HU213925B - Composite a symmetric membrane and process for selectively removing viral particles from solutions and process for forming a composite membrane - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya kőmpőzit aszimmetrikűs membrán éseljárás őlyan részecskék szelektív elválasztására, amelyeknek mérete avírűsrészecskék mérettartőmányába esik, az adőtt részecs ékettartalmazó őldatból; tővábbá eljárás a membrán előállítására. Atalálmány szerinti membrán magában főglal egy 0,05–10 mm átlagőspórűsmérettel rendelkező szűbsztrátőt, egy vízzel nedvesíthetőfelületi bevőnatőt és egy int rmedier réteget a szűbsztrát és abevőnat között ahől az intermedier réteg pőrózűs, és őlyan pórűsőktólmentes amelyek a bevőnattól a membránszűbsztrátig terjednek, és akőmpőzit membrán fehérje-mőle űlatömeg vágási értéke 5×102 és 5×106Daltőn között van és legalább 3 lőg redűkciós értéket biztősít, és eza lőg redűkciós érték a részecskeátmérő mőnőtőnőn növekedő függvénye a10–100 nm átmé ő tartőmányban. ŕ

Description

A találmány tárgya membrán és eljárás részecskék, pl. vírusrészecskék hatékony, szelektív és reprodukálható módon történő eltávolítására oldatokból, pl. vizes fehérjeoldatokból; valamint eljárás a membrán előállítására. Közelebbről, a találmány tárgya egy speciális mikroszerkezetü aszimmetrikus, kompozit membrán, amely jól használható egy, vírusok oldatból való kinyerésére szolgáló eljárásban vagy rendszerben 3-8 lóg visszatartási értékkel kb. 99,9-99,999999%-os részecske kinyerési fokkal.

A vírus potenciális szennyező anyagként van jelen a fehérjetartalmú anyaoldatokban vagy egyéb oldatokban, ahol a fehérje vagy egész szervezetekből vagy emlőssejttenyészetből származik.

Jelenleg számos kémiai és fizikai módszer ismeretes a vírusok inaktiválására. Ezek a módszerek nem egyformán specifikusak az összes vírusra, és némelyikük egyben a fehérjeaktivitást is csökkenti. Pl. a hővel történő pasztörizálást olyan oldatok esetében használják, ahol a fehérjedenaturálódás stabilizátorok hozzáadásával minimálisra csökkenthető. A biotechnológiai iparban olyan stratégiákat dolgoztak ki, amelyek bizonyos inaktiválási vagy eltávolitási lépéseket a termékkinyerési és -tisztítási lépésekkel kombinálnak a víruseltávolítási képesség és fehérjekinyerés maximálisra való növelésének érdekében. Ezek rendszerint olyan műveletek, amelyek optimálisan tisztítják a kívánt terméket és jó a víruseltávolító képességük. így, a víruseltávolítás a normál műveletek mellékfolyamata.

Végül az eljárást kromatográfiás, szűrési vagy hőkezelési lépésekkel egészíthetjük ki a vírusmentesítés fokozására. Ennek a stratégiának két hátránya van: 1) e mentesítési lépések nem mindig alkalmazhatók a meg nem határozható, vélelmezett vírusra; 2) a vírusmentesítést folyamatosan figyelni kell az eljárás folyamán.

A vírusok fehérjeoldatból való szeparálására ultraszűrő membránokat javasoltak. Az ideális membrán mérete alapján visszatartja a vírust és átengedi a kisebb fehérjéket. Valóban, a biotechnológiai iparban ultraszűrő membránokat használnak e célra. A jelenlegi aszimmetrikus ultraszűrő membránok azonban nem rendelkeznek az optimális vírus fehérje szeparációt nyújtó képességgel és reprodukálhatósággal. Általában azok az aszimmetrikus ultraszűrő membránok, amelyek eléggé porózusak ahhoz, hogy megfelelő arányban gazdaságosan átengedjék a fehérjét, nem mutatnak olyan vírusvisszatartást és konzisztenciát, amely olyan optimális teljesítményt biztosítana, hogy ne lenne szükség folyamatos megfigyelésre és újravizsgálatra.

A 4,808,315 számú USA-beli szabadalmi leírás ismertet egy egyedülálló pórusszerkezetű üreges szálú membránt, amely jól használható vírusok eltávolítására fehérjeoldatokból. A membrán nem aszimmetrikusan bevont ultraszürö, amelynek felületi visszatartó mechanizmusa lenne. A vírusrészecskéket inkább a szerkezetén belül tartja vissza. Ez új porózus, üreges szálú membrán, amelynek olyan egyedülálló porózus szerkezete van, ahol a külső és belső membránfelületek egy síkban levő pórusátmérői átlag 0,01-10 μ méretűek, és a porózus membránfal egy síkban levő porozitása minimum 10%-a annak, amelyet az üreges szálú membrán gyűrűs keresztmetszetének sugárirányára függőlegesen lévő összes síkban mértek, ahol is az egy síkban mért porozitások legalább egy minimális értéket adnak a belső és külső membránfelületek között.

A 4,824,568 számú USA-beli szabadalmi leírás eljárást ismertet az aszimmetrikus bevonatú membrán előállítására, porózus hordozón. Az eljárás nem írja le, hogy a membrán használható-e vírus szelektív eltávolítására fehérjeoldatból, és azt sem, hogy milyen módosítások szükségesek egy olyan mikroszerkezet kialakítására, amellyel szelektíven eltávolíthatók a vírusrészecskék a fehérjetartalmú oldatokból.

Egy aszimmetrikus ultraszürö membránrendszer, amely a kereskedelmi szempontból fontos fehérjék több mint 95%-át ki tudja nyerni és a vírusrészecskékre a lóg visszatartási értéke legalább 3 lóg, méret alapon (a visszatartás monotonon nő a vímsrészecske nagysága függvényében), jelentős javulást jelentene a jelenlegi kapható kínálatban. Az ilyen membrán és az azt felhasználó rendszer megbízhatóan alkalmazható lenne bármely méretű feltételezett vírus eltávolítására reprodukálható és kényelmes módon, költséges monitorozás és újravizsgálás szükségessége nélkül.

Emellett egy ilyen membrán jól használható lenne olyan területeken, ahol oldatokból kis részecskéket kell eltávolítani, pl. az elektronikai iparban.

A találmány azon a felismerésen alapul, hogy egy bizonyos aszimmetrikus kompozit membránszerkezet, amely ultraszürö tulajdonságú bevonattal, porózus szubsztrátfallal és egy porózus intermedier réteggel rendelkezik, különösen alkalmas vírus szelektív izolálására fehérjetartalmú oldatból. Az intermedier réteg vastagsága nagyobb, mint az a vastagság, amelynél az intermedier réteg összeomlana vagy elvesztené egyenletességét, és kisebb annál, amelynél az ultraszűrő membránokra jellemző pórusok képződnek. A membrán 10-21% polimert tartalmazó polimer oldatnak mikroporózus membránra való öntésével készül. Az öntött polimer oldatot azután porózus ultraszűrő hártyává (bevonattá) és porózus intermedier réteggé alakítjuk, úgy, hogy a bevont membránt bemerítjük egy folyadékba, amely elegyedik a polimer oldat oldószer komponensével, de nem oldószere a polimer oldat polimer komponensének. A merítésre szolgáló folyadék és a hőmérséklet kiválasztása igen fontos, hogy elérjük a jó vírusvisszatartó képesség és nagy fehérje átengedés kombinációját. Az ultraszűrő hártyát és intermedier réteget kis pórusméret jellemzi, amely kb. 5><10²-5xl0⁶ dalton molekulatömeg vágási értéket ad. A „vágási érték” kifizetés itt aza adott vagy annál nagyobb vágási molekulatömegű anyagok minimum 90%-os visszatartást jelenti. Az intermedier réteg nem tartalmaz olyan pórusokat, amelyek szakadást képeznek a hártyában és amelyek lehetővé tennék a folyadék és a porózus szubsztrát közvetlen érintkezését. A polimeroldat bevonatkoncentrációját és a bevonatvastagságot úgy szabályozzuk, hogy a végső száraz inzermedier réteg porózus legyen, és ne tartalmazzon olyan pórusokat, amelyek a bevonattól a membránszubsztrátig terjednek. Azt tapasztaljuk, hogy az adott eljárással ké2

HU 213 925 Β szítéit kompozit membránok olyan intermedier réteggel rendelkeznek, amely nincsenek az ultraszűrő membránokra jellemző üregek, és amelyek egyedülállóan képesek a vírus szelektív izolálására a fehérjetartalmú oldatból való szűréssel, nagyobb szelektivitással és reprodukálhatósággal, mint a hagyományos membránöntési technikákkal kapott membránok.

A találmány közelebbről az ábrák kapcsán ismertetjük, ahol az 1. ábra bemutatja a találmány szerinti bevonási lépést;

a 2a, 2b, 2c, 2d és 2e ábrák a találmány alternatív szeparálást rendszereinek vázlatát illusztrálják;

a 3. ábra a Phi*174 lóg redukciós értékének és a humán szérum albumin kiszűrési együtthatójának görbéje, az intermedier porózus réteg vastagságának függvényében;

a 4. ábra a különböző nagyságú fehérjék kiszűrési együtthatójának görbéje a találmány szerinti A membrán és a kereskedelmi forgalomban levő ultraszürő membránok Stokes rádiuszainak függvényében;

az 5. ábra a részécskék lóg redukciós értékeinek görbéje a részecskeátmérő-négyzetek függvényében;

a 6. ábra a Piri^x 174 lóg redukciós értékeit mutatja be a 3. példa szerint előállított membrán térfogati árama függvényében;

a 7. ábra a Phi*174 lóg redukciós értékét-ábrázolja a 3. példa szerint előállított membrán recirkulációs áramlási és szürletáramlási sebességi arányának függvényében;

a 8. ábra a Phi*174 lóg redukciós értékeit mutatja a csatorna méretarány függvényében;

a 9. ábra a 3. példában használt ultraszűrő egység perspektivikus ábrázolása;

a 10. ábra egy ultraszűrő berendezésnek és a 7. ábra első távtartójának a felülnézete;

a 11. ábra a 7. és 8. ábra berendezései szögletes csatornáinak keresztmetszete;

a 12. ábra a találmány szerinti megoldásnál használható ultraszürési üreges szál keresztmetszete;

a 13. ábra a 4,824,568 számú USA szabadalmi eljárás szerint előállított tipikus membrán keresztmetszetének mikrofotogramja;

a 14. ábra a találmány szerint előállított membrán keresztmetszetének mikrofotogramja;

a 15. ábra a találmány egy alternatív kompozit membránjának mikrofotogramja.

