【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及除病毒过滤的，特别是一种除病毒复合膜及其制备工艺。
技术介绍
1、膜技术是当代高效分离的新技术，与传统的蒸馏、精馏等技术相比，它具有分离效率高，能耗低，占地面积小等优点，膜分离技术的核心就是分离膜。其中聚合物滤膜是一类以有机高分子聚合物为原材料，根据一定工艺制成的分离膜；随着石油工业和科技的发展，聚合物滤膜的应用领域不断扩大，目前已应用的领域有气体分离、海水淡化、超纯水制备、污废处理、人工脏器的制造、医药、食品、农业、化工等各方面。
2、根据高分子聚合物种类的不同，聚合物滤膜可以细分为纤维素类聚合物滤膜、聚酰胺类聚合物滤膜、砜类聚合物滤膜、聚四氟乙烯类聚合物滤膜等；此外，也可以根据膜的孔径大小可以分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜及反渗透膜。
3、近年来，由于来源于细胞系的生物技术产品可能存在被病毒污染的风险，因此在对生物制剂的生产过程中，对病毒的去除或灭活作用一直是研究的关键，可以极大地降低病原性病毒医源性传播，降低风险，这对于产品的安全性至关重要。在生物制品进入临床试验和上市之前，必须证明其生产过程具有清除已知和假定病毒的能力。
4、目前，生物制品企业主要是利用超滤膜皮层的细小孔径进行过滤截留病毒以保障生物制品中的病毒得到清楚，提高生物制品的安全性。目前常见的除病毒滤膜包括有单层结构和双层结构。单层结构的除病毒滤膜典型的有不对称的聚醚砜滤膜，聚醚砜滤膜的表面具有超滤皮层结构，可以对病毒起到拦截作用；超滤皮层以下部分可以对过滤的流体起到预过滤的效果。双层结构的除病毒滤膜的其中一层为带有
5、emd密理博公司申请的一件授权公告号为cn1759924b的中国专利中公开了一种多层复合超滤膜(附图17)，该复合超滤膜包括至少一层具有第一面和等价的第二面的第一多孔膜层，以及至少一层具有等价的第一面和第二面的第二多孔膜层，该第一层与第二层的连接相叠加并具有从所述第二层的等价的第一面至所述第一层的等价的第二面的孔隙率连接过渡区域，其中所述层中的至少一层是非对称超滤膜；这样复合形成的膜结构对细小病毒就有较强的截留作用，同时能够得到较高的蛋白质收率，满足了实际应用的需求。
6、该申请中的复合超滤膜的微孔层和超滤层是通过同时共浇铸两种不同的lcst(下临界溶解温度)或ucst(上临界溶解温度)的溶液，并在非溶剂的相转化过程前，控制两层液体的温度处于两个lcst之间或两个ucst之间，随后再进行非溶剂相转化过程，得到含有过渡区域的复合超滤膜。该复合超滤膜中的过渡区域具有连续的孔洞，可以避免预制微孔膜上浇铸超滤层的方式中致密区域的出现，使得复合超滤膜以扩散的方式阻挡病毒杂质，膜通量有一定程度的提高。
7、但是该复合超滤膜的过渡区域需要通过严格控制第一层和第二层的厚度、溶液的相对粘度以及形成层的相对时间等，才可达到理想的性能较好的过渡区域，因此采用该方式制备双层的除病毒过滤膜较为复杂，工艺更繁琐，也更难适应各类不同需求的场景。
8、millipore corporation of billerica，massachusetts生产的双层pvdf双层膜——viresolve@膜，是通过在预制的微孔膜上浇铸超滤层而制得的，主要用于生物制品的除病毒过滤。但是经研究发现这类在预制的微孔膜上浇铸超滤层得到的双层或多层膜材料，由于浇铸的超滤层在成型前，在两层的界面处所保留的溶质发生非期望的堆积，使得两层的界面处产生了明显的致密层结构，该层致密结构会极大地降低过滤流的膜通量，降低了膜的寿命。
技术实现思路
1、本专利技术所要达到的目的是提供一种除病毒复合膜及其制备工艺，通过在除病毒复合膜中起支撑作用的多孔基底层内形成结合区，使得浇铸超滤层成型时形成的致密层结构得到消除，并在维持除病毒复合膜各项性能不发生较大程度衰减的前提下，使得除病毒复合膜的通量得到极大地提高。
2、第一方面，本申请提供一种除病毒复合膜，采用如下技术方案：
3、一种除病毒复合膜,包括主体，所述主体的一侧外表面为进液面，另一侧外表面为出液面，所述主体包含：
4、包括进液面的多孔基底层和包括出液面的分离层；所述多孔基底层的平均孔径大于所述分离层的平均孔径；
5、所述多孔基底层为由第一聚合物形成微孔膜层，所述分离层由第二聚合物形成，所述第一聚合物和第二聚合物为不同的聚合物材料；
6、所述多孔基底层靠近分离层的一侧区域内，所述第二聚合物从多孔基底层的表面渗入多孔基底层的孔结构中形成结合区，所述结合区内的所述第二聚合物形成的孔洞与分离层的孔洞相连通；
7、所述除病毒复合膜的pmi平均孔径控制为15-25nm；所述结合区的sem测量平均孔径不小于50nm。
8、通过pmi孔径测试仪对滤膜的平均孔径进行测试，得到本专利技术滤膜的pmi平均孔径为15-25nm，再通过主体结构的曲折通路以及膜一定的厚度，保证了除病毒复合膜对于细小病毒杂质(如20nm左右的parvo病毒)具有较好的截留效果，可以满足实际的除病毒应用需求。
