带有化学官能物种的精细纤维网制造技术

提供官能化的精细纤维。在一个实施例中，官能化精细纤维可用于色谱法。官能化精细纤维包括精细纤维的基质。精细纤维优选具有小于2微米的平均直径，并且每根精细纤维优选具有至少1毫米的长度。所述精细纤维携带并固定官能分子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有化学官能物种的精细纤维网
本专利技术总体上涉及一种官能化精细纤维，更具体地说，本专利技术涉及一种可用于各种色谱技术的官能化精细纤维。
技术介绍
已知的是通过离心纺丝制备纳米纤维的方法和设备。示例性公开包括美国公开号2016/0083867、2016/0069000、2015/013141、2014/0339717、2014/0217629、2014/0217628、2014/0159262、2014/0042651、2014/035179、2014/0035178、2014/0035177、2012/0295021和2012/0294966，以及美国专利号9,181,635；8,778,240；8,709,309；8,647,541和8,647,540。这些全部公开内容通过引用以其整体并入本文。如此，这些参考文献中公开的离心纺丝、喷丝头、材料和方法优选用于本专利技术的实施例，其为这种离心纺丝系统提供改进和新用途。
技术实现思路
以下在
技术实现思路
的以下单独段落中讨论的专利技术方面和实施例可以独立使用或彼此组合使用。在一个方面，提供了一种官能化精细纤维。在实施例中，官能化精细纤维可用于色谱法。官能化精细纤维包括精细纤维的基质。精细纤维优选具有小于2微米的平均直径，并且每根精细纤维优选具有至少1毫米的长度。所述精细纤维携带并固定官能分子。在特定实施例中，所述官能分子是配体。在具体的实施例中，所述配体是特定于靶蛋白的抗体。所述精细纤维可以由从聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、其它含氟聚合物、聚酰胺、聚酯、纤维素、聚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚(4-乙烯基吡啶)构成的组别中所选择的至少一种聚合物形成。在其它实施例中，所述官能分子是至少一种金属离子。所述金属优选选自由钴、镍、铜、铁、锌和镓构成的组别。在另一个实施例中，所述官能分子是疏水基团。优选地，所述疏水基团包括苯基、辛基和丁基中的一种或多种。所述精细纤维可以形成为纤维网缠结物。在这样的实施例中，优选地，纤维网缠结物具有以下性质：在0.5"W.C.下0.1至50CFM/ft2之间的渗透率；1克/平方米至100克/平方米之间的基重。在一个实施例中，官能化多孔基材可包括支撑纤维网缠结物的多孔基材层。在这样的实施例中，多孔基材优选由无纺稀松布制成，所述无纺稀松布由从聚酯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚酰胺及其组合构成的组别中所选择的材料制成。在另一方面，提供了一种使用精细纤维分离化学混合物的方法。在溶液中施加异质分子组，其包括靶分子。靶分子通过官能化精细纤维上的官能分子捕获，从而产生剩余溶液。从官能化精细纤维中除去剩余溶液。带有溶剂的靶分子从官能化精细纤维中洗脱，并收集带有靶分子的溶剂。在一个具体实施例中，该方法用于靶分子是蛋白质的情况。在该方法中，洗脱步骤可以通过直接或通过梯度改变盐浓度、pH、电荷和离子强度中的至少一种来完成，以分解感兴趣的颗粒。在另一方面，提供了一种形成官能化精细纤维的方法。通过将包含聚合物熔体或聚合物溶液中至少一种的液体聚合物离心排出通过至少一个喷丝头中的孔口，同时以至少2500转/分(rpm)的速度旋转喷丝头，形成精细纤维。精细纤维的纤维直径通过离心力拉低，并且不使用静电纺丝力来拉低纤维直径。来自液体聚合物熔体或聚合物溶液的精细纤维被缠结，并且在通过离心纺丝形成之前的聚合物熔体或聚合物溶液包括官能分子。在另一方面，提供了另一种形成官能化精细纤维的方法。通过将包含聚合物熔体或聚合物溶液中至少一种的液体聚合物离心排出通过至少一个喷丝头中的孔口，同时以至少2500转/分(rpm)的速度旋转喷丝头，形成精细纤维。精细纤维的纤维直径通过离心力拉低，并且不使用静电纺丝力来拉低纤维直径。来自液体聚合物的精细纤维被缠结，并且在通过离心纺丝形成之后通过表面接枝、涂覆或粘附将官能分子附着至纤维网缠结物。在另一个方面，官能化精细纤维可以包含在纤维网中，所述纤维网已经被层压至基材以形成层压材料。在特定实施例中，所述基材是聚丙烯纺粘物。在进一步的实施例中，将层压材料打褶以形成滤筒。通过以下结合附图的详细描述，本专利技术的其它方面、目的和优点将变得更加明显。附图说明包含在说明书中并形成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的若干方面，并且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。