A találmány szerinti kompozit membrán aszimmetrikusan bevont membránként jellemezhető, amely egyedülálló mikroszerkezettel bíró ultraszűrő membránként működik. A találmány szerinti membrán a már hivatkozott 4,824,568 számú USA szabadalmi leírásban leírt eljáráshoz hasonló módon készül, de további követelményeknek megfelelően van kiegészítve. Mindenek előtt, a mikroporózus szubsztrát bevonása polimeroldattal gondosan szabályozott feltételek között valósul meg egy hártya és egy intermedier réteg képzésével a hártya és a szubsztrát között, és nem képződnek olyan pórusok, amelyek a hártyától a szubsztrátig terjednek. Másodszor, a merítőfolyadék-készítmények, amelyek szabályozzák a polimer oldószer eltávolítását és a polimer koagulálását, szerves anyagból álló fürdők, amelyek meghosszabbítják a polimer koagulációs idejét. Ezenkívül a polimeroldat felvitelét a porózus szubsztrátra gondosan szabályozni kell a kívánt polimeroldat egyenletes vastagságban való alkalmazásával, a szubsztrát megsértése és a bevonat megszakítása nélkül úgy, hogy az egyenletes vastagságú maradjon. Az intermedier réteg vastagságának és a merítőfürdő összetételének megfelelő kombinálása a kívánt mikroszerkezethez és vírustartalmú fehérjeoldat esetén a vírusrészecske-visszatartás és a fehérjeátengedés megfelelő arányához vezet.

A kompozitmembrán szubsztrát komponense szintetikus anyagból készül, amelynek lényegében folytonos mátrixszerkezete van, 0,05-10 pm átlagos pórusméretű pórusokkal vagy csatornákkal. A szubsztrát lehet mikroporózus membrán, nemszövött szubsztrát, szövött szubsztrát vagy porózus kerámia. Sokféle polimer használható membránként, szövött vagy nemszövött szubsztrát. Ilyen polimerek lehetnek: poliolefmek, pl. kissűrüségű polietilén, nagysűrüségü polietilén, polipropilén; vinilpolimerek, pl. PVC, polisztirol; akrilpolimerek, pl. poli(metil-metakrilát); oxidpolimerek, pl. poli(fenilén-oxid); fluorpolimerek, pl. poli(tetrafluor-etilén) és poli(vinilidén-difluorid); kondenzációs polimerek, pl. poli(etilén-tereftalát), nejlonok, polikarbonátok és poliszulfonok.

A kompozit membrán bevonata és intermedier rétege az itt leírt módon, polimeroldatokból készülhet. Példaként szolgáló polimeroldatok előállíthatok bármely polimerből, amely porózus szubsztrát képzésére alkalmas, ilyenek például a következők: poli(vinilidén-difluorid), cellulózészterek, pl. cellulóz-acetát, poliimidek pl. poli(éter-imid), poliszulfonok, pl. poli(éter-szulfon) és poliszulfon, poliakrilnitril stb.

A találmány egyik foganatosítási módja szerint a porózus membrán porózus felületét folyékony védőanyaggal kezeljük, hogy minimálisra csökkentsük vagy megelőzzük, hogy a bevonási lépésekben használt polimer oldószer megtámadja a felületeket és behatoljon a membránba. A poli(vinilidén-difluorid)-ból (PVDF) képzett mikroporózus membránok, mint pl. a Millipore Corporation, Bedford, MA által forgalmazott Durapore® membránok esetében a glicerin megfelelő szemek bizonyult. A membrán szövet formájában futhat a forgó bevonóhenger fölött, amelynek alsó részét részben vagy teljesen bemerítjük a glicerinoldatba.

Más folyékony védőanyag is használható, pl. glikolok, mint az etilénglikol, propilénglikol, trietilénglikol stb. Általában olyan anyagot célszerű választani, amely vízzel elegyedik, mivel ez megkönnyíti a szer eltávolítását vízfürdőn, amelyet gyakran használunk a szubsztrát előállításakor az oldószer és az előállítás során használt egyéb anyagok eltávolítására a szubsztrátból. A szakemberek ismerik vagy rutin kísérletekkel meg tudják keresni ezeket a folyékony védőanyagokat. A folyékony védőszerek feloldhatók oldatokban, pl. alkoholos oldatokban. Ez elősegíti a szer alkalmazását, és az alkohol szárítással eltávolítható.

A szerből általában olyan mennyiséget használunk, amely elegendő az előre gyártott szubsztrát védelmére az

HU 213 925 Β ultraszűréses szeparálásra alkalmas kompozit membrán előállítására során használt polimer oldószerek támadása ellen és az ilyen oldószerek szubsztrátba való behatolásának megakadályozására. A szer maximális koncentrációját gyakorlati megfontolások alapján határozzuk meg. Pl. megfigyeltük, hogy túl sok glicerin esetén kisebb lesz a képződő ultraszürő membrán adhéziója. A szer árát is figyelembe kell venni a gyakorlati megfontolások során. A Durapore® membránok glicerines kezelésekor a leggyakrabban használatos kezelőoldat kb. 1540% (t/t) glicerint tartalmaz izopropanolban. Nemcsak folyékony kezelőszert lehet alkalmazni. A vízoldható viaszok, pl. a poli(etilén-oxid)-ok megolvaszthatok, alkalmazhatók a mikroporózus membránokon, majd ha szükséges, meleg vízfürdőn eltávolíthatók.

A kezelt szubsztrátot szárítjuk a védőanyag vivőanyagainak, pl. az izopropanolnak az eltávolítására. A szárítást megvalósíthatjuk a kezelt membrán átvezetésével fütött hengerek fölött, fütött konvekciós kemencén át, vagy más technikával.

Ezután a kezelt szubsztrát szerkezeten ultraszűrési szeparációs képességű kompozit membránt alakítunk ki. Ez úgy megy végbe, hogy a kezelt szubsztrátot polimeroldattal bevonjuk, majd a bevont szubsztrátot az oldószerrel elegyedő, de a polimert nem oldó folyadékba mártjuk. Az ultraszűrő membránok előállítására különösen előnyös polimer a PVDF /poli(vinilidén-difluorid)/ főleg ha a mikroporózus szubsztrátot PVDF-ből nyertük. Általában kívánatos, de nem elengedhetetlen feltétel, hogy az ultraszürő membrán ugyanabból a polimerből készüljön, mint a szubszrát. A kompozit membrán gyártásakor leggyakrabban azt a polimert alkalmazzuk az ultraszűrő membrán gyártására, mint a mikroporózus szubsztrát képzésére.

Valamilyen oldószerben 10-21%, leggyakrabban 19-21% PVDF-t tartalmazó polimeroldatot használunk a megfelelő vágási értékű ultraszürő membrán előállítására. Az alacsonyabb PVDF koncentrációk nyitott szerkezetek képződéséhez vezetnek, kissé nagyobb fehéij eátengedéssel és kisebb vírusvisszatartással. A legszelektívebb és a vírust leginkább visszatartó szerkezeteket a leggyakoribb 19-21% PVDF-koncentráció használatával érjük el.

A PVDF esetében a bevonási folyamatot úgy tervezzük, hogy a polimer oldatból olyan egyenletes réteget tudjunk képezni, hogy a bevonat végső vastagsága 5-20 pm között legyen, leggyakrabban 5-10 mikron. A forgóhengeres módszerhez, mint pl. a szubsztrátok ultraszűrő öntőoldatokkal való bevonására használatos tipikus kés nem optimális a pontos vastagságszabályozást igénylő vékony bevonatokhoz. A késeket a mozgó szubsztráthoz egészen közel kell vinni, hogy a szűk tartományon belüli bevonatvastagságot kapjuk. Ilyen finom beállítást nehéz megvalósítani a súrlódási ellenállás és a késkonstrukció normális tűréshatára miatt. A kés alatt szállított szubsztrát vastagságváltozása az előírt tartomány (vagyis a rögzített késhelyzet és a szubsztrát közötti távolság) nagyságrendjébe esik. Ez az eltérés megváltoztathatja a tényleges távolságot és ezzel a bevonat vastagságát. A mikroporózus membrán szubsztrát vastagságváltozása szakadást okozhat akkor is, ha a mikroporózus membrán szubsztrát eléri a kést, vagy a súrlódási ellenállás túl nagy lesz. A probléma nagyobb az élfelhajlás vagy kicakkozódás esetén; „slampos élek”. Ha szakadás következik be, a kést el kell távolítani, meg kell tisztítani és újra be kell állítani a folytatás előtt. Mivel a normál nemszövött membránokhoz viszonyítva viszonylag gyenge mikroporózus szubsztrát szakadása gyakori, a hatékonyság alacsony.

A szabályozott, reprodukálható ultraszűrő membrán előállítására a találmány új bevonási eljárást nyújt. Amint az 1. ábrán látható, a bevonatvastagságot beszorítással szabályozzuk a 76 forgódob és a gumibevonatú, nemforgó 72 henger között. A 74 mikroporózus szubsztrátot a 78 membránszövet hordozóra helyezzük, amely érintkezik a megtámasztott hengerrel, vagy dobbal, amely foroghat. A gumibevonatú 72 henger és a 84 polimer oldat között helyezkedik el a 82 műanyag film, amely a 72 hengerhez van hozzáerösítve. Ez a 82 műanyag film lehet poli(etilén-tereftalát) vagy bármely más film, amelyre nem káros a polimer öntési oldószer, és amely elég erős ahhoz, hogy ellenálljon a rá ható nyíró erőknek. A 82 műanyag film néhány centiméterrel túlnyúlhat a beszorítási ponton a membránszövet szállítás irányába és simítófilmként működhet. Vagyis a 82 műanyag film simává teszi a 83 öntő polimeroldat külső felületét, amely a találmány szerinti végső kompozit membrán felületét képezi. Azt tapasztaltuk, hogy a 72 henger és a 82 műanyag film használata lehetővé teszi a 83 öntő polimeroldat vastagságának pontos szabályozását, amivel elkerülhető a nemkívánatos pórusok képződése a kompozit membrán intermedier rétegében.

