
ある特定の実施形態では、本明細書で提供される方法は、非多孔基材、例えば、ポリマーフィルム上での電界紡糸を含み、これは、ポリマーフィルム固有の電気抵抗率、ポリマー化学、結晶化度及び溶解度の課題を提起する。ポリマーフィルムは、溶媒の電界紡糸では不溶性である必要があり、安全な移動ウェブ作業を可能にし、十分に充填され均一な繊維マットができるようにするために、荷電を最小限からゼロとする必要がある。荷電しないフィルムは、移動ウェブ収集だけではなく、より高い電圧で動作する能力も可能にする。表５は、前述の電界紡糸条件でスクリーニングされた非多孔フィルムの詳細な表である。リストは電気抵抗が増加した順であり、Ｍｅｌｉｎｅｘ（登録商標）４０１ＰＥＴは、より高い抵抗を有し、電界紡糸基材としての性能は低下した（図２０及び２１）。
【０１００】
【表５】
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2020528352.tif 000008
【０１０１】
低結晶化度、低絶縁耐力及び非極性化学の、静電気散逸性から帯電防止性の領域において電気抵抗を有する非多孔フィルムは、繊維マット上での電界紡糸のための好ましい基材である。ある特定の好ましい基材は、ＬＤＰＥ、ナイロン、ＵＨＭＷＰＥ、又は、帯電防止剤若しくは静電気散逸剤若しくは導電性炭素とのポリマー複合体のポリマーフィルムである。電界紡糸に関して不良な非多孔フィルム基材は、高い帯電を呈し、ＰＥＴ、ＰＶＣ及びＰＣポリマーを含んでいた。ポリマーＰＭＭＡ及びＰＶＤＦは、典型的な電界紡糸条件下で、適度な帯電を呈した。図２２は、表５のバルク抵抗率が増加したフィルムの選択、並びに、前述された同一の電界紡糸条件下で、同一の紡糸時間１０分にわたり製作された、４０ｃｍのフィルム幅の繊維マットの最大の厚さを示す。図２２は、同一条件下で電界紡糸された表５のフィルム５、５ｂ〜８ｂ及び１２も、図２２の約１０７〜１０１２Ωｃｍの、より低いか、又はより高い抵抗率を有するフィルムより厚いマットを生成したことを示す。図２２の紡糸条件は、ＤＭＡＣ中の１７％ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ（７０：３０）、１００ｋＶ、距離２４０ｃｍ、ライン速度２ｃｍ／ｍｉｎ、４２℃、露点４℃であり、いずれも約９００ｎｍの繊維直径を生じた。表５及び図２２は、バルク電気抵抗率が約１０８〜１０１２Ωｃｍの領域を示し、この領域は、不織繊維マットの厚さの観点から最大の生産性を有し、フィルムの帯電はみられない。この発見により、移動ウェブ収集、繊維マットの均一性、厚みの生産性、及び繊維充填の品質が得られる。基材が過剰に導電性である場合、紡糸および収集電極で非対称電流が観察された。
【０１０２】
非多孔基材としてＬＤＰＥ（表５の＃１２）に切り替えると、図２０のＭｅｌｉｎｅｘ（登録商標）ＰＥＴと比較してＬＤＰＥ固定（図２３）によりマットをより均一にすることが可能になる。ＬＤＰＥフィルムはまた、同一の電界紡糸条件下で、図２１のＭｅｌｉｎｅｘ（登録商標）ＰＥＴと比較して、約９０μｍ繊維マットの厚さの生産性が高く、繊維充填の品質が向上した（図２４）。フィルム帯電がないこと、生産性、均一性の向上及び繊維充填の観点から同様の結果が、表５のフィルムＩＤ＃５〜１２、及び５ｂ〜８ｂで起きた。図２５は、表１のＥＬＭＡＲＣＯ  ＮＳ１ＷＳ５００Ｕユニットの外側で、２ｃｍ／ｍｉｎのライン速度で移動ウェブを用いた、ＬＤＰＥフィルムにコーティングした電界紡糸不織繊維マットを示す。図２６．１及び２６．２は、同様の繊維品質及び直径が観察される空気及びＬＤＰＥ面のＳＥＭ画像を示し、これにより得られた膜は、両面での細孔レーティングの観点から対称であることが示される。
【０１０３】
繊維収集に使用される非多孔基材は、表面処理方法、例えば、コロナ、プラズマ、エッチング若しくはラフニングを通して、又はフィルムの化学的性質若しくは基材への溶媒結合により、繊維がフィルム表面への高い接着性を有していた場合、永久支持体としても機能する。例えば、表５のフィルム＃１８を使用してもよく、又は、繊維のフィルム基材への溶媒結合に使用できる電界紡糸溶媒に部分的に可溶性である５μｍポリマーの薄層としてもよい。別法として、電界紡糸不織繊維マット膜は、除去でき、膜を、バッキングされていない膜として使用できる可能性があるフィルム上に電界紡糸できる。これは、代替フィルムに移すこともできる。結果として、この移す選択肢により、基材フィルムの選択（光学的要件、厚さなどについて）が可能となり、接着性は、例えば、積層、接着剤及び溶媒結合を通して達成できる。電気ブローを使用して作られた不織繊維マットは、多孔基材上で収集でき、電界紡糸については前述の通りであり、次いで、バッキングせずに、又は基材フィルムへと移した後でアッセイに使用される。
【０１０４】
実施例５  電界紡糸繊維の直径に対する相対湿度／露点の影響
電界紡糸により生成された繊維の直径は、電界紡糸チャンバーにおける相対湿度又は露点に影響を受けやすい。同一の電界紡糸パラメーター下で電界紡糸された場合、相対湿度又は露点が高くなるほど、ｗ／ｖ％及びＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ比の観点から同一のポリマー溶液で、平均繊維直径が大きくなる。この影響を実証するために、移動ウェブを用いた実験を実施して、平均繊維直径に対する相対湿度又は露点の影響を示した。移動ウェブ実験は、前述の電界紡糸パラメーター下で、ＬＤＰＥで、５ｃｍ／ｍｉｎのライン速度にて、２２℃の開始温度及び約５０％の相対湿度にて実施した。紡糸チャンバー内部の相対湿度の影響を判定するために、除湿器を紡糸チャンバーの注入口に配管し、これをオンにし、ライン速度及び位置に対して露点を追跡した。ＤＭＡＣ中の、比７５：２５、６０：４０及び５０：５０のＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）の１７％ｗ／ｖの溶液を、電界紡糸し、湿度を低下させて移動ウェブ上で収集して、平均繊維直径に対する露点の影響を判定した。平均繊維直径は、ＳＥＭを使用して計算された様々な露点で測定して、露点が高いほど、より大きい平均繊維直径が生じることが示された。図２７は、左から右への湿度の低下に応じた、比６０：４０のＰＭＭＡ：ＰＶＤＦから生成された繊維マットの画像を示す。図２８．１、２８．２及び２８．３は、１１．８℃、３．２℃及び２．６℃の近似露点にて生成された繊維の品質及び直径のＳＥＭ画像を示す。１１．８℃での図２８．１は、高すぎる露点で乾燥させた場合、十分に形成された繊維を生成できないことを示す一方、図２８．２及び２８．３は、露点で直径が減少した、十分に形成された繊維を示す。図２９は、低下した露点に対する、ＤＭＡＣ中の、比７５：２５、６０：４０及び５０：５０のＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）が１７％ｗ／ｖ溶液を電界紡糸し、湿度を低下させて移動ウェブ上で収集することにより得られる平均繊維直径の、プロットである。図３０は、同一の電界紡糸パラメーターにより生じた２つの異なる相対湿度における、様々な、ｗ／ｖ％溶液及びＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）比の電界紡糸平均繊維直径のプロットである。
【０１０５】
図２９及び３０から、平均繊維直径が、ｗ／ｖ％、ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ比及び相対湿度又は露点の関数であることが実証される。これは、電界紡糸不織繊維マットの得られたＭＦＰは、これら３つの要因を通してコントロールできることを意味する。
【０１０６】
実施例６  ライン速度、生産性及びマットの厚さの均一性
非多孔基材上で収集した、電界紡糸不織繊維マット膜は、ラテラルフロー診断アッセイにおいて膜として機能させるために、マットの厚さ対ライン速度、及び厚さの均一性の観点から生産性を有する必要もある。図６で示されているように、マット膜の生産性及び均一性に寄与する要因は、ポリマー溶液（％、比）、電界紡糸パラメーター、露点及びフィルム基材である。
【０１０７】
