Krauße, Marcel (2024)
Herstellung und Charakterisierung von Nitrocellulose-Papier Hybridmaterialien und Cellulosenitrat-Papieren als alternative Membranmaterialien für diagnostische Assays.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00026381
Dissertation, Erstveröffentlichung, Verlagsversion
Kurzbeschreibung (Abstract)
Die Entwicklung von porösen Nitrocellulose-Membranen (NC-Membranen) geht zurück bis in die 1910er Jahre, wo diese für Filtrationsanwendungen genutzt wurden. Durch konsekutive Weiterentwicklung des Materials wurden Mitte der 1980er Jahre mehrere Patente eingereicht welche den Fluidfluss von gefärbten und mit Antikörper beschichteten Partikeln beschreiben. Diese Patente markieren die Geburtsstunde der Lateral Flow Immuno Assays. Bereits 1988 erfolgte die Markteinführung des ersten Schwangerschaftstests (hCG-Assay) für die Anwendung zu Hause. Bis Heute, sind NC-Membranen aus modernen diagnostischen Assays aufgrund ihren herausragenden Eigenschaften nicht wegzudenken und kommen in einer Vielzahl von Assays und analytisch- diagnostischen Fragestellungen zum Einsatz. Die dabei angewendeten Tests sind in der Regel Einwegartikel, was wie zuletzt während der SARS-CoV-2 Pandemie zu sehen war, zu großen Mengen Einwegabfällen führt. Eine Rückführung der bei den Assays verwendeten Wertstoffe findet in der Regel nicht statt. In dieser Arbeit wird die Herstellung und Charakterisierung von alternativen Membranmaterialien auf Papierbasis diskutiert.
Konventionelle NC-Membranen werden durch Beschichtung von Trägerfolien mit NC-Lösungen hergestellt. Durch eine genaue Kontrolle der Herstellungsparameter werden auf diesem Weg poröse Membranen erhalten. Werden anstelle der Trägerfolie Papiere mit NC-Lösungen beschichtet, so können NC-Papier-Hybridmaterialien (NCPHM) erhalten werden. Die Beschichtung kann dabei vollflächig oder ortsdefiniert (z.B. durch Drucken) erfolgen. Um gänzlich auf eine Beschichtung von Papieren mit NC verzichten zu können, kann eine direkte reaktive Umsetzung von Papieren zu Cellulosenitrat-Papieren erfolgen. Die in dieser Arbeit hergestellten Materialien werden hinsichtlich ihrer Morphologie und mikrofluidischer Eigenschaften Charakterisiert und deren Eignung in diagnostischen Schnelltests mit Hilfe des hCG-Assays (Schwangerschaftstest) und Hepatits-B-Assays validiert.
| Typ des Eintrags: | Dissertation | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Erschienen: | 2024 | ||||
| Autor(en): | Krauße, Marcel | ||||
| Art des Eintrags: | Erstveröffentlichung | ||||
| Titel: | Herstellung und Charakterisierung von Nitrocellulose-Papier Hybridmaterialien und Cellulosenitrat-Papieren als alternative Membranmaterialien für diagnostische Assays | ||||
| Sprache: | Deutsch | ||||
| Referenten: | Biesalski, Prof. Dr. Markus ; Bruns, Prof. Dr. Nico | ||||
| Publikationsjahr: | 30 Januar 2024 | ||||
| Ort: | Darmstadt | ||||
| Kollation: | 186 Seiten | ||||
| Datum der mündlichen Prüfung: | 6 November 2023 | ||||
| DOI: | 10.26083/tuprints-00026381 | ||||
| URL / URN: | https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/26381 | ||||
| Kurzbeschreibung (Abstract): | Die Entwicklung von porösen Nitrocellulose-Membranen (NC-Membranen) geht zurück bis in die 1910er Jahre, wo diese für Filtrationsanwendungen genutzt wurden. Durch konsekutive Weiterentwicklung des Materials wurden Mitte der 1980er Jahre mehrere Patente eingereicht welche den Fluidfluss von gefärbten und mit Antikörper beschichteten Partikeln beschreiben. Diese Patente markieren die Geburtsstunde der Lateral Flow Immuno Assays. Bereits 1988 erfolgte die Markteinführung des ersten Schwangerschaftstests (hCG-Assay) für die Anwendung zu Hause. Bis Heute, sind NC-Membranen aus modernen diagnostischen Assays aufgrund ihren herausragenden Eigenschaften nicht wegzudenken und kommen in einer Vielzahl von Assays und analytisch- diagnostischen Fragestellungen zum Einsatz. Die dabei angewendeten Tests sind in der Regel Einwegartikel, was wie zuletzt während der SARS-CoV-2 Pandemie zu sehen war, zu großen Mengen Einwegabfällen führt. Eine Rückführung der bei den Assays verwendeten Wertstoffe findet in der Regel nicht statt. In dieser Arbeit wird die Herstellung und Charakterisierung von alternativen Membranmaterialien auf Papierbasis diskutiert. Konventionelle NC-Membranen werden durch Beschichtung von Trägerfolien mit NC-Lösungen hergestellt. Durch eine genaue Kontrolle der Herstellungsparameter werden auf diesem Weg poröse Membranen erhalten. Werden anstelle der Trägerfolie Papiere mit NC-Lösungen beschichtet, so können NC-Papier-Hybridmaterialien (NCPHM) erhalten werden. Die Beschichtung kann dabei vollflächig oder ortsdefiniert (z.B. durch Drucken) erfolgen. Um gänzlich auf eine Beschichtung von Papieren mit NC verzichten zu können, kann eine direkte reaktive Umsetzung von Papieren zu Cellulosenitrat-Papieren erfolgen. Die in dieser Arbeit hergestellten Materialien werden hinsichtlich ihrer Morphologie und mikrofluidischer Eigenschaften Charakterisiert und deren Eignung in diagnostischen Schnelltests mit Hilfe des hCG-Assays (Schwangerschaftstest) und Hepatits-B-Assays validiert. |
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| Alternatives oder übersetztes Abstract: |
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| Status: | Verlagsversion | ||||
| URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-263817 | ||||
| Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): | 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie | ||||
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 07 Fachbereich Chemie 07 Fachbereich Chemie > Ernst-Berl-Institut 07 Fachbereich Chemie > Ernst-Berl-Institut > Fachgebiet Makromolekulare Chemie 07 Fachbereich Chemie > Ernst-Berl-Institut > Fachgebiet Makromolekulare Chemie > Makromolekulare Chemie und Papierchemie |
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| Hinterlegungsdatum: | 30 Jan 2024 12:48 | ||||
| Letzte Änderung: | 31 Jan 2024 06:52 | ||||
| PPN: | |||||
| Referenten: | Biesalski, Prof. Dr. Markus ; Bruns, Prof. Dr. Nico | ||||
| Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: | 6 November 2023 | ||||
| Export: | |||||
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