Az eljárás során a 84 polimer oldatot (öntőoldat) betápláljuk egy tartályba a gumibevonatú 72 henger és a 76 forgódob 80 beszorítási pontjánál a membránszövet belépési oldalán. A mozgó 74 mikroporózus szubsztrát a 80 beszorítási pont alá húzza az oldatot, analóg módon, mint a tengelycsapágy kenése történik. Egy egyszerűsített elemzés szerint a bevonat vastagsága arányos a membránszövet-sebesség négyzetgyökével, az öntőoldat viszkozitásával és a 80 beszorítási pont alatti hosszúsággal, vagyis a gumibevonatú henger „lábnyomával”, és fordítottan arányos a 80 beszorítási pont alatti nyomás négyzetgyökével. A lábnyom a gumikeménységtől és a 72 hengert a dobra szorító nyomástól függ.

A gyakorlatban az oldatviszkozitást és az öntési sebességet a membrántulajdonságokkal szembeni követelmények szerint állítjuk be. A 85 gumibevonat keménységét kísérleti úton választjuk meg, hogy a kívánt bevonatvastagság-tartományt biztosítsa. A 72 hengerre ható nyomás segítségével állítjuk be és szabályozzuk a pontos vastagságot. A nyomást a 86 pneumatikus henger segítségével állítjuk be, amely a 72 henger 87 fémmagjára hat. A 86 pneumatikus hengerekre ható nyomás szabályozásával beállítható a 72 henger 87 fémmagjára ható erő. A bevonatvastagság a 86 pneumatikus hengerek bemeneti nyomásának beállításával változtatható.

Miután a polimer oldatot pontosan felvittük a mikroporózus szubsztrátra, kialakítjuk az ultraszűrő membrán szerkezetet a bevont mikroporózus szubsztrát bemeríté4

HU 213 925 Β sével a folyadékba, amely elegyedik a polimer oldószerrel, de nem oldószere az oldott polimernek. A 25% (t/t) glicerint tartalmazó vizes oldat a leggyakoribb folyadék a PVDF kompozit membránok készítésére, leginkább 1921 % szilárdanyag-koncentrációval. Bár más folyadék, pl. egyértékü alkohol, víz vagy ezek elegyes is használható, az optimális membrántulajdonságokat szervesanyag-tartalmú vízfürdővel, leggyakrabban 25% (t/t) glicerint tartalmazó vízzel lehet előállítani.

Ha a lecsapást folyamat lassan megy végbe, 0,5 percnél hosszabb idő, leggyakrabban 0,65-1 perc alatt, mint pl. a 25% (t/t) vizes glicerinoldattal vékony bevonat képzésekor, egyedülálló aszimmetrikus morfológia alakul ki a kompozit membránban. A kompozit membrán egy ultraszűréses szeparációs tulajdonságú membránbevonatból, egy mikroporózus szubsztrátból és a PVDF esetén egy intermedier rétegből áll a bevonat és a szubsztrát között, 5-20 mikron vastagsággal. Az intermedier réteg morfológiáját az aszimmetrikus mikroporózus membránoknál gyakori, folyamatos mátrix szerkezet jellemzi, de olyan átlagos pórusmérettel, amely lényegesen kisebb, és az ultraszürési tartományba esik.

A hagyományos ultraszűrési membránoktól és a 4,824,568 számú USA szabadalmi leírásban leírtaktól eltérően a találmány szerinti mikroporózus szubsztrát bevonatának szerkezetét a membrán külső felületétől az intermedier rétegen át az intermedier réteg alatt lévő mikroporózus szubsztrátig érő hosszú pórusok hiánya jellemzi. Ez lehetővé teszi az itt ismertetett membránok használatát a vírusrészecskék visszatartására a hagyományos ultraszürő membránok fehérjeátengedési tulajdonságainak megőrzése közben. A nem gyakori kis pórusokat tartalmazó szerkezetek az itt leírt folyamatból is származhatnak, különösen kis szilárdanyag-tartalom mellett. Ezek a szerkezetek megfelelően biztosítják, hogy a kis pórusok nem gyakoriak, alul jelennek meg, és nem érnek a membrán külső felületéig. Ugyanakkor a legmegfelelőbb szerkezet a pórusok nélküli folyamatos mátrix. Ilyen típusú szerkezet állítható elő az itt ismertetett módon, és a 14. ábrán látható. Ez a szerkezet eltér a 4 ,824,568 számú USA szabadalmi leírásból ismert, a

13. ábrán bemutatott membránétól. Amint a 15. ábrán látható, az intermedier réteg ritkán tartalmazhat nagyobb pórusokat. Ezek viszont nem terjednek a bevonattól a szubsztrátig, ahogy azt a 13. ábrán látható ultraszűrő membránnál láttuk.

Miután a membránszerkezet kialakult, a kompozit membránszövetet előmossuk, úgy, hogy a bevont és kicsapott szövetet átvezetjük vízfürdőn. Kb. egyperces érintkezési idő 25 °C-os vízben elegendő. A szárítás történhet az előmosott szövet egyes lapjainak szobahőmérsékleten való szárításával. Másik megoldás, hogy a szövetet folyamatosan szárítjuk perforált henger fölött való átvezetéssel. A henger belsejében az atmoszferikusnál kisebb nyomást tartunk fenn, és fütött levegőáramot (pl. 140 °F; 284 °C) irányítunk a membránszövet felületére. A szövet tipikus sebessége a henger fölött 120-180 cm/perc.

Azt tapasztaltuk, hogy PVDF polimerek és 25% (t/t) glicerin - víz merítő fürdőesetén 5-nél vékonyabb ultraszűrő membrán kevésbé felel meg, mert a mikroporózus szubsztrát felülete nem lesz eléggé fedett, és a vírusvisszatartó képesség romlik. Néhány esetben az 5-nél vékonyabb bevonat nem porózus, összeomlott filmet képes a nyitott porózus szerkezet helyett. Ha az intermedier réteg vastagsága nagyobb mint kb. 20, nemkívánatos pórusok jelenhetnek meg az intermedier rétegben, amelyek elősegíthetik a vírusrészecskék átjutását. Az öntő polimer oldatoknál az intermedier réteg minimális és maximális elfogadható vastagsága az 5-20 μ-os tartományban lehet PVDF esetén. Az intermedier réteg minden esetben egyenletesen porózus és nem tartalmaz nagyobb pórusokat, amelyek a membrántól a szubsztrátig érnek, eltérően a hagyományos ultraszürő membránokban talált pórusoktól.

Ha a találmány szerinti kompozit membránnak hidrofób a hártyafelülete, hidrofillé kell alakítani, hogy használható legyen vizes oldatok kezelésére, pl. vizes fehérjeoldatokból vírusrészecskék szelektív eltávolítására. A membrán hidrofillé alakítására és a kis fehérjemegkötés biztosítására gyakran a 4,618,553 számú USA szabadalmi leírás szerinti eljárást alkalmazzák, amelyre hivatkozunk. A hidrofílizálás elvégezhető a 4,618,533 számú USA szabadalmi leírásban leírt folytonos, többlépcsős eljárás szerint, amely a hidrofób membránt hidrofil (vízzel nedvesíthető) membránná alakítja. Ebben az eljárásban a hidrofób membrántekercs legöngyölhető, és a következő lépéseken megy keresztül:

1) Alkoholos nedvesítés - A membránszövetet bemerítéssel vagy más módon telítik alkohollal, rendszerint izopropanollal, hogy teljesen átnedvesedjen és telítődjön a porózus szerkezet.

2) Vízcsere: A membránszövetet vízfürdőbe merítik az alkohol helyettesítésére.

3) Telítés reakcióoldattal: A vízzel nedvesített membránszövetet monomerből és a kívánt összetételnek megfelelő egyéb reagensekből készült vizes fürdőbe merítik. Ebben a fürdőben csere megy végbe és a szövet a reagenseket tartalmazó vizes oldattal megtöltve emelkedik ki. A 4,618,533 számú USA szabadalmi leírás szerint hidroxi-propilakrilátot, egy térhálósító szert és egy megfelelő iniciátort tartalmazó készítmény használható.

4) Polimerizáció: a membránszövetet reakciókamrán vezetik át, ahol az azt telítő reagensek polimerizációja in situ végbemegy. A polimerizációt oxigén kizárásával valósítják meg. Ez történhet a reakciókamra iners gázos, pl. nitrogénes telítésével, vagy a szövet két átlátszó, pl. polipropilén lap közé helyezésével.

5) Mosás: Reakció után a szövetet megfelelő vizes mosási lépéseken vezetik át, pl. merítés, permetezés stb.

6) Szárítás: A membránt feltekercselés és csomagolás előtt a fenti módon szárítják. A leggyakoribb szárítási hőmérséklet 300 °F/572 °C/.

A 4,618,533 számú USA szabadalmi leírás szerinti hidrofilizálási eljárást módosítottuk a célból, hogy a találmány szerinti kompozit membránhoz használhassuk. A hidrofilizáló oldat teljes feleslegét eltávolítjuk a kompozit membrán bevonat felületéről, hogy a kompozit pórusfelületét ne fedje hidrofil bevonat, amely összekötné a pórusokat. Rögzített rugalmas gumitörlővel, szorí5

HU 213 925 Β tóhengerrel vagy más ehhez hasonló megoldással távolítjuk el a felesleges felületi folyadékot a kompozit membrán felületéről.