電界紡糸は、表１のＥＬＭＡＲＣＯ  ＮＳ１ＷＳ５００Ｕユニットで行い、４０ｃｍ幅の１００μｍ厚ＬＤＰＥフィルム（表５の＃１２）の移動ウェブ上で繊維を収集した。典型的な電界紡糸パラメーターは、６０〜１００ｋＶのΔＶ、電極距離２４０ｍｍ、分注オリフィス０．６ｍｍ、１００ｍｍ／ｓｅｃのキャリッジ速度、１〜３ｍｍ／ｓｅｃのワイヤー速度、８０ｍ３／ｈｒでのエアイン、１２０ｍ３／ｈｒでのエアアウト、並びに３０〜４０℃、及び、除湿器によりコントロールされる相対湿度１０〜３０％の紡糸チャンバー条件であった。表６は、同一の溶液（ＤＭＡＣ中の、比７５：２５のＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）、１７％ｗ／ｖ）が、異なる電位差（ΔＶ）で、同一のライン速度、又は固定されたΔＶ及び異なる基材のライン速度にて電界紡糸された一連の実験について詳述している。試料０７２０１６−１〜−４を、６０ｋＶ、並びに０．５、１．０、２．５及び５．０ｃｍ／ｍｉｎのライン速度で電界紡糸した。試料０７２０１６−４〜−６を、５．０ｃｍ／ｍｉｎ並びに６０、８０及び１００ｋＶの電圧で電界紡糸した。電界紡糸不織繊維マットの平均の厚さを測定し、１×４ｃｍ試料面積にわたり５回マイクロメーター測定を行うこと、及び、フィルムの厚さを引くことにより、ミクロン（μｍ）単位で報告した。ｇ／ｍ２単位の目付は、１×４ｃｍストリップの質量を測定すること、フィルムの質量を引くこと、及び、４×１０−４ｍ２の面積で割ることにより決定した。図３１は、表６における電圧及びライン速度のいくつかの条件に対する、電界紡糸繊維マットの正味平均厚さｖｓ目付の線形性を示す。ライン速度が遅いほど、より厚いマットが生成され、目付がより大きくなる。ライン速度低下時の６０ｋＶでは、固定したライン速度及び増加した電圧と同様の繊維充填の傾斜が生じた。１００ｋＶでは、より遅いライン速度での６０ｋＶより高い繊維充填が生じた。
【０１０８】
【表６】
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【０１０９】
図３２は、厚さの生産性及び均一性を測定するために使用される、クロス及びダウンウェブのサンプリングエリア（６０×４０ｃｍ）及び位置の画像である。図３３．１は、溶液及び定電圧６０ｋＶでのマットの正味平均厚さ及び目付ｖｓ表６で詳述されている１００μｍ厚ＬＤＰＥフィルム（表５の＃１２）の移動ウェブ上で収集される１／ライン速度の電界紡糸実験のプロットである。マットの正味平均厚さ及び目付のいずれも、生産性は、６０ｋＶ、１．０ｃｍ／ｍｉｎのライン速度でピークに達することを示す。図３３．２は、定電圧６０ｋＶでの前述した実験のマットの正味平均厚さｖｓ１００μｍ厚ＬＤＰＥフィルム（表５の＃１２）の移動ウェブ上で収集される１／ライン速度のプロットであり、このフィルムは、Ｐｅｒｍａｓｔａｔ  ＬＤＰＥ  ＰＥ７００ＡＳフィルム（表５の＃７ｂ）の移動ウェブ上に、１００ｋＶを除き、同一条件下で電界紡糸されたマットに重なる。図３３．２は、より高い電圧、及びより速い、又は同一のライン速度にて、より抵抗が低いフィルム（表５の＃７ｂ  ｖｓ＃１２）上で、より高い生産性又は厚さを達成できることを示す。図３４は、溶液及び一定のライン速度ｖｓ表６で詳述されている電圧の電界紡糸実験での、試料の厚さ及び均一性ｖｓ図３２で詳述されている位置のプロットである。電圧が増加すると、繊維マットの厚さが増加し、同様のクロス及びダウンウェブでは、マットの厚さ約４０ミクロンまで均一性が増加した。図３５は、ライン速度に対して１００ｋＶで、表６における溶液での、試料のマットの厚さ及び均一性ｖｓ図３２で詳述されている位置のプロットである。この場合では、より速いライン速度、又はより薄いマットの厚さは、より良好なクロス及びダウンウェブの均一性に有利に働くが、速度を遅くすることにより、より厚いマット収集が可能になった。図３６．１〜３６．３は、図３５からの試料のＳＥＭ断面画像を示し、マイクロメーター測定したマットの厚さ、及び観察されたＳＥＭ断面画像の厚さの良好な相関がみられた。マットの厚さ又はライン速度の観点から、表１で示されているＥＬＭＡＲＣＯ  ＮＳ８Ｓ１６００Ｕのような、より多くの紡糸電極及び収集電極を有する製造機の使用を通して、生産性を向上することもできる。
【０１１０】
実施例７  共溶媒としてのアセトン
表７は、共溶媒としてアセトンを添加した、ＤＭＡＣ中の、比７５：２５のＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）低ｗ／ｖ％の配合物について詳述しており、得られたより低い粘度を使用して、３０ｋＶのより低い電圧で、より大きい直径の繊維を電界紡糸できる。より高い蒸気圧の共溶媒を使用することにより、溶液粘度が低くなるため、電界紡糸中において溶媒蒸発が速まり、より大きい直径の繊維の生成が可能となり、さらに、より低い蒸気圧のＤＭＡＣ溶媒の揮発を補助することで、より高い相対湿度にて良質な繊維を電界紡糸する能力が生じる。図３７は、温度３５℃及び４５％相対湿度での、９０：１０  ＤＭＡＣ：アセトン中の、比７５：２５のＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）１４％ｗ／ｖから、３０ｋＶにて電界紡糸された７３３±２６３ｎｍ繊維試料のＳＥＭ画像である。
【０１１１】
【表７】
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【０１１２】
実施例８  電界紡糸不織繊維マット膜の性質
本明細書で提供される電界紡糸不織繊維マット膜は、エアキャスト膜と比較して、構造的に様々な３次元モルフォロジーを有する（図２４、図３．２と比較して）。本明細書で提供される電界紡糸繊維マット膜では、気孔率は、細孔サイズの直径レーティングを比例的に生じる、サブミクロンからミクロンの大きさの平均繊維直径を有するポリマー繊維の不織布の重なりに由来する。従来のラテラルフロー診断膜は、典型的には、ニトロセルロースで構成され、脆性である。また、従来のラテラルフロー診断膜は、非多孔基材上にエアキャストされるので、従来の膜技術、例えば、ポロメトリーでは、これらを特徴付けることは課題となる。典型的には、電界紡糸は、平均繊維直径が５００ｎｍ未満であるナノ繊維を生成する。平均繊維直径が約５００〜１０００ｎｍの電界紡糸不織繊維マット膜が、本明細書で提供され、これにより、得られたＭＦＰは、２ミクロンを超え、気孔率は８５％を超える。これらのパラメーターにより、不織繊維マット膜を、ラテラルフロー診断アッセイに望ましい有用な性質を有する厚さにできる。同様の繊維直径及びマットを生成する他の技術、例えば、溶媒ブロー又は電気ブローは、同様のラテラルフロー診断膜を形成するために使用できる。
【０１１３】
電界紡糸不織繊維マットの、エアキャストニトロセルロースを上回る利点の一部は、膜に固有の物理的性質により説明できる。比較できる膜の特徴の例は、平均繊維直径、ＭＦＰ、気孔率、厚さ、均一性、湿潤及び乾燥時の収縮、機械的強度、基材への接着性、又は、フィルム支持体にバッキングされずに移される能力、ＣＦＴ、表面積、ポリマーの内部表面積対前面面積の比、並びにベースポリマーの性質である。
【０１１４】
実施例９  ポロメトリー
キャピラリーフローポロメトリーは、ポロメトリーとしても公知であり、上昇する圧力でガスを適用することによる、試料細孔からの湿潤液体の排出に基づく技術である。これは、バッキングされていない膜の膜表面に垂直に、通常のフロー方向で測定できる。市販のキャピラリーフローポロメーター（モデルＣＦＰ−１２００ＡＥＸ、Ｐｏｒｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．Ｉｔｈａｃａ、ＮＹ）、膜の２５ｍｍディスク及び表面張力が１５．９ダイン／ｃｍの流体Ｇａｌｗｉｃｋを使用して、平均及び最大フロー孔径を得るために流量対圧力曲線を測定した。図３８．１及び３８．２は、エアキャストニトロセルロース及び電界紡糸不織繊維マットでの、平均直径に対する細孔サイズ分布のプロットを示す。エアキャストニトロセルロース及び電界紡糸不織繊維マットのいずれも、１３５〜１８０秒のＣＦＴ、並びに、それぞれ約３及び３．６ミクロンの平均フロー及び最大フロー孔径を有する。図３９は、最大フロー孔径に伸びる正のエラーバー付きの、ポロメトリーにより測定したＭＦＰに対するＣＦＴのプロットを示す。したがって、同様のＣＦＴを有する２つの異なる構造の膜は、同様のキャピラリーフローポロメトリープロファイルを有する。
【０１１５】
図４０は、図３９における同一の電界紡糸不織繊維マット試料に対する、ＣＦＴと平均繊維直径の関係のプロットである。図４１は、約１３５〜１６０秒のＣＦＴを有する電界紡糸繊維マットに対する、ＭＦＰ直径と平均繊維直径の関係を示すプロットである。