9、本申请的除病毒复合膜是将用于形成分离层的铸膜液浇铸到预制的多孔基底层上制备得到。预制的多孔基底层可以对流体进行预过滤，使得流体中颗粒尺寸较大的杂质可以被截留在多孔基底层内，不易进入分离层中而使得分离层过早出现堵塞的情况，可以提高除病毒滤膜的载量；多孔基底层还可以起到支撑的作用，使得浇铸的分离层膜完整性得到提高，除病毒复合膜的强度也得到提高。其次，多孔基底层的厚度是可根据实际需要进行调整的，这使得除病毒复合膜可以更加灵活地适用于各类分离场景。
10、本申请中的除病毒复合膜的分离层和多孔基底层是采用两种不同材料，而且用于形成分离层的材料部分渗入多孔基底层内形成了结合区。其中，多孔基底层由第一聚合物预制得到，分离膜层由第二聚合物浇铸制得。不同的材料可以避免第二聚合物在渗透到多孔基底层中后，第一聚合物和第二聚合物发生互溶或者粘连过多的情况发生，确保结合区内由第二聚合物形成的第二纤维和由第一聚合物形成的第一纤维基本是不连续的，从而避免局部出现结皮或结块的区域而导致除病毒复合膜的膜通量大幅度降低。同时，因为多孔基底层如果与铸膜液发生一定程度的互溶，会导致多孔基底层与分离层的分界面变得更加不平整，会分离层相转化成膜的完整性。
11、其次，结合区内的第二聚合物是沿着多孔基底层的相互连通的孔结构渗透形成，因此结合区既对多孔基底层的孔结构与分离层的孔结构之间达成了良好的过渡，使得第二聚合物并未在多孔基底层与分离层的表面或者多孔基底层内发生非期望的堆积，促进了多孔基底层与分离层之间的连通性，提高了除病毒复合膜的膜通量，也使得多孔基底层与分离层之间的结合强度得到提高。
12、此外，本申请的除病毒复合膜中的结合区内孔洞的sem平均孔径的测量方式可以通过使用扫描电子显微镜对膜截面结构进行形貌表征后，再利用计本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种除病毒复合膜,包括主体，所述主体的一侧外表面为进液面，另一侧外表面为出液面，其特征在于，所述主体包含：
2.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述结合区内的SEM测量平均孔径为50～500nm，且所述结合区的厚度不小于10μm。
3.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述结合区的厚度占多孔基底层厚度的30～70％，所述结合区的厚度为15～30μm。
4.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述结合区的厚度与分离层的厚度比为1∶(0.5～2)。
5.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述结合区的厚度在长度方向和/或宽度方向上的标准差σ均不大于3μm。
6.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述结合区包括由第一聚合物形成的第一纤维、以及由第二聚合物形成的第二纤维；所述结合区内的第一纤维的SEM平均直径为0.1μm～2μm，所述结合区内的第二纤维的SEM平均直径为0.05μm～1μm。
7.根据权利要求6所述的一种除病毒复合膜，其
8.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述结合区靠近分离层一侧且距离分离层的距离小于20％的结合区厚度的区域内，结合区的SEM平均孔径与所述多孔基底层的SEM平均孔径之比为1∶(3～20)。
9.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述分离层的厚度不小于10μm。
10.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述分离层的厚度为10～40μm，所述分离层在厚度方向上向出液面方向孔径呈梯度变小；所述分离层在厚度方向上包括除病毒区和过渡区，所述过渡区与除病毒区的厚度的厚度比为3～20。
11.根据权利要求10所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述过渡区与结合区的厚度比为0.2～4，所述过渡区的SEM测量平均孔径为50～100nm，所述结合区的SEM测量平均孔径为50～200nm。
12.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述出液面的SEM测量平均孔径为15～40nm；所述出液面的孔洞面积率为2％～15％。
13.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述多孔基底层的SEM测量平均孔径≥80nm，所述多孔基底层的厚度20～200μm。
14.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述多孔基底层为非对称膜层结构。
15.根据权利要求14所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述多孔基底层自进液面向结合区的方向上孔径梯度增大。
16.根据权利要求15所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述多孔基底层的平均孔径变化梯度为1-6nm/μm。