A találmány szerinti membránok egyedien jellemezhetők a lóg visszatartási értékkel (LRV; a kiszűrési együttható negatív logaritmusa) a vírusrészecskékre és egyéb részecskékre nézve, amely érték szisztematikusan és monotonon nő a részecske átmérőjével; a vírusok szempontjából érdekes mérettartomány a 10-100 nm átmérő. A kísérletek szerint az LRV folytonosan nő a részecske területével (a részecskeátmérő négyzete). Az abszolút LRV a membrán fehérjekiszürési tulajdonságainak beállításával jön létre, amelyet a bevonó oldat szilárdanyag-tartalmának vagy a merítőfürdő összetételének és hőmérsékletének manipulálásával érünk el. A találmány szerinti kompozit membránoknak, nagyobb porozitású intermedier réteggel rendelkezvén, kisebb a molekulatömeg vágási értékük, mint a leírásban ismertetett, kevésbé porózus intermedier réteggel rendelkező membránoknak. Ha a feladat kisméretű vírusrészecskék eltávolítása a fehéqeoldatból, minimum 2 körüli, megfelelő LRV-t a kisebb porozitású intermedier réteggel rendelkező membránok adnak. A molekulatömeg vágási érték ugyanakkor csökken a fehérjekinyerés csökkenésével. Ezért a felhasználó olyan kompozit membránt választ, amely megfelelő LRV-t és fehérjekinyerést ad. A találmány szerinti membránok vírusra 38 LRV-t képesek nyújtani, sőt, nagyobbat, ha a vírusrészecske mérete 10 és 100 nm átmérő között van. Emellett a találmány szerinti kompozit membránok kb. 5 ^x 10² és 5 ^x 10⁷ dalton közötti fehérje-molekulatömeg vágási értékkel jellemezhetők. Mindegyik esetben érvényben marad a részecsketerülettel való empirikus összefüggés. A vírusrészecskék lóg redukciós értéke (egy oldott anyag az oldatban; fehérje nélkül) a vírusrészecske méretének függvénye. Az alábbi példákban bemutatott összefüggések alapján kis méretű vírussal, pl. a hepatitisszel kb. 3-nál nagyobb LRV nyerhető, és nagyobb méretű vírussal, mint pl. az AIDS vírus 6-nál nagyobb LRV érhető el.

A fehérjekiszürési tulajdonságok beállíthatók úgy, hogy a hagyományos ultraszürő membránok tipikus mutatóit elérjük. Ezek a tulajdonságok beállíthatók az öntőoldat szilárdanyag-tartalmának, a merítő oldat összetételének és hőmérsékletének megfelelő változtatásával, ahogy az ultraszűrő membránok kialakításakor szokásos. A magasabb hőmérsékletek nagyobb pórusok képződését segítik elő. A nagyobb szilárdanyag-tartalom kisebb pórusok képződéséhez vezet. A találmány szerinti membránok 5 ^χ 10²-5 ^χ 10⁶ dalton molekulatömeg vágási értékűek (az oldott anyag molekulatömege, amelyet a membrán alacsony polarizáció mellett 90%-ban visszatart) lehetnek.

A találmány szerinti kompozit membrán lehet lapos lemez vagy üreges szál formájú. Lap esetén a szubsztrát egyik felületét a bevonat és az intermedier réteg fedi be. Üreges szál esetén a belső és külső felületet bevonat és intermedier réteg borítja.

A találmány kiterjed egy eljárásra is, vírusrészecskék szelektív elválasztására, csatornákkal vagy üregesszálköteggel ellátott berendezésben, azzal jellemezve, hogy a betáplált áram tangenciálisan folyik át a bevonaton. Hasonló berendezést ír le a 4,789,482 számú USA szabadalmi leírás, vérplazma szeparálására nagy és kis molekulatömegü plazmafrakcióra. A találmány tárgya továbbá egy berendezés, amely több csatornával vagy üreges szállal van ellátva, és amely a recirkulációs és szűrlet áramok áramlási sebességeinek szabályozott arányával üzemel.

A 2a. ábra szerint a 16 tartályban levő vírust tartalmazó vagy nem tartalmazó fehéijeoldatot a 12 szivattyúval a 10 vezetéken átvezetjük, és a 20 szűrési lépésre visszük, ahol a fehérjeoldatot elválasztjuk a vírustól a találmány szerinti 22 membránnal. A vímsban gazdag frakciót, amely fehérjét is tartalmaz, visszakeringtetjük a 16 tartályba a 24 vezetéken át. A vírusmentes, fehérjében gazdag frakciót a 26 vezetéken át és a 30 vezetéken át a 28 szivattyúval raktárba irányítjuk, vagy felhasználásra visszük.

Egyéb élj árás változatok is lehetségesek, pl. egy diafíltrációs áram beállítása. A 2b. ábra szerint diafíltrációval kiegészíthető a 2a. ábrán bemutatott eljárás úgy, hogy a 16 tartályba a 6 tartályból a 2 vezetéken át a 4 szivattyúval egy pufferoldatot vezetünk be, és a 4 szivattyút a 28 szivattyúval azonos térfogati áramlási sebességgel működtetjük.

Egy másik eljárásváltozat szerint a találmány szerinti 42 membránt tartalmazó 40 membrán modulból álló második membránfokozat sorban működtethető a fent leírttal, a nagyobb összvírus-kinyerés érdekében. A 2c. ábra szerint a 30 áram fehérjében gazdag, a 2a. ábrán bemutatott eljárásból származó frakcióját ebbe a 2. lépcsőbe vezetjük. A 36 visszakeringtetett áramot a találmány szerinti 42 membránt tartalmazó 40 membránmodulba vezetjük a 34 szivattyúval a 32 vezetéken át. A vírusban gazdag áramot a 34 szivattyúval a 36 vezetéken át visszakeringtetjük. Az első lépcsőből származó, fehérjében gazdag áramot a 30 vezetéken át a 32 és 36 visszakeringtetett áramot szállító vezetékek és 34 szivattyú által képezett recirkulációs hurokba vezetjük. A második lépcsőből kapott vírusmentes, fehérjében gazdag frakciót a 38 vezetéken át a 44 szivattyúval raktározásra vagy felhasználásra visszük a 46 vezetéken át. A 44 szivattyú térfogati áramlási sebessége azonos a 28 és 12 szivattyúkéval. Kívánt esetben a 28 és 44 szivattyúk kicserélhetők egymással, vagy szabályozószelepekkel, amelyeket a 12 szivattyúéval azonos áramlási sebességre állítunk be.

A találmány megvalósítható úgy is, hogy többlépcsős kaszkádot alkalmazunk, amelyet a 2d. ábra ismertet. A 16 tartályban levő, vírust tartalmazó vagy nem tartalmazó fehérjeoldatot a 12 szivattyúval átvezetjük a 10 vezetéken, majd a 14 vezetéken, és a 20 szűrési lépésre irányítjuk, ahol a fehérjeoldatot elválasztjuk a vírustól a találmány szerinti 22 membránnal. A vírusban gazdag frakciót, amely fehérjét is tartalmaz, a 12 szivattyúval a 24 vezetéken át visszakeringtetjük. A vírusmentes, fehérjében gazdag frakciót a 26 vezetéken át a 28 szivattyúval a 40 membránmodulon második szűrési lépcsőre visszük. A vírusban gazdag 31 áramot a recirkulációs körből, amely a 14 és 24 vezetékekből és a 12 szivattyúból áll, elvezetjük a vezetéken át a 33 szivattyúval. Egy

HU 213 925 Β második 36 recirkulációs áramot a találmány szerinti 42 membránt tartalmazó 40 membránmodulba vezetünk a 34 szivattyúval a 32 vezetéken át. A 40 membránmodulból a vírusban gazdag oldatot visszavezetjük a 34 szivattyúval mint visszakeringtetett áramot a 36 vezetéken át. A fehérjében gazdag áramot a 20 szűrési lépésből (szűrőmodulból) 30 áramként vezetéken át a 32 vezetékből és 36 visszakeringtetett áram vezetésére szolgáló vezetékekből és 34 szivattyúból álló recirkulációs körbe vezetjük. A 40 membránmodulból a vírusmentes, fehérjében gazdag frakciót a 38 vezetéken át a 44 szivattyúval raktározásra vagy felhasználásra visszük a 46 vezetéken át. Egy másik változatban a puffért a visszakeringtetett áram vezetésére szolgáló 36 vezetékbe az 50 vezetéken át is vezethetjük, hogy állandó térfogatot tartsunk fenn a kaszkádban. Emellett a fehérjekinyerés javítására a második recirkulációs körben levő folyadék egy részét visszavezethetjük az első recirkulációs körbe és a 14 vezetékbe az 52 vezetéken át az 54 szivattyúval. Ebben az elrendezésben a 31, 50 és 52 vezetékben vezetett áramok térfogati sebességei azonosak a 10, 26 és 46 vezetékben vezetett áramokéival.

A kinyert fehéije és az eltávolított vírus mennyisége optimalizálható a 31 áram és 46 vezetékben vezetett áramok áramlási sebességei arányának beállításával. Magától értetődő, hogy a 20 szűrési lépések sorozatban használhatók megfelelő táp- és termékvezetékekkel, ahogy látható, minélfogva a 24 vezetékben vezetett vagy 31 vírusban gazdag áramok érintkezhetnek a kiegészítő 20 szűrési lépésekben, és további, fehérjében gazdag, vírusmentes frakciókat képeznek. Ezek a szűrési lépések visszakeringtetett áramokkal vagy anélkül működtethetők. Egy másik megvalósításban zárt végű elrendezés használható, amely a 2e. ábrán látható ahol a nyersanyagot a 20 szűrési lépésbe vezetjük be és a szűrletet a 26 vezetéken át távolítjuk el.

A 9. és 10. ábrákon a tipikus, szögletes üreges csatornákkal (11. ábra) ellátott szerkezet látható, amely szeparációs modulként alkalmazható a találmány szerinti megoldásnál. Ezt az általános szerkezetet a 4,540,492 számú USA szabadalmi leírás írja le, amelyre már hivatkoztunk.