【０１１６】
実施例１０  層間剥離、脆性及び湿潤−乾燥収縮
エアキャストニトロセルロース膜は、本質的に脆性であり、キャストされたフィルム基材から層間剥離するおそれがある。したがって、膜は、品質コントロール放出の前に層間剥離及び脆性について試験される。層間剥離は、２５×２．５ｃｍの試験ストリップ膜を使用して、膜が基材から剥がれるか観察するために、２５ｃｍ方向にわたり指の間で折り畳み及び丸めることにより試験される。脆性は、長軸に沿って４５度に折って、ひびが観察されるかチェックすることにより試験される。図４２は、層間剥離及び脆性について試験された４つの試験ストリップの画像である。試料は左から右へ、エアキャストニトロセルロース膜（Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５）、及び、ＬＤＰＥフィルム（層間剥離、脆性及びアズスパン）のコロナ処理面上で収集した電界紡糸不織繊維マット膜のいずれも、層間剥離及び脆性の試験に合格することを示す。図４３．１及び４３．２は、ＩＰＡ／水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後に、ＬＤＰＥフィルム上における、平均繊維直径が約７００ｎｍである電界紡糸繊維マットの層間剥離及び収縮試験の画像を示す。図４３．１は、ＩＰＡ／水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後に、層間剥離又は検出可能に収縮しない、ＬＤＰＥのコロナ処理面上で紡糸された、約７００ｎｍの平均繊維直径を有するデュプリケートの電界紡糸膜を示す。図４３．２は、ＬＤＰＥフィルムの非コロナ処理面上におけるトリプリケートの電界紡糸膜の長方形カット試料を示して、ＩＰＡ／水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後に層間剥離のみが生じ、収縮は最小限にしか示さなかった。これらの実験は、エアキャストニトロセルロース膜とは異なり、約７００ｎｍの平均繊維直径を有する本明細書で提供される電界紡糸繊維は、コロナ処理したＬＤＰＥに十分に接着し、湿潤−乾燥収縮は最小限であり、脆性がないことを示す。
【０１１７】
実施例１１  接着性
接着性に関連したリスクがあるため、電界紡糸不織繊維マットの非多孔基材への接着性について、代替方法を評価した。接着剤層を有するフィルムへの直接の電界紡糸は、平滑な非多孔フィルム上への良好な接着性を得る有望なワンステップの選択肢として調査した。この選択肢の実行可能性を実証するために、電界紡糸繊維を、感圧性アクリル接着剤面、及び、接着剤を伴わない面における、２５ミクロンの導電性ポリイミドフィルム（ＤｕＰｏｎｔ  ＵＳＡのＫａｐｔｏｎ（登録商標）ＸＣ）上に直接紡糸した。図４４．１は、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）フィルム上のアクリル接着剤層に十分に結合している電界紡糸繊維を示す、ＳＥＭ断面画像である。図４５．１及び４５．２は、ＩＰＡ／水湿潤、界面活性剤処理及び空気乾燥後に、繊維マットが非接着剤面から層間剥離しても、繊維マットが、どれほどアクリル接着剤面に十分に結合したままであるかの画像を示す。これにより、結合用接着剤を用いた、非多孔フィルム基材上への電界紡糸の新規な実証が得られる。この技術は、代替接着剤化学、カスタムフィルム接着剤の組合せ、及びＦＤＡに承認され、ラテラルフロー診断産業に広く使用され、十分に受け入れられているＬｏｈｍａｎｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｏｒａｎｇｅ、ＶＡ）から市販されているアクリル接着剤ＧＬ−１８７（登録商標）の使用と共に使用できる。図４４．２及び４４．３は、Ｐｅｒｍａｓｔａｔ  ＬＤＰＥ  ＰＥ７００ＡＳフィルム（表５の＃７ｂ）上にコーティングした、Ｌｏｈｍａｎｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｏｒａｎｇｅ、ＶＡ）のＧＬ−１８７（登録商標）接着剤上に直接紡糸された、電界紡糸不織繊維マットの画像及びＳＥＭ断面画像である。カスタマイズした接着剤の厚みも、フィルム及び繊維マットの厚みと共に使用して、ラテラルフロー診断アッセイで最も一般的に対象とされる１８５及び２３５ミクロンの対象の厚さに合わせることができる。フィルム上に繊維マットを接着する代替方法は、コロナ又はプラズマ処理、表面エッチング又はラフニング、及び、溶媒を電界紡糸する際に、可溶性であるポリマーの薄層上に紡糸を行って、繊維の基材への蒸気溶媒結合を可能とすることができる二元層フィルムの組合せさえも含む。別法として、電界紡糸繊維は、フィルム上に接着せずに紡糸でき、繊維は、接着剤と共にフィルムに積層することができる、又は、上の空気面を逆転させ、フィルム面を上にして移すことができる。図４４．４及び４４．５は、Ｐｅｒｍａｓｔａｔ  ＬＤＰＥ  ＰＥ７００ＡＳフィルム（表５の＃７ｂ）の非接着剤の非コロナ処理面上に紡糸され、そこから、Ｐｅｒｍａｓｔａｔ  ＬＤＰＥ  ＰＥ７００ＡＳフィルム（表５の＃７ｂ）上にコーティングしたＬｏｈｍａｎｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｏｒａｎｇｅ、ＶＡ）からのＧＬ−１８７（登録商標）接着剤上に移された電界紡糸不織繊維マットの画像及びＳＥＭ断面画像である。
【０１１８】
実施例１２  ＳＥＭによる電界紡糸繊維の特性評価
電界紡糸繊維を撮像し、平均繊維直径をＳＥＭにより測定した。試料は、Ｃｒｅｓｓｉｎｇｔｏｎ２０８ＨＲ高分解能スパッタコーターを使用して、金又はイリジウムでコーティングすることにより調製した。断面は、液体窒素中に漬け、スパッタコーティングの前に破壊することで、凍結破壊して調製した。典型的な倍率は、ＦＥＩ  Ｑｕａｎｔａ２００Ｆ電界放出走査型電子顕微鏡を３／５ｋＶで使用して、５００〜１００００×であった。より低い倍率の試料は、ＪＥＯＬ  ＪＣＭ−６０００ＰＬＵＳ  Ｂｅｎｃｈｔｏｐ  ＳＥＭを使用して撮像した。平均繊維直径及び標準偏差は、１０回のランダム繊維測定で計算した。
【０１１９】
実施例１３  ラテラルフロー診断用途（参照Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ  Ｂｒｏｃｈｕｒｅ及び文書ＴＢ５００ＥＮ００ＥＭ）
新規な配合物及び電界紡糸プロセスにより、平均繊維直径が５００ｎｍ超、２ミクロン超のＭＦＰレーティング、及び８５％超の高い気孔率の電界紡糸繊維マット膜が生成される。電界紡糸膜は、ラテラルフロー診断アッセイに現在使用されている市販のエアキャストニトロセルロース膜に匹敵する性質、及びそれを上回るいくつかの利点を有する。電界紡糸不織繊維マット膜は、ＣＦＴ、検出ビーズ移動性、及びタンパク質ストリッピング品質に関して、同等、又はさらに改善された安定性を有する。本明細書で提供される電界紡糸繊維マット膜の利点には、狭いＭＦＰによる再現性の高い繊維直径、高い気孔率、高い表面積、より高度で調節可能なタンパク質結合、少ないバックグラウンド自家蛍光、検体の検出限界を下げる可能性、及びより正確なアッセイ定量が含まれる。本明細書で提供される電界紡糸繊維マット膜の他の有益な改善は、製造再現性の向上、エンドユーザーの利用における安定性、より長い保存可能期間、無害の性質（ニトロセルロースと比較して）、及び、エアキャスト設備より小さい平方フィート要件による製造設備における資本投資のさらなる削減を示す、安定した合成ポリマーの使用である。
【０１２０】
実施例１４  界面活性剤処理及びＣＦＴ
エアキャストニトロセルロースは、元来疎水性のため、湿潤及び水性キャピラリーフローを可能にするように界面活性剤で処理されることを必要とする。界面活性剤は、ラテラルフロー診断用途で、ニトロセルロース膜を前処理するために一般に使用される。典型的な処理は、キャストプロセスの終わりに水性界面活性剤の希釈溶液を適用すること、続いて乾燥させて膜上に界面活性剤のコーティングを残して、使用中における自然発生的な水性再湿潤に備えることを伴う。ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ繊維マットの処理は、７０：３０  ＩＰＡ：水で２ｍｉｎ濡らし、界面活性剤溶液中に１０分かき混ぜながら浸し、周囲温度及び相対湿度にて終夜空気乾燥させることにより行うことができる。