17.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述多孔基底层为对称膜层结构。
18.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述除病毒复合膜的拉伸强度为大于3MPa，断裂伸长率为2～10％；
19.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述除病毒复合膜对于病毒杂质的LRV为2～4。
20.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述第一聚合物和所述第二聚合物的溶度参数相差不小于2.1。
21.一种除病毒复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
22.根据权利要求21所述的一种除病毒复合膜的制备方法，其特征在于，所述铸膜液的表面张力小于多孔基底层的表面张力，且所述多孔基底层的表面能与铸膜液的表面张力之差大于20达因/厘米。
23.根据权利要求21所述的一种除病毒复合膜的制备方法，其特征在于，所述铸膜液的粘度为8000-20000cps；固含量：18％-26％。
24.根据权利要求21所述的一种除病毒复合膜的制备方法，其特征在于，所述成膜材料选自PES、PVDF、CA、RC中的一种，所述多孔基底层包括由尼龙、PVDF、PTFE、PES、CA、PE中的一种制得的用于结合分离层的支撑膜层。
25.根据权利要求24所述的一种除病毒复合膜的制备方法，其特征在于，所述多孔基底层还包括有设于支撑膜层背离分离层一侧的非织造层。
26.根据权利要求21...
【技术特征摘要】
1.一种除病毒复合膜,包括主体，所述主体的一侧外表面为进液面，另一侧外表面为出液面，其特征在于，所述主体包含：
2.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述结合区内的sem测量平均孔径为50～500nm，且所述结合区的厚度不小于10μm。
3.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述结合区的厚度占多孔基底层厚度的30～70％，所述结合区的厚度为15～30μm。
4.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述结合区的厚度与分离层的厚度比为1∶(0.5～2)。
5.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述结合区的厚度在长度方向和/或宽度方向上的标准差σ均不大于3μm。
6.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述结合区包括由第一聚合物形成的第一纤维、以及由第二聚合物形成的第二纤维；所述结合区内的第一纤维的sem平均直径为0.1μm～2μm，所述结合区内的第二纤维的sem平均直径为0.05μm～1μm。
7.根据权利要求6所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述结合区内的第一纤维sem平均直径与所述结合区的sem测量平均孔径比值为0.5～2.5，所述结合区内的第二纤维的sem平均直径与所述结合区的sem测量平均孔径比值为0.4～0.9，所述结合区的sem测量平均孔径为80nm～200nm。
8.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述结合区靠近分离层一侧且距离分离层的距离小于20％的结合区厚度的区域内，结合区的sem平均孔径与所述多孔基底层的sem平均孔径之比为1∶(3～20)。
9.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述分离层的厚度不小于10μm。
10.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述分离层的厚度为10～40μm，所述分离层在厚度方向上向出液面方向孔径呈梯度变小；所述分离层在厚度方向上包括除病毒区和过渡区，所述过渡区与除病毒区的厚度的厚度比为3～20。
11.根据权利要求10所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述过渡区与结合区的厚度比为0.2～4，所述过渡区的sem测量平均孔径为50～100nm，所述结合区的sem测量平均孔径为50～200nm。
12.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述出液面的sem测量平均孔径为15～40nm；所述出液面的孔洞面积率为2％～15％。
13.根据权利要求1所述的一种除病毒复合膜，其特征在于，所述多孔基底层的sem测量平均孔径≥80nm，所述多孔基...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾建东，卢红星，
申请(专利权)人：杭州科百特过滤器材有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。