在附图中：图1描绘了根据本专利技术示例性实施例的官能化精细纤维的示意图；图2描绘了用于形成包括图1的官能化精细纤维的纤维网的生产线的示意图(未按比例)；图3描绘了包括喷丝头的沉积室的示意图(未按比例)，该沉积室位于图2所示的生产线上；图4描绘了装填有在图2中描绘的生产线上制造的纤维网的洗脱柱；图5是概述使用图4所示的洗脱柱进行亲和色谱法的步骤的流程图；图6描绘了图1的官能化精细纤维的示意图(未按比例)，其中配体与靶分子结合；图7描绘了包括图1的官能化精细纤维的层压材料的示意图(未按比例)；以及图8描绘了由图7中描绘的层压材料制成的打褶色谱柱。虽然将结合特定优选实施例描述本专利技术，但并不意图将其限制于那些实施例。相反，其目的是涵盖包含在由所附权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的所有替代、修改和等同物。具体实施方式可以通过各种色谱技术分离生物分子。亲和色谱法特别适用于分离蛋白质，且以下讨论将主要关注蛋白质分离和离析。然而，该讨论仅作为示例提供，且并不意味着以任何方式限制本专利技术的范围。亲和色谱法的基础是蛋白质(或多种蛋白质)与特定配体之间的可逆相互作用。配体与非反应性色谱基质结合，所述非反应性色谱基质被装填入洗脱柱中。含有所需蛋白质以及其它分子和化合物的溶液流过洗脱柱中的基质。所需蛋白质将与配体结合，而溶液中的其它分子和化合物将流过基质而不会结合或以其它方式反应。然后将溶液和未结合的分子/化合物从洗脱管冲洗掉，留下与基质上的配体结合的所需蛋白质。然后第二种溶液流过洗脱柱，其含有竞争性配体或改变反应环境的pH、离子强度或极性。因此，配体和所需蛋白质之间的相互作用不再在能量上有利，并且所需蛋白质将从配体释放到第二溶液中，从而允许收集所需蛋白质。常规亲和色谱法使用色谱珠的官能化填充床作为配体结合的基质。珠子通常由聚苯乙烯或琼脂糖制成并且在形状方面为球形。根据本专利技术的示例性实施例，提供了由官能化精细纤维组成的纳米纤维网基质。图1描绘了形成色谱基质15的官能化精细纤维10的示意图。精细纤维10被官能化以包含多个官能分子，所述官能分子被描绘为配体20。由官能化精细纤维10制成的色谱基质15有利地提供更多的表面积以实现高官能化密度和官能分子与溶液中的靶分子的相互作用。例如，对于比重为1-50％的聚合物，纤维直径的减小将使表面积加倍，从而使靶分子结合面积增加一倍并提高捕获效率和结合能力。因此，增加的表面积也将允许更快的溶液(即含有靶分子的溶液)流动和更高的生产率。在一些实施例中，配体20可以使用间隔臂25与精细纤维10间隔开。间隔臂25优选是具有2至10个碳原子长的碳主链(carbonbackbone)的分子。间隔臂25使配体20远离基质15移动，使得所需蛋白质具有进入配体20上的结合位点的空间。合适的间隔臂包括1,6-二氨基己烷、6-氨基己酸、1,4-二(2,3环氧丙氧基)丁烷等。图2描绘了用于产生精细纤维10的生产线30的示例性实施例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于色谱法中的官能化精细纤维，其包括：精细纤维的基质，所述精细纤维具有小于2微米的平均直径，每根精细纤维具有至少1毫米的长度；以及由精细纤维携带和固定的官能分子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.19 US 62/324,784;2017.04.18 US 15/490,5861.一种可用于色谱法中的官能化精细纤维，其包括：精细纤维的基质，所述精细纤维具有小于2微米的平均直径，每根精细纤维具有至少1毫米的长度；以及由精细纤维携带和固定的官能分子。2.根据权利要求1所述的官能化精细纤维，其中所述官能分子是配体。3.根据权利要求2所述的官能化精细纤维，其中配体选自由特定为靶蛋白的抗体所构成的组别。4.根据权利要求1所述的官能化精细纤维，进一步地，其中所述精细纤维由从聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、其它含氟聚合物、聚酰胺、聚酯、纤维素、聚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、以及聚(4-乙烯基吡啶)构成的组别中所选择的至少一种聚合物形成。5.根据权利要求1所述的官能化精细纤维，其中所述官能分子包含至少一种金属离子，所述至少一种金属离子的金属选自由钴、镍、铜、铁、锌和镓构成的组别。6.根据权利要求1所述的官能化精细纤维，其中所述官能分子是疏水基团。7.根据权利要求6所述的官能化精细纤维，其中所述疏水基团包括苯基、辛基和丁基中的一种或多种。8.根据权利要求1所述的官能化精细纤维，其中所述精细纤维包含在纤维网缠结物中，所述纤维网缠结物具有：在0.5"W.C.下0.1至50CFM/ft2之间的渗透率；1克/平方米至100克/平方米之间的基重。9.根据权利要求8所述的官能化纤维，还包括支撑纤维网缠结物的多孔基材层，所述多孔基材包括无纺稀松布，所述无纺稀松布由从聚酯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚酰胺及其组合构成的组别中所选择的材料制成。10.一种使用根据权利要求1所述的精细纤维分离化学混合物的...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·班萨尔，T·D·卡尔，Y·内尔，K·刘，S·R·凯，
申请(专利权)人：克拉考公司，
类型：发明
国别省市：美国,US