【０１２１】
実施例１５  ＣＦＴ
ＣＦＴは、業界で標準化された試験であり、１×４ｃｍの試験ストリップが、１５０μＬの水のウェルにセットされ、ＣＦＴは、均一な液体前面が全長４ｃｍを上昇するのにかかる時間として測定される。試験の水は、２１±１℃にすべきであり、部屋の相対湿度は、５０±５％にすべきである（ＭｉｌｌｉｐｏｒｅＳｉｇｍａの試験法０００７６４ＴＭ）。典型的には、ラテラルフロー診断アッセイに有用なＣＦＴは、７５〜１８０秒である。一般的に、ＣＦＴを速くすると、シグナル強度はより低くなる一方、ＣＦＴを遅くすると、シグナルはより強くなり、他の条件はいずれも変わらない。
【０１２２】
実施例１６  ラテックス検出ビーズ移動性
機能的ラテラルフロー診断アッセイは、着色した検出粒子を使用して、シグナルラインを生成する。使用される粒子の１つのクラスは、４００ｎｍ直径のラテックスビーズである。したがって、ラテラルフローアッセイに使用される膜は、これらのビーズが、液体前面からビーズ前面が一切分離することなく、細孔構造を通して自由に通過できなければならない。Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓエアキャストニトロセルロース膜は、ＰＢＳ緩衝液中１ｍｇ／ｍＬ  ＢＳＡ中の０．０５％のカルボキシレートで修飾した４００ｎｍラテックスビーズ（Ｄｕｋｅ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、ＤＢ１０４０Ｃ）、０．１％Ｔｗｅｅｎ界面活性剤の試験溶液を使用して、そのような試験に合格している。試験は、２５μＬの溶液を使用して、１×４ｃｍ試験膜で行われる。液体は、上面を流れさせ、透明な液体フロー前面、及び、検出ビーズの着色したラインの目視できる分離がない場合しか合格できない。約４０ｎｍの金ナノ粒子も使用できるが、この試験は、膜が４００ｎｍラテックスビーズを通過させることができる場合は、膜が４０ｎｍ金粒子を通過させることになるため、品質コントロール試験にはならない。図４６は、ＣＦＴ及びラテックス検出ビーズ移動性を測定するために使用される、カスタム試験スタンドの画像である。図４７．１及び４７．２は、ラテックス検出ビーズ移動性試験の終わりにおける、膜の画像を示す。図４７．１は、平均繊維直径が６３２±２１２ｎｍ、及びＣＦＴが約２００秒のデュプリケートの電界紡糸不織繊維マット膜を示し、これは、ビーズ移動性試験に合格し、またＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５ニトロセルロース対照膜も合格する。図４７．２は、平均繊維直径が４３２±９５ｎｍ、ＣＦＴが約３００秒のデュプリケートの電界紡糸膜の画像であり、これは、ビーズ移動性試験に不合格であり、全長４ｃｎを移動するビーズの目に見えて明らかな欠陥がみられた。図４８．１及び４８．２は、電界紡糸繊維マット、及びＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５を通過するビーズのＳＥＭ断面画像であり、これらは、断面に存在する４００ｎｍビーズを示す。これにより、最小平均繊維直径及び対応するＭＦＰ、並びに４００ｎｍラテックスビーズが通過するのに必要とされる気孔率が存在することが実証される。
【０１２３】
実施例１７  ラテックスビーズ移動性観察に対するＣＦＴ対平均繊維直径
図４９は、平均繊維直径に対する、マットの同様の正味厚さ、及びその対応するＣＦＴでの、いくつかの電界紡糸不織繊維マットのプロットである。データから、平均繊維直径が大きいほど、ＭＦＰは大きくなり、これにより、より速いＣＦＴ又はキャピラリーフローが生じることが実証される。同一の膜を、ラテックスビーズ移動性（図４７．１及び４７．２）について試験し、４００ｎｍラテックス検出ビーズを自由に通過させるのに必要な最小平均繊維直径及びその対応するＭＦＰ又は、得られた気孔率を観察した。図５０は、ＣＦＴが平均繊維直径の関数であることを示す。この例では、ＤＭＡＣ中の、比７５：２５のＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）１７％ｗ／ｖの溶液が、ＬＤＰＥの移動ウェブ上で電界紡糸され、ばらつきがある平均繊維直径は、コントロールされない露点（露点が高いほど、繊維直径がより高くなる）に由来していた。
【０１２４】
図５１は、そのすべてが約７００ｎｍの平均繊維直径を有する電界紡糸不織繊維マットについて、繊維マットの正味平均厚さに対するＣＦＴのプロットを示す。すべての試料は、きわめて類似した露点下で電界紡糸されたため、同様の繊維直径を生じた。マットの厚さは、紡糸時間、ライン速度及び電圧によりコントロールした。ＣＦＴは、室温及び３０〜４０％の相対湿度にて測定した。より薄いマット上で観察されたＣＦＴがより遅いことは、高い表面積及び気孔率による蒸発速度の上昇による影響である可能性がある。
【０１２５】
実施例１８  ＣＦＴ  ｖｓマットの厚さ及び相対湿度
ＣＦＴは、相対湿度に依存するため、コントロールされた恒湿庫の、平衡を保ち、慎重にコントロールした相対湿度下で、約７００ｎｍの同一の平均繊維直径を有する様々な繊維マットの厚さのＣＦＴを測定した。試料は、３０℃及び１０、５０、７５及び９０％の相対湿度にて終夜平衡を保った。図５２．１は、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５の正味厚さ１３５μｍを含む、正味平均厚さが異なる膜での、相対湿度に対するＣＦＴのプロットを示す。マットが薄いほど、低い相対湿度にて、キャピラリーフローと蒸発が競合するため、ＣＦＴがより遅くなる。データは、１３５μｍ厚Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５膜での、ＣＦＴの湿度に対する感受性を示す。ＣＦＴの放出規格及び許容誤差は、２１±１℃及び５０±５％の相対湿度での試験に基づく。図５２．２は、異なる相対湿度での、膜マットの厚さに対するＣＦＴのプロットを示し、これは、ＣＦＴの、マットの厚さ及び湿度に対する感受性を示す。厚さは、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５の正味厚さ１３５μｍにより近づいてより大きくなるほど、ＣＦＴが測定された相対湿度に対する感受性は低くなる（図５２．１）。
【０１２６】
実施例１９  気孔率、表面積及び表面積比
ラテラルフロー診断に対する膜の用途に寄与するさらなる性質は、気孔率、表面積及び表面積比を含む。気孔率％は、以下の等式
気孔率％＝［１−（目付／（マットの厚さ×ポリマー密度））］
により計算され、式中、目付、ポリマー密度及びマットの厚さの単位は、それぞれ（ｇ／ｍ２）、（ｇ／ｍ３）及びｍである。
【０１２７】
ｍ２／グラム単位の内部表面積は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ（Ｎｏｒｃｒｏｓｓ、ＧＡ）によるクリプトンガスを使用して、ＢＥＴ表面積として決定される。表面積比は、内部表面積対前面表面積の比であり、試薬濃度及びアッセイ条件を最適化するためにアッセイ展開に使用される測定基準である。Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ膜は、典型的には、約１００の表面積比を有する。表面積比は、以下
表面積比＝ＢＥＴ表面積（ｍ２／ｇ）×目付（ｇ／ｍ２）
のように計算される。
【０１２８】
表８は、平均繊維直径、正味平均厚さ、目付、気孔率％、ＢＥＴ表面積（ＳＡ）、表面積比、タンパク質結合及びＣＦＴについてのデータを含む、電界紡糸不織繊維マット膜及びＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５膜の選択について詳述している。タンパク質結合は、膜の厚さに関して単位面積μｇ／ｃｍ２によりタンパク質結合を標準化することにより、μｇ／ｃｍ３単位で計算される。電界紡糸試料は、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５に比較的近いが、より薄いため、曲げられる。繊維は、マットの厚さ／目付／面積比及びタンパク質結合がより低いが、気孔率パーセント及びＢＥＴ  ＳＡはより高い。図５３は、電界紡糸繊維及びＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５膜での、目付に対するマットの厚さのプロットである。目付は、同様の厚さにおいて、繊維では、より高い気孔率及び様々なポリマー密度のため、より低くなると推定される。しかし、ラテラルフローアッセイにおける機能は、膜の性質の理解によって決まる。エアキャストニトロセルロースと同様の厚さでの繊維は、より低い目付、より高い気孔率、より高い表面積、より高いタンパク質結合を有する。