A 32 szűrőegység egy 34 első membránt, egy 36 második membránt, egy 38 első távtartót és egy 40 második távtartót foglal magába, amelyek összekapcsolva a 48 szögletes csatornák sokaságát adják. A víruselválasztásra használt berendezés magába foglalhat több 32 szűrőegységet, amelyek egymást követően helyezkednek el és 32 szűrőegységekből álló sort képeznek. Mind a 34 első membrán, mind a 36 második membrán azonos felépítés G és a találmány szerinti, fent ismertetett kompozit membránból készül.

Mind a 34, mind a 36 membrán két hosszabb él menti 42 és 44 csatornával és egy rövidebb él menti 46 csatornával van ellátva. A 46 rövidebb él menti csatornának nincs folyadék összeköttetése a 42 és 44 csatornákkal. A 38 első távtartó több 48 szögletes csatornát foglal magába, amelyek az 50 végponttól az 52 végpontig és az 54 elvezető csatornáig érnek. Mikor a 34 és 36 membránok érintkeznek a 38 távtartóval, az 50 és 52 végpontok egybeesnek a 36 második membrán 56 és 58 végpontjaival. A 40 második távtartó el van látva egy fehéije bevezető 60 csatornával és vírusban gazdag áram kivezető 62 és 64 csatornákkal. A 40 második távtartó el van látva egy 68 belső csatornával is, amely biztosítja a folyadék összeköttetést a 66 csatornákkal, amelyek másrészt folyadék összeköttetésben vannak a vírusban gazdag áram kivezetésére szolgáló 64 csatornával. Ha a 40 második távtartót a 36 második membrán mellé helyezzük, a 63 és 65 rések egybeesnek a 36 második membrán 56 és 58 réseivel. A 48 csatornák közötti 69 távtartó csíkok és a 66 csatornák közötti 71 távtartó csíkok hozzá vannak kötve a következő szomszédos membránhoz (ez nincs ábrázolva), és biztosítják a szükséges támaszt a csatornákkal szomszédos membránoknak úgy, hogy a membránrugalmasság szabályozva van a kívánt csatomamagasság fenntartása érdekében

Míg a 9. és 10. ábrákon látható modulszerkezet használható a találmány értelmében, magától értetődő, hogy bármely modul, amely a találmány szerinti membránokat alkalmazza, felhasználható a találmányban, amíg az üzemeltetési feltételeket a fent leírtaknak megfelelően szabályozzuk.

A 10. ábra szerint a 38 első távtartó 48 csatornái átfedésben vannak a 36 második membrán 42 és 44 csatornáival. Ez az átfedés lehetővé teszi a vírustartalmú fehéijeoldat bevezetését a 42 csatornába, ezen oldat kikerülését a 48 csatornák hossza mentén, mivel ezek érintkeznek a 36 második membránnal és a 48 csatornákból a vírusban gazdag oldat kinyerését a 46 rövid él menti csatornán át.

A fent ismertetett modulok, mind a vékonycsatomás, mind az üreges szálas, tangenciális áramlási módban is üzemeltethetők kis térfogati átalakulás mellett. Létezik egy optimális modul méretarány és ennek megfelelő optimális üzemeltetési feltételek a vírusrészecskék szeparálására fehéijeoldatokból. Az optimális méretarányt és üzemeltetési feltételeket a 4,789,482 számú USA szabadalmi leírás ismerteti, e leírásra már utaltunk. A méretarányt, L/h, amely magas oldott anyag-kinyerést biztosít az (1) egyenlettel írjuk le:

L/h =[K/12p p-h/Lp]^l/2

K a csatorna két végén levő nyomáskülönbség és a csatornában mért átlagos nyomás arányának függvénye. K-t kísérletileg határozzuk meg a következőkben ismertetett eljárással: h a csatomamagasság vagy az üreges szál sugara, p a recirkulációs áram áramlási sebességének, Q_r, és a permeátum áram áramlási sebességének, Q_P, aránya, μ az éppen elválasztás alatt álló bejövő fehéijeáram viszkozitása, L a csatorna vagy a szál hossza, Lp a membrán hidraulikus permeabilitása a membrán ultraszűrésre kerülő folyadékkal való átnedvesítése után.

A szögletes geometriájú csatornáknál, amelyeknek legalább egy fala porózus membránból van, h a 90 és 92 membránok közötti távolság, amely meghatározza a

11. ábrán bemutatott csatorna magasságát. Aha szögletes csatornákra általában kb. 0, 0110 és 0, 030 cm között van. A találmány szerint a modul méretarány, l/h, kb. 50-5000, rendszerint 200-300.

HU 213 925 Β

A modulméretarányt és a modulüzemeltetési nyírási sebességet párhuzamosan optimalizáljuk, hogy elérjük a kívánt szelektivitást a lehető legnagyobb fluxus mellett. A hagyományos rendszerektől eltérően ez a rendszer nem működik sem kiemelkedően nagy nyírási sebesség, sem kiemelkedően alacsony térfogati fluxus mellett, hanem olyan feltételekkel, amelyek maximális szelektivitást biztosítanak, víruskinyerés esetén vírus- fehérje szelektivitást. Pontos összefüggést találtunk a modul méretarány és a modulüzemeltetési nyírósebesség között, amely optimális szeparálási teljesítményt ad.

A készülékben használandó maximális nyírási sebesség a (2) egyenlettel határozható meg:

. P²d'_m ^1/2 1 ⁷ L_pl/2h^3/2 (1 + K)² ahol γ a maximális nyírási sebesség az optimális szelektivitás elérésére.

Az arányossági állandót, D*-t kísérletileg a következő módon határozzuk meg:

Vékony csatornák vagy üreges szálak kötegéből álló prototípus modult állítunk össze a végső berendezésben használandó ultraszűrő membrán típusból. A prototípusban levő csatornák vagy szálak bármilyen méretűek lehetnek. Legmegfelelőbbnek a kb. 200 L/h méretarányú csatornákat tartalmazó prototípust találtuk. A szivattyúk és vezetékek segítségével olyan áramot képezünk, amely megfelel a kis molekulatömegű komponens kinyeréséhez és a permeátum Q_P áramlási sebességének szabályozására. Ezt a permeátum áramot összekeverjük egy nyersanyagtartályban a nagy molekulatömegű komponenst tartalmazó recirkulációs árammal, melyet az ultraszűrő csatornákból vagy szálakból nyertünk. A recirkulációs áram áramlási sebességét (Q_P) szabályozzuk. A készülékkel több kísérletet végzünk vagy a Q_P változtatásával és a Q_r állandó értéken tartásával, vagy a Q_R változtatása és a Q_P állandó értéken tartása mellett. Minden kísérlet után megmérjük a vizsgált anyagok szeparálásának mértékét (a szelektivitást). Az egyes kísérletek után a rendszert gondosan elárasztjuk sólével vagy vízzel, hogy eltávolítsuk a rendszerből az összes kezelt folyadékot. Azután a szokásos módszerekkel mérjük a standard hidraulikus permeabilitást, L_P-t pl. vízre vagy sólére. Az értéket megszorozzuk a kezelt folyadék és az etalon folyadék μ értékeinek arányával, ahol μ a viszkozitás centipoise-ben, és L_P-t az (1) egyenletből vesszük. A talált szelektivitásból meghatározzuk az optimális szelektivitást, és az ennek megfelelő Q_P és Q_R értékeket. A kiválasztott optimális érték összefügg a Q_P és Q_R értékekkel, ha mind a fluxust, mind a szelektivitást párhuzamosan maximálisra állítjuk be. A K állandó az (1) egyenletből a Qr/Q_p optimális értéke alapján számítható ki.

Az optimális Q_K-nek megfelelő nyírási sebesség felhasználásával a (2) egyenletből kiszámítható a D* állandó. D* az ultraszürésnek alávetendő oldat egyik paramétere és fehérjékre kb. 1 * 10 ⁷ cm²/sec és 25* 10 ⁷ cm²/sec között van. A p határértékei tükrözik a Qr/Q_p arány határértékeit. A felső határt a recirkulációs szivattyú szabja meg, az alsó a vírusvisszatartás, amely alacsony

Qr/Qp érték, vagyis magas konverzió mellett csökken (a visszatartott anyagok koncentrálódnak a permeátum távozásával). Kis vírusok esetén 20 : 1-nél nagyobb Qr/Q_p érték a kívánatos.

Az (1) és (2) egyenletek alapján tervezett és üzemeltetett ultraszűrő berendezésben az optimális szétválasztási hatékonyságot nyújtó teljes membránfelületet a (3) egyenlettel írjuk le:

A = 0,25 Q_pL(l+k)²/D*k (pLp/h)^1/2 (3) ahol A a teljes membránfelszín területe.

A csatorna két vége közötti maximális nyomásesés, amely közvetlenül mérhető, a (4) egyenlettel adható meg az optimális szeparálási feltételekre:

AP_C = 2,0D*h^1/2/(l + K)² L_p ^3/2 μ^1/2 (4) ahol ΔΡς a csatorna két vége közötti nyomásesés.

A koncentrációs polarizáció szabályozása a tangenciális áramlási modulban a modul méretarány és az üzemeltetési nyírási sebesség kombinált párosításától függ. Tehát a modulformáknak és az üzemeltetési nyírási sebességnek csak egy megszabott tartománya felel meg. Ez alulról és felülről határt szab az L/h és p faktoroknak. A recirkulációs áram áramlási sebességének, Q_R, a permeátum áram áramlási sebességéhez, Q_P, viszonyított aránya, p kb. 5-100, leggyakrabban 10-50, leginkább 30.

Végül az optimális konstrukció, L/h, és üzemeltetési feltételek γ mellett a transzmembrán nyomásesések aránya a csatorna kimeneténél és bemeneténél:

b = TMP kivezetés/T M P bevezetés eltér 1,0-től. A b értéke a találmány szerint 0,0 és 0,85 között van, rendszerint 0,75.

