1846年，一位德国化学家克里斯蒂安·弗里德里希·舍恩贝因（Christian Friedrich Schönbein）顺手用一条棉围裙擦拭洒在桌面的硝酸和硫酸，结果围裙干燥后却发生了自燃现象。这一意外发现，无形中推动了人工合成塑料的研发。1855年，Alexander Parkes用硝酸和溶剂处理的纤维素制成了历史上第一种人工合成塑料——硝酸纤维素[1]。

用于制备硝酸纤维素的原材料[2]

硝酸纤维素一般可以通过木浆、棉花、芒草纤维素以及细菌纤维素等制备，如上图所示。由于其易燃的特性，最初它被用于制作无烟火药、鱼雷、水雷以及炸药等。在第一次世界大战期间，英国士兵们为了应对弹药短缺的问题，也曾将硝化的棉布等装入空罐头内，自制手雷。

自制手雷复制品[1]

1868年，约翰·韦斯利·凯悦（John Wesley Hyatt）使用樟脑塑化硝酸纤维素，得到了柔性的薄膜塑料，并最终被用于制作电影胶卷。然而，硝酸纤维素胶卷自燃时有发生，并引起了数起严重的火灾。1988年上映的电影《天堂电影院》就讲述了胶卷自燃引发的一系列感人故事。（豆瓣评分9.2，有兴趣的小伙伴可以看看~）直至20世纪80年代，聚酯薄膜的出现才结束了硝酸纤维素胶卷的历史。

硝酸纤维素胶片[1]

时至今日，硝酸纤维素仍然被广泛应用于喷漆、人造革、油墨等领域。同时，硝酸纤维素膜（nitrocellulose membrane，NC膜）在便携式诊断生物传感器和可穿戴传感器也具有巨大的应用潜力。与传统需要预处理的滤纸和色谱纸相比，NC膜表面的硝酸盐基团具有很强的偶极子，可以直接高效地固定生物分子。NC膜一般通过相转化、旋涂或静电纺丝技术制备，通过调控NC膜爬速、孔隙率、机械强度、孔径等，可以将其应用在疾病诊断，环境检测和食品安全评估等诸多领域。

NC膜制备、调控及应用场景[2]

近两年来，受新冠疫情的影响，NC膜在核酸检测领域的应用愈发受到重视[4]。在基于侧流测定（Lateral flowimmunoassay，LFA）的诊断工具中，NC膜是重要的组成部分。通过将样品滴加在NC膜一端，在毛细作用下，样品会沿着膜的方向移动，直至与被固定的抗体特异性结合并显示一定颜色，进而指示诊断。由于NC膜易燃的特性，厂家会建议将其密封并在15-20℃下保存，避免受热受潮[4]。

基于nitrocellulose membrane（NC膜）的LFA组件示意图[5]

2021年底，美国国防部宣布与MilliporeSigma签署价值1.367亿美元合同，在美国威斯康星州建立NC膜生产工厂，以满足美国每月超过8300万次核酸检测的需求[6]。随着新冠疫情在全球继续蔓延，国际市场对于NC膜的需求也愈发强劲，NC膜的市场前景广阔。

参考文献：

[1]. https://en.wikipedia.org/wiki/Nitrocellulose

[2]. Applied Materials Today 26 (2022) 101305

[3]. Carbohydrate Polymers 268 (2021) 11825

[4]. http://www.cxbio.com/Article/xsxwsmncmmycxyzdm_1.html

[5]. LATERAL FLOW ASSAYS FOR COVID-19: GLOBAL NITROCELLULOSE LANDSCAPING Will Sheahan, Andrew Bender, Adaobi Chine, Paul Drain December 8, 2020

[6].https://www.defense.gov/News/Releases/Release/Article/2885655/dod-awards-1367-million-contract-to-milliporesigma-to-establish-domestic-produc/