【０１２９】
【表８】
2020528352.tif 000011
【０１３０】
実施例２０  界面活性剤の処理濃度及びタイプのＣＦＴに対する影響
電界紡糸繊維マットの親水処理における界面活性剤濃度のＣＦＴに対する影響は、２つのタイプの界面活性剤、界面活性剤１及び界面活性剤２を使用して調査した。様々な厚さ、及び、約７００ｎｍの平均繊維直径の電界紡糸繊維マット（ＰＭＭＡ５（ＢＳ５７２）：ＰＶＤＦ６（Ｋｙｎａｒ（登録商標）７６１）、比７５：２５で構成される）を、水中に０．０２〜０．１％ｗ／ｗの範囲の界面活性剤１又は界面活性剤２で処理した。ＣＦＴは、室温及び一定相対湿度にて、すべての試料について測定した。図５４．１は、様々な厚さを有する繊維マットでの界面活性剤１の処理濃度に対するＣＦＴのプロットである。図５４．２から、界面活性剤２の界面活性剤で処理した後におけるＣＦＴの同様のプロットを示す。いずれの実験も、ＣＦＴは、膜を親水化するために使用される界面活性剤の関数であること、及び、ＣＦＴは、使用される界面活性剤濃度によってわずかに異なることがある（％が高いほどＣＦＴがより短くなる）ことが実証される。図５４．１及び５４．２は、より薄いマットに対する蒸発の影響により、ＣＦＴがより長くなるため、厚いマットほどＣＦＴがより短くなることも示す。図５５は、０．１％界面活性剤１及び界面活性剤２で処理した繊維マットでの、厚さに対するＣＦＴのプロットである。したがって、界面活性剤２により、ＣＦＴはより短くなり、より薄いマット上でのＣＦＴは、蒸発とキャピラリーフローの競合のため、やはりより長くなる。
【０１３１】
実施例２１  タンパク質結合
タンパク質結合は、ラテラルフロー診断アッセイに使用される膜の重要な特徴である。膜のタンパク質結合の定量を測定し、μｇ／ｃｍ２単位で報告する。参照に関して、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５ニトロセルロースは、典型的には、約１５０μｇ／ｃｍ２の値を有する。膜のタンパク質結合は、０．１μＣｉ／ｍＬの濃度の１２５Ｉ−（ヤギＩｇＧ）でスパイクしたヤギＩｇＧを、１ｍｇ／ｍＬの濃度で使用して決定される。膜ディスクを全面的に濡らし、ＰＢＳ緩衝液中の放射性標識したヤギＩｇＧで２時間インキュベーションし、すすぎ、結合放射能についてアッセイし、膜のＩｇＧ／ｃｍ２をマイクログラムに変換した。図５６．１及び５６．２は、μｇ／ｃｍ２単位のＩｇＧタンパク質結合は、マットの厚さ及び界面活性剤処理によって左右されることを示す。いずれの界面活性剤でも、より高いｗｔ％の界面活性剤処理でタンパク質結合が低下する。図５７は、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５対照と共に図５６．１及び５６．２で示されている様々なｗｔ％の界面活性剤１及び２で処理した、ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ（７５：２５）繊維約７００ｎｍの繊維マットの正味平均厚さに対するＩｇＧ結合をプロットする。このプロットは、約７００ｎｍの繊維直径及びＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ比７５：２５にて、同様のマットの厚さで、電界紡糸マットは、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５対照と同様のタンパク質結合を有することを示唆する。界面活性剤２で処理した繊維は、平均よりわずかに高いタンパク質結合を有する（図５７）。また、ＰＶＤＦは、ＰＭＭＡより高いタンパク質結合能力を有すると考えられる。
【０１３２】
実施例２２  タンパク質ストリッピング
タンパク質ストリッピングラインの品質は、ラテラルフロー診断アッセイに使用される膜に必要とされる別の重要な特質であり、その理由は、ライン品質が、機能アッセイにおける試験ラインの溶解を反映するためである。膜試料は、ＰＢＳ緩衝液中の２ｍｇ／ｍＬマウスＩｇＧを用い、Ｍａｔｒｉｘ（商標）１６００試薬分注モジュール（Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ、ＣＡ、ＵＳＡ）を、μＬ／ｃｍの様々な分注速度で使用して、ストリッピングした。マットを乾燥させた後で、これらをポンソーＳで染色し、１％酢酸ですすいだ。次いで、タンパク質ラインは、ライン幅、安定性、品質、及び、ラテラルフロー診断アッセイの機能に悪影響を及ぼし得る何らかのアーチファクトについて、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５対照に対して定性的に評価した。タンパク質ラインのストリッピング及びアッセイ上における検出ラインは、タンパク質濃度及び分注速度を変えることにより最適化できる。表９．１及び図５８．１は、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５対照に対する、電界紡糸不織繊維マット試料のタンパク質ストリッピング品質の比較を要約する。ライン速度を変える以外にさしたる最適化はなく、電界紡糸繊維マットは、商用のＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５対照と同様のライン品質を呈した（図５８．１）。タンパク質ストリッピングは、分注速度、ライン速度、タンパク質濃度、並びに、多孔材料の厚さ、目付、表面積及びタンパク質結合能の詳細な評価で最適化できる。表９．２及び図５８．２は、ｐＨ及び導電率について、表９．２で詳述されているタンパク質（ＩｇＧ）溶解条件に応じたタンパク質ストリッピング品質を要約する。図５８．２は左から右へ、０．０７及び０．０９％の界面活性剤２（実施例２０）で処理した、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５対照及びＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ（７０：３０）電界紡糸不織繊維マット膜の複製試料を示す。観察したタンパク質ストリッピングライン品質は、最も良好な溶液から最も不良な溶液まで３＞４＞２＞１であった。表９．３及び図５８．３は、ｐＨ及び導電率について、表９．３で詳述されているタンパク質（ＩｇＧ）溶解条件に応じたタンパク質ストリッピング品質を要約する。図５８．３は左から右へ、０．０７及び０．０９％の界面活性剤２で処理した、デュプリケートのＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５対照及びＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ（７０：３０）電界紡糸不織繊維マット膜の複製試料を示す（実施例２０）。観察したタンパク質ストリッピングライン品質は、最も良好なｐＨから最も不良なｐＨまでｐＨ５＝６＞７．２＞８＞９であった。表９．２及び９．３、並びに図５８．２及び５８．３から、最も良好なタンパク質ストリッピング品質は、カチオン交換結合機構に有利に働く溶解条件を通じて達成されることを示す。
【０１３３】
【表９】
2020528352.tif 000012
【０１３４】
【表１０】
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【０１３５】
【表１１】
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【０１３６】
実施例２３  膜バックグラウンド蛍光