Amint a példákban látható, a 4,789,482 számú USA szabadalmi leírásban megadott feltételek között optimális víruselválasztást és fehéqekinyerést értek el, bár a leggyakrabban alkalmazott méretarány és az üzemeltetési paraméterek eltérnek a hivatkozott szabadalmi leírás igénypontjaiban meghatározott értékektől. Amint a példákból látható, fehéije jelenlétében a víruskinyerés (LRV) függ a méretaránytól és a Q_R recirkulációs áramlási sebesség és Q_P permeátum áramlási sebességének arányától egyaránt. A vírusvisszatartás szempontjából megfelelő tartomány a 100-1000 közötti méretarány és a 20-200 közötti p érték. Ezek az értékek a 4,789,482 számú USA szabadalmi leírásban megadott tartományon belül vannak. Viszont fehérje nélkül a legkedvezőbb méretarány kb. 300 és a legkedvezőbb p érték 20-100. A 100 alatti és 1000 fölötti méretarányok mellett kisebb a visszatartás; a 20 alatti p érték, vagyis 0,05 fölötti konverzió alkalmazható, de szintén a vírusvisszatartás erőteljes eséséhez vezet.

Fehérje, mint pl. a humán szérum albumin jelenlétében, a vírusvisszatartás nő a fehérjepolarizációval a membránfelületen. Ebben az esetben a vírusvisszatartást kevésbé befolyásolja a méretarány és szinte nem függ

HU 213 925 Β tőle, amíg a p érték 10 fölött van; vagyis amíg a konverzió kisebb mint 0,1. Ezért fehérje jelenlétében a méretarányt 100-500-nak célszerű választani, a p értéket pedig 10-50-nek.

Ezt a két esetet összevetve, a 4,789,482 számú USA szabadalmi leírásban leírt méretarányok és p értékek, valamint a legkedvezőbb 300 körüli méretarány és a 20-30 körüli legkedvezőbb p érték.

A következő példák a találmány illusztrálására és nem korlátozására szolgálnak.

1. példa

A Millipore Corporation, Bedford, MA által forgalmazott, 0,22 μ átlagos pórusméretü Duropore® mikroporózus membránt használtuk előre gyártott mikroporózus membránként. A membránt 30% glicerint tartalmazó izopropanolos oldattal kezeltük és szárítottuk.

20,5% poli(vinilidén-difluorid)-ot (PVDF, Kynar 741, Pennwalt Corporation, Philadelphia, Pa.) tartalmazó polimer oldatot és N-metilpirrolidonban (NMP) 4,9% lítium-kloridot tartalmazó oldatot öntöttünk a glicerinezett Durapore® mikroporózus membránra 450 cm/perc sebességgel az 1. ábrán látható berendezés segítségével, majd a bevont membránt 25% (t/t) glicerint tartalmazó, 7 °C-os vízfürdőbe merítettük. A bevonáshoz használt poliészter simítófilm hosszát az 1. ábra ismertetésénél leírtuk kb. 2-3 inch (5-7,5 cm). A levegő expozíció a bevonó poliészterfilm és a merítő fürdő között 2 inch (5 cm) volt. Öntés után a kompozit membránt 25 °C-on vízfürdőbe merítettük egy percre, majd szárítottuk az előmosott szövet átvezetésével perforált szárítóhenger felett, amelyben az atmoszferikusnál kisebb nyomást tartottuk fenn és meleg (140° F; 280 °C) levegőáramot irányítottunk a 180 cm/perc sebességgel mozgó szövet felületére.

A membrán hidrofillé alakítására szolgáló általános eljárást a 4,618,533 számú USA szabadalmi leírás tartalmazza, és már fentebb ismertettük. Az ebben a példában használt membránhoz a vizes reagensoldat 4% hidroxipropilacetátot (HPA), térhálósító szert és szabadgyökös iniciátort tartalmazott. A hidrofób membránt egymást követően, folyamatosan alkoholon, vízen és a reagensen vezettük át 750 cm/perc sebességgel. A reagensoldat feleslegét rugalmas gumi törlölapáttal távolítottuk el. A térhálósított kopolimer polimerizációját UV-fénnyel iniciáltuk 254 nm hullámhosszon a szövet mindkét oldalán. A reagenssel telített membránszövet tartózkodási ideje az UV-fényben kb. 5-10 sec volt. A hidrofillé tett membránszövetet vízzel mostuk a reagens felesleg eltávolítására, majd perforált dobon szárítottuk, amelynek belsejében az atmoszférikusnál kisebb nyomást tartottunk fenn, a felületre pedig 300 °F-ra (572 °C) hevített levegőt fuvattunk.

A bevonási művelet alatt a membránokon változtattuk a gumihenger szorító nyomását a pneumatikus hengerekkel és a sebességgel, amely mellett a mikroporózus szubsztrátot áthúztuk a szorító részen, a célból, hogy 5-20 mikrométer között változzon az intermedier porózus réteg pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM) mért vastagsága. A szorítónyomást 85 és 175 psi (624—1284,5 Pa) között, a sebességet 195 és 450 cm/perc között változtattuk.

A kapott B membránt külön és függetlenül két különböző oldattal kezeltük, egyik egy csak Phi><174 bakteriális fágot tartalmazó foszfátpufferes sóoldat (PBS) volt, a másik oldat pedig 0,25% humán szérum albumint tartalmazott PBS-ben Phix 174 baktériumfággal kiegészítve.

Amint a 3. ábrán látható, a szárított hidrofób intermedier réteg 5 mikrométeres vastagsága mellett az intermedier porózus réteg nagy mértékben összeomlott, ami alacsony permeabilitáshoz vezetett, a Phix 174 LRV nagyon magas, kb. 5 lóg, az albuminkiszűrés igen alacsony, 48%. Ahogy az intermedier réteg vastagsága 8 mikrométerre nő, a réteg és a felületi membránbevonat permeábilisabbak lesznek, így jelentősen nő a fehéijeátengedés és csökken a Phix 174 LRV.

Ahogy az intermedier réteg vastagsága 20 mikrométerre nő, a Phix 174 LRV jóval kisebb sebességgel csökken ésaz albuminátengedés nem változik.

2. példa

Ez a példa azt illusztrálja, hogy a találmány szerinti kompozit membránok fehérje távollétében a vírusrészecskék visszatartására olyan lóg redukció értékek mellett képesek, amelyek sokkal jobbak, mint a korábbi technikákkal előállított membránok egyenértékű fehérjekiszürési paraméterei. Emellett, a találmány szerinti membránok részecske lóg redukciós értékei monotonon nőnek a részecskeátmérő függvényében, ami a korábbi membránoknál nem volt megfigyelhető.

A találmány szerinti A membránnak elnevezett első membránt a következő módon készítettük:

A Millipore Corporation, Bedford, MA által forgalmazott 0,22 μ átlagos pórusméretü Durapore® mikroporózus membránt használtuk előre gyártott mikroporózus membránként. A membránt 30% glicerint tartalmazó izopropanolos oldattal kezeltük és szárítottuk.

19,8% poli(vinilidén-difluorid)-ot tartalmazó (PVDF, Kynar 741, Pennwalt Corporation, Philadelphia, PA) polimeroldatot és metil-pirrolidonban oldott 5% lítiumkloridot öntöttünk a glicerinezett Durapore® mikroporózus membránra 450 cm/perc sebességgel az 1. ábrán bemutatott készülékben. A bevont membránt azután 25% (t/t) glicerint tartalmazó 7 °C-os vízfürdőbe merítettük. A bevonási eljárás poliészter simítófilmjének hosszát az 1. ábrával kapcsolatban megadtuk, ez kb. 2-3 inch (5-7,5 cm) és a pneumatikus hengerek nyomása 150 psi (1101 Pa).

A levegőexpozíció a bevonó poliészter film és a merítőfürdő között 2 inch (5 cm) volt. Öntés után a kompozit membránt 25 °C vízfürdőbe merítettük 1 percre, majd szárítottuk az előmosott membránszövet átvezetésével perforált szárítóhenger fölött, amelyben az atmoszferikusnál kisebb nyomást tartottunk fenn és meleg levegőt (140 °F; 284 °C.) irányítottunk a szövet felületére amelyet 180 cm/perc, sebességgel mozgattunk.

Az A membránt az 1. példában leírt módon hidrofilizáltuk.

A szárított hidrofób kompozit membrán intermedier porózus rétegének vastagsága a pásztázó elektronmikroszkópos meghatározás (SEM) szerint 7,2-9,6 μ volt.

A találmány szerint készített másik, C membránt a következő módon állítottuk elő:

HU 213 925 Β

A Millipore Corporation, Bedford, MA által forgalmazott, 0,22 mm átlagos pórusátmérőjü Durapore® mikroporózus membránt alkalmaztuk előre gyártott mikroporózus membránként. A membránt 30%-os izopropanolos glicerinoldattal kezeltük és szárítottuk.

19,8% poli(vinilidén-difluorid)-ot (PVDF, Kynar 741, Pennwalt Corporation, Philadelphia, PA) tartalmazó polimer oldatot és metil-pirrolidonban 5% lítium-kloridot öntöttünk a glicerinezett Durapore mikroporózus membránra 450 cm/perc sebességgel, az 1. ábrán bemutatott készülékben. A bevont membránt 7 °C-os 25%-os (t/t) glicerines vízfürdőbe merítettük. A poliészter simítófilm hosszát a bevonási eljárásban az 1. ábránál ismertettük, kb. 2 inch (5 cm), a pneumatikus hengerek nyomása 150 psi (1101 Pa). A levegőexpozíció a bevonó poliészter film és a merítőfiirdő között 2 inch (5 cm) volt. Öntés után a kompozit membránt 25 °C-os vízfürdőbe merítettük 1 percig, majd szárítottuk az előmosott membránszövet átvezetésével perforált szárítóhenger fölött, amelyben az atmoszferikusnál kisebb nyomást tartottuk fenn, és meleg levegőt (140 °F; 284 °C ) irányítottunk a membránszövet felületére, amelyet 180 cm/perc sebességgel mozgattunk.

A kompozit membránt a következő módszerrel hidrofillé alakítottuk:

A C membránt az A membránhoz hasonlóan tettük hidrofillé. A szárító levegő hőmérséklete 257 °F (494,6 °C) volt. A vizes reagens 5,1% hidroxi-propilacetátot, térhálósító szert és szabadgyökös iniciátort tartalmazott.