一部のラテラルフロー診断アッセイは、蛍光標識された検出ビーズの検出及び／又は定量を必要とするため、膜のバックグラウンド蛍光は、十分である必要がある。固体蛍光分光法を、ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ比が７５：２５及び５０：５０の電界紡糸繊維膜、及び、バックグラウンド蛍光を有することが公知のＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５ニトロセルロース対照で行った。この蛍光分光法は、ＣｈｒｏｎｏｓＦＤ蛍光寿命測定装置（ＩＳＳ）、Ｖｉｎｃｉ２を使用して、光子計数強度により、またＭａｔｈｅｍａｔｉｃａソフトウェアでのスペクトル処理により行った。３００〜６１０ｎｍの励起波長及び３２０〜６３０ｎｍの発光波長は、ＰＭＴにて１０ｎｍ刻みでスキャンした。図５９は、発光領域における約３５０〜５００ｎｍの蛍光を示すＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５ニトロセルロース対照膜での、励起及び発光波長に対する蛍光スペクトルの強度である。大きい斜辺は、レイリー散乱に由来する。図６０．１及び６０．２は、ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ比が７５：２５及び５０：５０での、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５ニトロセルロース対照膜スペクトルを差し引いた、励起及び発光波長に対する蛍光スペクトル強度を示す。これは、ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦの電界紡糸不織繊維は、ニトロセルロース膜よりも少ない自家蛍光を有することを実証する。
【０１３７】
実施例２４  蛍光ビーズを検出するための蛍光顕微鏡検査法
蛍光ミクロスフィア及び蛍光顕微鏡検査法を使用して、２つの異なる構造の表面気孔率を通した蛍光ビーズの可視性及びシグナル強度の観点から、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５ニトロセルロース対照膜及び電界紡糸ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ（７５：２５）膜における差、並びに、自家蛍光における差を可視化した。実験は、前述のラテックスビーズ移動性試験（実施例１６）の変法を使用して行った。蛍光ビーズ試験溶液は、ＰＢＳ緩衝液中１ｍｇ／ｍＬ  ＢＳＡ中の、０．０５％蛍光カルボキシレート化ポリマーのミクロスフィア、直径０．４ミクロン、Ｐ（Ｓ／Ｖ−ＣＯＯＨ）、Ｅｘ  ｍａｘ  ４８０ｎｍ、Ｅｍ．Ｍａｘ  ５２０ｎｍ（ＦＣ０２Ｆ  Ｂａｎｇｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、Ｆｉｓｈｅｒｓ、ＩＮ）、０．１％Ｔｗｅｅｎ界面活性剤であった。溶液を、１×４ｃｍ膜ストリップの上方に向かって流して、蛍光顕微鏡下で可視化する前に空気乾燥させた。Ｎｉｋｏｎ  Ｅｃｌｉｐｓｅ  ＴＥ２０００−Ｕ顕微鏡とＮＩＳ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ  Ｉｍａｇｉｎｇソフトウェア、並びに、明視野及びＦＩＴＣモードでのＴｉ−ＬＡＰＰ  Ｍｏｄｕｌａｒ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍを分析に使用した（Ｎｉｋｏｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｉｎｃ．ＵＳＡ）。図６１は、ＦＩＴＣモード及び一定のレーザー励起強度での、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５ニトロセルロース対照膜及び電界紡糸ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ（７５：２５）膜を倍率２００×で蛍光ビーズの有無で比較した試料画像を集めたものである。この図は、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５ニトロセルロース対照膜のバックグラウンド蛍光を示す一方、電界紡糸ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ（７５：２５）膜は、目に見える蛍光を有さない。ビーズを有する試料は、エアキャストＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５ニトロセルロース対照膜と比較した場合、電界紡糸ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ（７５：２５）膜の不織繊維構造を通して、より高い目に見える発光蛍光強度を示す。電界紡糸された不織繊維マットの表面気孔率が高いほど、機能アッセイ中の蛍光検出の観点から、検出限界をさらに下げることが潜在的に可能になる。また、ベースの電界紡糸ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ（７５：２５）膜の自家蛍光がないことにより、検出及び定量が、エアキャストＨｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５ニトロセルロース膜の検出及び定量と比較して容易になる。
【０１３８】
実施例２５  電界紡糸ナノ繊維及び膜マットの利点
図６は、４つのパラメーター（ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ比、固体％、露点及び溶媒組成）は、繊維直径及びモルフォロジーをコントロールすることを示す。また、４つのパラメーター（ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ比、電界紡糸パラメーター、露点及びフィルム基材）は、不織繊維マット生産性及び均一性に寄与する。さらに、４つのパラメーター（繊維直径／有効な細孔サイズ、ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ比、界面活性剤処理、並びにマットの厚さ及び均一性）は、ラテラルフロー診断用途に使用するための関連性がある性質、すなわち、ＣＦＴ、検出ビーズ移動性、タンパク質結合、タンパク質ストリッピング及び機能アッセイの性能に寄与する。ナノ繊維の電界紡糸中にコントロールできる電界紡糸パラメーターは、電圧、気流、電極距離、基材ライン速度、キャリッジ速度、分注オリフィス及び紡糸電極のワイヤー速度を含む。表１０は、Ｈｉ−Ｆｌｏｗ（商標）Ｐｌｕｓ１３５エアキャストニトロセルロース膜及び典型的な電界紡糸ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ膜の性質を要約する。
【０１３９】
【表１２】
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【０１４０】
実施例２６  さらなる電界紡糸の例
ＤＭＦ中１４％のＰＭＭＡは、４３ｇのＤＭＦ中に７ｇのＰＭＭＡを溶解し、室温にて３０ｈ撹拌することにより調製した。最終溶液は、電界紡糸のために取り付けられ、使用される１８Ｇ（ゲージ）ニードルを有する１０ｍＬプラスチックシリンジ（ＮＡＮＯＮ−０１Ａ電界紡糸機、Ｊａｐａｎ）に収集した。ポリマー溶液の供給速度は、１〜５ｍＬ／ｈで変動させ、印加される電圧は、１０〜３０ｋＶで変動させ、先端から収集器（膜の支持体）の距離は、１０ｃｍ〜１５ｃｍで変動させた。ＰＭＭＡ電界紡糸膜を、５ｍＬ／ｈの供給速度、１８ｋＶの電圧及び、ニードルから収集器までの距離１５ｃｍで得た。２０〜１２０μｍの範囲の厚さを有する膜は、Ｍｅｌｉｎｅｘポリエステルのバッキング上で紡糸し、室温にて乾燥させて溶媒を除去し、１５０℃にて加熱処理して、均一な膜を得た。同様に、電界紡糸膜は、ＰＶＤＦ、ＰＶＢ、ＰＡ及びＰＥＳで調製した。表１１は、様々な膜の組成、電界紡糸条件及びＣＦＴを示す。
【０１４１】
【表１３】
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【０１４２】
Ｍｅｌｉｎｅｘバッキングへの良好な接着性を示す電界紡糸膜は、溶液パラメーター及び電界紡糸条件を変化させることにより得た。図６２は、ＰＭＭＡを使用することにより生じた様々な厚さを有する電界紡糸膜の寸法を示す。
【０１４３】
電界紡糸膜の繊維直径及び表面モルフォロジーは、Ｚｅｉｓｓ可変高圧電界放出型走査電子顕微鏡（Ｓｕｐｒａ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）により特徴付けた。繊維直径は、２００ｎｍ〜２．７μｍの範囲であった。膜の表面プロファイルは、図６３で示されている。膜は、良好な気孔率及び細孔サイズであり、これは、流量にさらに好適であり、金ナノ粒子及びラテックスビーズ移動性を可能とする。膜は、十分なタンパク質結合効率も有する。
【０１４４】
実施例２７  電界紡糸膜の試験
タンパク質結合は、ラテラルフロー用途における膜の機能に不可欠である。膜は、試験結果を目に見える形で読み取れるように、必要とされる量のタンパク質を吸着すべきである。タンパク質ストリッピングを電界紡糸膜を用いて実施した。膜試料をカットし（５ｃｍ×１５ｃｍ）、エタノール中で１ｍｉｎ予め濡らし、直ちに０．１ｗｔ％界面活性剤１で３０ｍｉｎ処理し、乾燥させた。タンパク質溶液は、０．５μｌ／ｃｍの速度で分注した。図６４は、電界紡糸膜のタンパク質ストリッピングの結果を示し、これにより、タンパク質は、本明細書に記載されている方法により生成された電界紡糸膜に適用でき、結合できることが示される。
【０１４５】
ラテラルフローシステムにおいて、最も一般に使用される検出試薬は、コロイド金及びラテックス粒子である。これらの粒子は、一般的に多彩な検出試薬と連結し、ラテラルフロー膜に適用される。検出試薬により、使用者は、結果を可視化できる。金及びラテックス粒子の移動性の試験を、電界紡糸ＰＭＭＡ及びＰＶＤＦ膜上において実施した。図６５及び６６は、ＰＭＭＡ及びＰＶＤＦ電界紡糸膜上において、それぞれ金及びラテックス粒子の両方のフロー前面を示す。これらの図は、粒子が、電界紡糸膜を通って、均一に、またフロー前面分離を一切伴わずに流れることを示す。
【０１４６】
図６５及び６６のＰＭＭＡ電界紡糸膜は、ＳＥＭ下で検査して、ラテックス及び金ナノ粒子のフローパターンを判定した。図６７は、ラテックス及び金粒子移動性試験後における、ＰＭＭＡ電界紡糸膜のＳＥＭ画像を示す。これらの粒子は、膜構造内の繊維の面に沿って、相互接続した細孔を通って、フロー前面分離を一切伴わずに流れる。
【０１４７】
実施例２８  ポリマーブレンドから作られる電界紡糸膜
電界紡糸膜は、様々なポリマーブレンドを用いて調製した。表１２は、ブレンドした電界紡糸膜のリストを、用いられる条件及び生成された膜の特徴と共に示す。
【０１４８】
１２．５％ＰＭＭＡ／ＰＶＤＦ（２：１比）ブレンド膜を調製するために、５ｇのＰＭＭＡ及び２．５ｇのＰＶＤＦを、室温にて、６０ｍｌのＤＭＡｃ／アセトン／ＴＨＦ溶媒に溶解した。電界紡糸パラメーターは、以下の通り、ポリマー溶液の供給速度は５ｍｌ／ｈｒ、印加される電圧は２０ｋＶ、及び収集器の距離は１５ｃｍであった。１２．５％ＰＭＭＡ／ＰＶＤＦ（１：２比）ブレンド膜を調製するために、同様の条件を使用したが、ＰＭＭＡ及びＰＶＤＦの量は逆転させた。ブレンド膜は、室温にて乾燥させて、膜からの残留溶媒を除去した。
【０１４９】
【表１４】
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【０１５０】
図６８は、ＰＭＭＡ／ＰＶＤＦ（２：１比）ブレンド膜及びＰＭＭＡ／ＰＶＤＦ（１：２比）ブレンド膜のタンパク質ストリッピングの結果を示す。これらの結果は、タンパク質が、電界紡糸ブレンド膜に適用でき、タンパク質が電界紡糸膜に結合することを示す。
【０１５１】
電界紡糸ＰＭＭＡ及びＰＶＤＦ膜上における金及びラテックス粒子の移動性を試験した。図６９は、ＰＭＭＡ／ＰＶＤＦブレンド電界紡糸膜上における金及びラテックス粒子の両方のフロー前面を示す。これらの画像は、粒子が、ブレンド電界紡糸膜を通って、均一に、またフロー前面分離を一切伴わずに流れていることを示す。
【０１５２】
したがって、様々なポリマー、ＰＭＭＡ、ＰＶＤＦ、ＰＡ、ＰＥＳ及びＰＶＢ又はそれらの組合せから、高度に多孔の電界紡糸膜を生成するための方法が提供される。電界紡糸法における膜は、表面積が高いミクロ／ナノ繊維により形成され、膜の細孔サイズは、好適なポリマーを異なる比でブレンドして、繊維の直径を変えることによりコントロールできる（例えば、ＰＭＭＡ単体は、μｍの繊維であり、ＰＭＭＡ／ＰＶＤＦは、ナノ繊維であった。）。
【０１５３】
現在のエアキャスト法によるラテラルフロー膜の生成は、転相法により膜を形成するためきわめて遅いが、本明細書で提供される電界紡糸法では、膜の形成は瞬間的である。本明細書で提供される方法を使用して、様々なポリマー及びポリマーブレンドから生成される膜を評価した。本明細書で提供される膜は、現在のラテラルフロー膜と比較して、より感受性であり、より低いレベルの検体の検出を促進する。図７０は、Ｂ型肝炎アッセイを例証し、ここでは、様々なポリマー及びポリマーブレンドから生成された膜を評価した。ＥＳ膜は、現在のラテラルフロー膜より感受性である。
【０１５４】
実施例２９  前述の構造を使用した機能ラテラルフローアッセイ
ニードルレス電界紡糸を使用した前述の例（実施例２５で要約した）により生成された電界紡糸不織繊維マット膜を、完全に一体化されたラテラルフローアッセイに使用し、エアキャストニトロセルロースに対してベンチマークした。例は、ＭｉｌｌｉｐｏｒｅＳｉｇｍａ試験法の文書０００８１４４０ＴＭ及び０００８１２９３ＴＭに記載されている、完全Ｂ型肝炎表面抗原（ＨＢｓＡｇ）のラテラルフロー試験、及び、妊娠を検出するｈＣＧ（ヒト絨毛性ゴナドトロピンホルモン）機能試験を含む。
【０１５５】
図７１．２は、エアキャストニトロセルロース膜を使用するＢ型肝炎表面抗原（ＨＢｓＡｇ）ラテラルフロー試験における、８ｎｇ／ｍＬでの、陽性試験ライン検出を用いた、標準的な通過試験を示す。図７１．１は、実施例２５で要約されている前述の例で生成された電界紡糸不織繊維マット膜を使用した、同様のＨＢｓＡｇ通過試験を示す。電界紡糸不織繊維マット膜は、０．０８％界面活性剤２で処理したＬＤＰＥ  ＰＥ７００ＡＳフィルム上に、約８００ｎｍの平均繊維直径を有するＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ（７０：３０）であった。
【０１５６】
図７２．２は、エアキャストニトロセルロース膜を使用した、妊娠を検出するｈＣＧ（ヒト絨毛性ゴナドトロピンホルモン）機能試験における、２５ｍＩＵでの、陽性試験ライン検出を用いた、通過試験を示す。図７２．１は、実施例２５で要約されている前述の例で生成された電界紡糸不織繊維マット膜を使用した、妊娠を検出するｈＣＧ（ヒト絨毛性ゴナドトロピンホルモン）機能試験と同様の通過試験を示す。電界紡糸不織繊維マット膜は、０．０８％界面活性剤２で処理したＬＤＰＥ  ＰＥ７００ＡＳフィルム上に、約８００ｎｍの平均繊維直径を有するＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ（７０：３０）であった。
【０１５７】
実施例３０  電気ブロー繊維
ＰＭＭＡ：ＰＶＤＦ間の、約１００：０〜０：１００、具体的には、約：１０：９０、１５：８５、２０：８０、２５：７５、３０：７０、３５：６５、４０：６０、４５：５５、５０：５０、５５：４５、６０：４０、６５：３５、７０：３０、７５：２５、８０：２０、８５：１５又は９０：１０のポリマー比を含み、５００〜１０００ナノメートルの平均繊維直径、１〜５ミクロンの平均フロー細孔レーティング及び１００ミクロンのマット厚を有する繊維マットが作られる。一部の実施形態では、繊維マットは、電気ブロー又は電気ブロー紡糸を使用して多孔基材上で作られる。繊維は、溶媒、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド又はＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中のＰＭＭＡ：ＰＶＤＦの１０〜２０ｗ／ｗ％溶液から紡糸される。得られたポリマー溶液は、ガスのフロー圧力領域と並行する小ノズルを通してポリマー溶液を押し出すことにより、繊維へと電気ブローされ、そこで、出口ノズル、及び繊維を収集する移動多孔不織部の上の収集領域からの高電界又は高電圧が維持される。ポリマー溶液から直径５００〜１０００ｎｍの電気ブロー繊維のための条件は、ノズルから、１ｂａｒ超のガス圧力及び１〜１００ｋＶ  ＤＣの電界中への溶液フロー１〜１０ｍＬ／ｍｉｎを含む。マットの厚さ及び均一性は、温度、相対湿度、露点、不織基材及びチャンバー気流を調整することによりコントロールできる。電気ブロー不織繊維マットに、追加の熱乾燥、カレンダー処理及び界面活性剤処理、並びに後処理としての乾燥を施す。電気ブロー不織繊維マットは、実施例１１における方法を使用して、非多孔基材に接着させる。得られた電気ブロー繊維の不織マットは、実施例２５で要約されている電界紡糸により作られた以前の実施例と同様の性質を有する。同様の性質は、繊維直径、平均フロー細孔サイズ、マットの厚さ、キャピラリーフロータイム、ビーズ移動性、タンパク質結合及びタンパク質ストリッピングを含む。