A szárított hidrofób kompozit membrán intermedier porózus rétegének vastagsága a pásztázó elektronmikroszkópos (SEM) meghatározás szerint 8,5 μ volt.

A találmány szerinti harmadik, D membránt a következő módon állítottuk elő.

A Millipore Corporation, Bedford, MA által forgalmazott 0,22 pm átlagos pórusátmérőjű Durapore® mikroporózus membránt használtuk előre gyártott mikroporózus membránként. A membránt 30%-os izopropanolos glicerinoldattal kezeltük és szárítottuk.

19,9% poli(vinilidén-difluorid)-os (PVDF, Kynar 741, Pennwalt Corporation, Philadelphia, PA) polimer oldatot és metil-pirrolidonban 4,9% lítium-kloridot öntöttünk a glicerinezett Durapore® mikroporózus membránra 450 cm/perc sebességgel, az 1. ábrán bemutatott berendezésben. A bevont membránt 8 °C-os 25%-os (t/t-) glicerines vízfürdőbe merítettük. A poliészter simítófilm hossza a bevonási eljárásban az 1. ábra leírásánál szerepel, kb. 2 inch (5 cm), a pneumatikus hengerekre gyakorolt nyomás 150 psi (1101 Pa). A levegőexpozíció a bevonó poliészter film és a merítő film között 2 inch (5 cm) volt. Öntés után a kompozit membránt 25 °C -os vízfürdőbe merítettük 1 percre, majd az előmosott membránszövetet perforált szárítóhenger fölött elvezetve szárítottuk, a hengerben az atmoszferikusnál kisebb nyomást fenntartva és meleg levegőt (140 °F ; 284 °C) irányítva a membránszövet felületére, amelyet 120-180 cm/perc sebességgel mozgattunk.

A D membránt ugyanúgy hidrofilizáltuk, mint az A membránt.

A szárított hidrofób membrán intermedier porózus rétegének vastagsága a pásztázó elektronmikroszkópos (SEM) meghatározás szerint 8,1-9,3 μ volt.

Az A membránt összehasonlítottuk a kereskedelmi forgalomban kapható PTHK és PLMK ultraszürő membránokkal, mindkettő a Millipore Corporation, Bedford, MA terméke és az YM-100 membránnal, amely az Amicon Corporation, Danvers, MA terméke, így meghatároztuk a fehérjekiszűrési paramétereket a fehérjeméret és az üzemeltetési fluxus függvényében állandó recirkulációs áramlási sebesség és 11001/sec nyírás mellett.

0,6 l/m²/h (LMH) és 6,0 LMH mellett a fehérjekiszűrési paraméter szempontjából az A vírusmembrán lényegében egyenértékű a tipikus, 100 E dalton vágási értékű, kereskedelmi forgalomban levő ultraszürő membránnal. Az A vírusmembrán mindkét esetben jóval kevésbé átjárható, mint az 500 E daltonos vágási értékű Millipore PMLK membrán, amint a 4. ábrán látható.

A fenti példákban szereplő három membrán lóg redukciós értékét összevetettük a kereskedelemben kapható YM100 membránéval, amely az Amicon Corporation, Danvers, MA terméke, és a Millipore Corporation, Bedford, MA PTHK membránjáéval; korábban mindkettőről elmondtuk, hogy közel azonos fehéijekiszürési tulajdonságokat mutatnak. Bevontuk a vizsgálatba a PZHK#1 és a PZHK#2 membránokat, amely ék a 4,824,568 számú USA szabadalmi leírás 2. példájában megadottak szerint készültek és a fentiek szerint hidrofilizáltuk, valamint a Pali Corporation, East Hills, New York által forgalmazott 0,04 μπι-es Ultipor membránt.

A lóg redukciós értékeket a következő módszerrel határoztuk meg. Mindegyik membránt a vizsgált részecske foszfát pufferes sóiét tartalmazó oldatával kezeltük tangenciális áramlási cellában 1100 sec^-1 nyírás és 31/m²/h fluxus mellett. A szűrlet- és az oldatmintákat elemeztük a részecskekoncentráció szempontjából, és kiszámítottuk az LRV-t mint a vizsgált anyagkoncentráció és szürletkoncentráció arányának logaritmusát. A két vizsgált részecske a Phi* 174 és a Phi 6 bakteriális fágok voltak, a plakkvizsgálattal elemeztük ezeket a megfelelő gazdabaktériumok felhasználásával. Higítási sorozatot készítettünk a koncentráció meghatározására. A részecskék a Seragen Diagnostics, Inc. Indianapolis, Indiana cég látex részecskéi voltak. Ezeket a látex részecskéket 0,1% Triton X-100 felületaktív anyaggal stabilizáltuk az agglomeráció elkerülésére. A látex részecskéket zárt végű vákuumszűrővel vizsgáltuk, a szűrletből 10-50 ml-t a Nucleopore Corp., Pleasanton, Califomia, 0,03 μ-os vagy 0,05 μ-os Nucleopore szűrőjének 25 mm-es szűrőkorongjára gyűjtöttünk. A Nucleopore szürőkorong reprezentatív adagját pásztázó elektronmikroszkópba tettük (SEM) és 20-nál több mikrofotogramot készítettünk. A mikrofotogramon megfigyelt részecskéket megszámoltuk az egyes minták látexkoncentrációjának meghatározása céljából.

E membránok lóg redukciós értékeinek összehasonlítása látható az 5. ábrán és az 1. táblázatban.

Amint az 5. ábrán és az 1. táblázatban látható, csak a találmány szerinti membránok képesek a vírusméretü

HU 213 925 Β részecskék eltávolítására olyan lóg visszatartási értékkel, amely monotonon nő a részecskeátmérő függvényében 8,1 LRV értékig a 93 nm átmérőjű részecske esetében. A hasonló fehérjekiszürési tulajdonságú, kereskedelmi forgalomban levő ultraszűrő membránok olyan LRV értékeket mutatnak, amelyek közel függetlenek a részecskeátmérőtől, csak 1/2-1 log-gal növekednek a mért mérettartományban. A találmány szerinti membránok legalább 3-4 nagyságrenddel jobb részecske eltávolítást adnak 70 nm-nél nagyobb átmérőjű részecskéknél, a kereskedelmi forgalomban levő ultraszürő membránokkal összevetve. Ezen túlmenően, amint az 1. táblázatban látható, a találmány szerinti membránok tulajdonságai jól reprodukálhatóak.

A PZHK#1 és PZHK#2 membránokkal összehasonlítva az öntési technológia továbbfejlesztése a 4,824,568 számú USA szabadalmi leírásban megadotthoz képest 3-5 lóg paraméterjavulást hozott a teljes mért részecskeméret-tartományban.

Végül a PTHK és az Ultipore membránok veszteséget mutattak a Phi* 174 visszatartásban HSA fehérje jelenlétében, amint az 5. ábrán látható, ami arra utal, hogy a Phi* 174 adszorpció nagy mértékben hozzájárul e két membránnal kapott részecske-eltávolításhoz. HSA jelenlétében a Phi* 174 LRV-je 3,0-log-ról 3,7 Iog-ra nőtt a fehérje koncentrációs polarizációja miatt a találmány szerinti A és C vírusmembránoknál. Tehát a mért részecske-eltávolítás elsősorban a méret alapján megy.

7. táblázat

nm Membrán	PhiX (28 nm)	67 nm Látex	Phi / (78 nm)	93 Látex
A	2,9	6,5	>7,5	8,2
C	3,0	6,7		8,0
D	3,1		>7,5
PTHK	2,2	<3,06	3,5	<3,5
YM-100	3,1	<3,4	3,3	3,9
Pali. 04	0,7	<3,3	4,2	4,2
mikron
PZHK#1	0,08	-	1,92	-
PZHK#2	0,025	-	0,14	-

3. példa

A találmány szerinti, fenti módon előállított A membránt vizsgáltuk, hogy meghatározzuk a tangenciális áramlási üzemeltetési feltételek hatását a Phi *174 bakteriális vírusra kapott visszatartó képességre.

A kompozit membránt a 9. és 10. ábrán bemutatott készülékhez hasonló berendezésbe tettük, amelynek egy 32 modulja van, 2,4 inch (6 cm) hosszú, 0,0078-0,0063 inch (0,019-0,016 cm) magas csatornákkal.

0,25% (t/t) humán szérum albumin fehérjeoldatot (Alpha, gyógyászati) készítettünk, amely 28 nm átmérőjű Phi* 174 bakteriális fágot tartalmazott pH 7,4-nél. Az oldatot átvezettük a szétválasztó berendezésen a LRV meghatározására a membrános átmenő fluxus, valamint a recirkulációs áramlási sebesség és szürlet áramlási sebesség arányának függvényében. Az eredmények a 6. és 7. ábrán láthatók.

Amint a 6. ábrán látható, a fágvisszatartás enyhén nő a membránon átmenő fluxus függvényében, de a mutatók reverzibilisek, ha a fluxus ismét alacsony értéket vesz fel, tehát a paraméterek összhangban vannak a fehéije koncentrációs polarizációjával.

A találmány szerinti PVDF kompozit membránt vizsgáltuk, hogy meghatározzuk a recirkulációs és szürlet áramlási sebességek arányának hatását az LRV-re. Amint a 7. ábrán látható, a Phi* 174 visszatartás nőtt a zárt végű szűrőberendezésben mérthez képest, ahogy ezen áramlási sebességarány értéke nőtt. Tehát, ahogy a recirkulációs áramlási sebesség nő, vagy a konverzió (ezen áramlási sebességi arány reciproka) csökken, a Phi* 174 visszatartás jobb lett, mint a zártvégű szűrővel kapott, ahol is a recirkulációs áramlási sebesség nulla és a konverzió 100%. Amint a 7. ábrán látható, a fág LRV független a recirkulációs és szürlet áramlási sebességek arányától 25 : 1 érték felett.

4. példa

E példa membránját, az E membránt az 5. és 10. ábrán bemutatotthoz hasonló készülékben vizsgáltuk, amelynek egy 32 modulja van, 2,4—11,0 inch (6-27 cm) hosszú és 0,004-0,030 inch (0,01-0,08 cm) magas csatornákkal a célból, hogy meghatározzuk a csatorna méretarány hatását a vírus lóg redukcióra.