【０１５８】
本明細書に記載されている方法に使用できる電気ブロープロセスのある特定の態様は、米国特許番号第７，８４６，３７４号に記載されており、これは、その全体を、参照により本明細書に組み込む。
【０１５９】
参照による組込み
本明細書で言及されるすべての公報、特許及び特許出願は、個々の公報、特許又は特許出願が、具体的に、また個々に示され、参照により組み込まれているように、その全体が、参照により本明細書によって組み込まれる。不一致の場合は、本明細書のあらゆる定義を含めて本出願が支配する。
【０１６０】
均等形態
当業者は、慣例の実験のみを使用して、本明細書に記載されている具体的な実施形態に対する多くの均等形態を把握する、又はそれを確かめることができると考えられる。そのような均等形態は、以下の特許請求の範囲によって包含されるように意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３．１】
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【図３．２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６．１】
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【図２６．２】
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【図２７】
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【図２８．１】
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【図２８．２】
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【図２８．３】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
2020528352.tif 000054
【図３２】
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【図３３．１】
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【図３３．２】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６．１】
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【図３６．２】
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【図３６．３】
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【図３７】
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【図３８．１】
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【図３８．２】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３．１】
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【図４３．２】
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【図４４．１】
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【図４４．２】
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【図４４．３】
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【図４４．４】
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【図４４．５】
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【図４５．１】
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【図４５．２】
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【図４６】
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【図４７．１】
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【図４７．２】
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【図４８．１】
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【図４８．２】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２．１】
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【図５２．２】
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【図５３】
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【図５４．１】
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【図５４．２】
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【図５５】
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【図５６．１】
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【図５６．２】
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【図５７】
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【図５８．１】
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【図５８．２】
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【図５８．３】
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【図５９】
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【図６０．１】
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【図６０．２】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
2020528352.tif 000111
【図７１．１】
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【図７１．２】
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【図７２．１】
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【図７２．２】
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【国際調査報告】
2020528352.tif 000116
2020528352.tif 000117
2020528352.tif 000118