Az E membránt a következő módon készítettük. A Millipore Corporation, Bedford, MA által forgalmazott, 0,22 pm átlagos pórusátmérőjű Durapor® mikroporózus membránt használtuk előre gyártott mikroporózus membránként. A membránt 30%-os izopropanolos glicerinoldattal kezeltük és szárítottuk.

20% poli(vinilidén-difluorid)-ot tartalmazó (PVDF Kynar 741, Pennwalt Corporation®, Philadelphia, PA) polimeroldatot és metil-pirrolidonban 5% lítiumkloridot öntöttünk a glicerinezett Durapore mikroporózus membránra 450 cm/perc sebességgel az 1. ábrán bemutatott készülékkel. A bevont membránt 25% (t/t) glicerint tartalmazó, 7 °C-os vízfürdőbe merítettük. A poliészter simítófilm hosszát a bevonási eljárásban az 1. ábrával kapcsolatban ismertettük, kb. 2-3 inch (5-7,5 cm), a pneumatikus hengerre gyakorolt nyomás 150 Psi (1101 Pa). A levegő expozíció a bevonó poliészter film és a merítőfürdő között 2 inch (5 cm) volt. Öntés után a kompozit membránt 25 °C-os vízfürdőbe merítettük 1 percre, majd szárítottuk, az előmosott membránszövetet perforált száritóhenger fölött átvezetve, amelyben az atomoszferikusnál kisebb nyomás volt, és meleg levegőt (140 °F; 284 °C) irányítottunk a szövet felületére, amelyet 120-180 cm/perc sebességgel mozgattunk.

Az E membránt az 1. példában leírt módon hidrofilizáltuk.

A szárított hidrofób membrán intermedier porózus rétegének vastagsága a pásztázó elektronmikroszkópos (SEM) meghatározás szerint 6-10 μ.

A Phi* 174 tartalmú PBS oldattal HSA jelenlétében és távollétében kapott eredmények a 8. ábrán láthatók. Az összes vizsgálatot 1100 sec ¹ csatorna nyírási sebesség és 31/m²/h fluxus mellett végeztük. A csatorna mé11

HU 213 925 Β retaránynak kis hatása van a vírus visszatartásra 100 fölötti értéknél.

5. példa

A találmány szerinti; fenti módon készített A membránt alkalmaztuk a 2d. ábrán látható kétlépcsős rendszerben, hogy bemutassuk a tulajdonságait egy, várhatóan a gyakorlatban is előforduló rendszerben.

A kétlépcsős rendszert tangenciális áramlási feltételek mellett működtettük 1100 sec¹ recirkulációs nyírás és 6 l/m²/h térfogatáram mellett mindkét lépcsőben. A feldolgozott folyadék térfogata 200 ml volt, a feldolgozási idő minden esetben kb. 5 h.

A betáplált oldat 0,25% HSA-t tartalmazott foszfátpufferes sólében, és fággal volt kiegészítve, egyik esetben Phix 174-gyel, másik esetben Phi 6-tal, mindkettő 5><10⁷pfu/ml koncentrációban. Mindegyik áramból mintákat vettünk és az eredményeket a 2. és 3. táblázat mutatj a, a 2. és 3. táblázat áramainak sorszámát a 2d. ábra illusztrálja. Az 5 óra múlva mért HSA koncentráció és a kiindulási anyag HSA-koncentrációjának megadtuk az arányát, valamint a vírus LRV értékét az összes áramban megadtuk. A HSA koncentráció arányt összehasonlítottuk a 4. ábrán bemutatott kiszűrési együtthatón alapuló számított értékekkel. Az egyes áramok koncentrációi közel állnak az elméleti értékhez, ami arra mutat, hogy a HSA kinyerés megfelel a membrán tulajdonságoknak. A Phix 174 esetében 4,2 lóg és 4,8 lóg kinyerést mértünk az 1. és 2. lépcsőből távozó folyadékban és összesen 5,6 lóg teljes kinyerést mértünk a végső feldolgozott folyadékban.

A Phi 6 esetében nem találtunk Phi 6-ot egyik lépcső után sem a folyadékokban. Mindkét kísérletben az első lépcső recirkulációs áramaiból kinyert 31 áramból vettük a vírust.

2. táblázat

Áram	Elméleti HSA koncentráció	Mért Áramlási koncentráció	XI74 LRV
26	0,92	0,89	4,2
38	0,90	0,90	4,8
46			5,6
31	1,8	2,0	0,6
52	2,0	1,4	0,7

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

Claims (22)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Kompozit aszimmetrikus membrán olyan részecskék szelektív elválasztására, amelyeknek mérete a vírusrészecskék mérettartományába esik, az adott részecskéket tartalmazó oldatból, azzal jellemezve, hogy magában foglal 0,05-10 mm átlagos pórusmérettel rendelkező szubsztrátot, egy vízzel nedvesíthető felületi bevonatot és egy intermedier réteget a szubsztrát és a bevonat között, amely intermedier réteg porózus és olyan pórusoktól mentes, amelyek a bevonattól a membránszubsztrátig terjednek, továbbá a kompozit membrán fehérje-molekulatömeg vágási értéke 5xl0² és

   5^χ10⁶ dalton között van és legalább 3 lóg redukciós értéket biztosít, és ez a lóg redukciós érték a részecskeátmérő monotonon növekedő függvénye a 10-100 nm átmérő tartományban.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti kompozit membrán, azzal jellemezve, hogy az intermedier porózus réteg vastagsága 5-20 pm.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti kompozit membrán, azzal jellemezve, hogy a szubsztrát egy mikroporózus membrán.
4. 4. A 3. igénypont szerinti kompozit membrán, azzal jellemezve, hogy az intermedier porózus réteg vastagsága 5-20 pm.
5. 5. A 3. vagy 4. igénypont szerinti kompozit membrán, azzal jellemezve, hogy a szubsztrát poli(vinilidén-difluorid)-ból készült mikroporózus membrán.
6. 6. A 3. igénypont szerinti kompozit membrán, azzal jellemezve, hogy a bevonat, az intermedier porózus réteg és a membrán poli(vinilidén-difluorid)-ból készültek.
7. 7. Az 5. vagy 6. igénypontok bármelyike szerinti kompozit membrán, azzal jellemezve, hogy az intermedier réteg vastagsága 5-10 pm.
8. 8. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti kompozit membrán, azzal jellemezve, hogy lap formájú.
9. 9. Az l^f. igénypontok bármelyike szerinti kompozit membrán, azzal jellemezve, hogy üregesszál formájú és a bevonat magában foglal egy külső szálfelületet.
10. 10. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti kompozit membrán, azzal jellemezve, hogy a felületi bevonat vagy hártya hidrofil.
11. 11. Eljárás 10 és 100 pm közötti méretű részecskék szelektív eltávolítására oldatból, legalább 3 lóg redukciós érték mellett, azzaljellemezve, hogy az oldatot az első szűrési lépésben közvetlenül érintkeztetjük az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti kompozit membránnal, miközben az áthalad, a bevonat visszatartja a részecskéket, így részecskékben gazdag oldatot hozunk létre, miközben átengedi az oldatban levő oldott anyagot lényegében a részecskéktől mentesen a kompozit membránon, és a részecskeeltávolítás lóg redukciós értéke a részecskeátmérő monotonon növekvő függvénye, és adott esetben az így létrehozott részecskékben gazdag oldatot egy második szűrési lépésben közvetlenül érintkeztetjük egy, az 1,—10. igénypontok bármelyike szerinti második kompozit membrán bevonatával, és egy második, részecskékben gazdag oldatot és egy második, lényegében részecskementes oldatot képezünk.
12. 12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy részecskékként vírusrészecskéket, oldatként pedig fehérjeoldatot használunk.
13. 13. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 5-20 pm vastagságú intermedier porózus rétegű kompozit membránt alkalmazunk.
14. 14. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy bevonatként, az intermedier porózus rétegként és a membránszubsztrátként poli(vinilidén-difluorid)-ot tartalmazó membránt használunk.
15. 15. A 11-13. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a 8. igénypont szerinti kompozit membránt használjuk.

    HU 213 925 Β
16. 16. A 11-13. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy lap formájú kompozit membránt használunk.
17. 17. A 11-13. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy részecskékben gazdag oldatnak legalább egy részét visszakeringtetjük a kompozit membrán bevonatára, és így közvetlen érintkeztetést biztosítunk.
18. 18. A 11-17. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a részecskékben gazdag áramot egy második szűrési lépcsőben közvetlenül érintkeztetjük az 1. igénypont szerinti második kompozit membrán bevonatával, így egy második részecskékben gazdag oldatot és egy második, lényegében részecskementes fehérjeoldatot képezünk.
19. 19. Eljárás kompozit aszimmetrikus membrán előál- 15 lítására, a vírusrészecskék mérettartományába eső részecskék elválasztására a részecskéket tartalmazó oldatból, azzal jellemezve, hogy rést képezünk egy forgódob és egy álló henger között, 0,05-10 pm átlagos pórusméretű szubsztrátot helyezünk el a forgódobra, simítófilmet teszünk az álló hengerre a résen keresztül és túlvezetjük a résen, bevezetjük a polimeroldatot a résbe, a polimeroldatból bevonatot képzünk a membránszubsztráton, 5 a felvitt polimeroldatot koaguláltatjuk a membránszubsztráton, a polimer bevonatot és a membránszubsztrátot szárítjuk és kívánt esetben vízzel nedvesíthetővé tesszük.
20. 20. A 19. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, 10 hogy poli(vinilidén-difluorid)-szubsztrátot és 10-21% (t/t) poli(vinilidén-difluorid)-ot tartalmazó polimeroldatott használunk.
21. 21. A 19. vagy 20. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szubsztrátot védőanyaggal kezeljük a szubsztrát és polimeroldat érintkeztetése előtt.
22. 22. A 19. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szubsztrátként poli(vinilidén-difluorid)-ot, és polimeroldatként 19-21% (t/t) poli(vinilidén-difluorid)ot tartalmazó oldatot használunk.