一种带电荷的深层过滤纸板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种带电荷的深层过滤纸板及其制备方法，涉及深层过滤介质领域，包括纸板本体，纸板本体包括纤维素纤维、助滤剂和粘合剂，纸板本体具有用于接收待过滤液的第一侧面、和将透过液排出的第二侧面，第一侧面至第二侧面紧度呈现连续上升的梯度变化；自第一侧面三分之一厚度的区域皂黄染液透过量为L1，自第二侧面三分之一厚度的区域皂黄染液透过量为L2，L1:L2为1:1.2

【技术实现步骤摘要】
一种带电荷的深层过滤纸板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及深层过滤介质领域，特别是一种带电荷的深层过滤纸板及其制备方法。

技术介绍

[0002]经过长时间的发展，细胞培养技术已经成为生产蛋白的重要技术手段，在细胞培养领域中，目前常用的细胞收获液收获方法包括絮凝、沉淀、离心和深层过滤，其中深层过滤纸板通常由纤维素纤维、硅藻土及粘结剂组成，可在深度范围进行过滤。通常，细胞收获液含有大量的完整细胞、细胞碎片和所需的目标蛋白等生物组分，为了分离所需的目标蛋白等生物组分，需要经过澄清过滤、超滤、层析等下游纯化过滤步骤，其中，澄清过滤是生物制药工艺中下游纯化的第一步，以清除细胞碎片、大颗粒残渣、胶体或沉淀物、多糖、色素以及宿主细胞蛋白(HCP)、生物大分子DNA等杂质，从而减小后续过滤时的膜污染，增加通量，延长清洗周期和使用寿命，减少运行成本，提高生产效率。细胞收获液通过深层过滤纸板进行过滤过程中，完整细胞或细胞碎片等直径较大的生物组分能够被深层过滤纸板截留，而DNA和HCP等则能够通过电荷吸附方式被深层过滤纸板吸附分离，因此通过深层过滤纸板能够将目标蛋白与完整细胞、细胞碎片、DNA和HCP等分离，实现目标蛋白收集。然而，现有的深层过滤纸板无法同时满足对于完整细胞、细胞碎片的高截留率以及对DNA和 HCP等的高吸附量，过滤后表现出浊度下降少，同时，深层过滤纸板在厚度方向利用率较低，容易堵塞，过滤使用时压差上升较快。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要达到的目的是提供一种过滤效果好，利用率高的带电荷的深层过滤纸板及其制备方法。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种带电荷的深层过滤纸板，包括纸板本体，用于所述纸板本体包括纤维素纤维、助滤剂和粘合剂，所述纤维素纤维通过粘合剂粘合，并包裹于助滤剂外部，其特征在于：
[0006]所述纸板本体具有用于接收待过滤液的第一侧面、和
[0007]将透过液排出的第二侧面，
[0008]所述第一侧面至第二侧面紧度呈现连续上升的梯度变化；
[0009]所述纸板本体带有正电荷，且电荷量从第一侧面至第二侧面呈现连续上升的梯度变化；
[0010]取纸板本体，向第一侧面以5ml/min速度恒定供给浓度为20ppm的皂黄染液，当透过液在430nm下的透光度下降至95％时，皂黄染液透过量为300
‑
6500 μg/cm3；
[0011]其中：
[0012]自第一侧面三分之一厚度的区域透过量为L1，
[0013]自第二侧面三分之一厚度的区域透过量为L2，
[0014]所述L1:L2为1:1.2
‑
3。
[0015]纤维素纤维通过粘合剂粘合形成骨架，并将助滤剂包裹其中，形成深层过滤纸板，同时，可采用带正电荷的粘合剂或再添加电荷添加剂赋予深层过滤纸板带正电荷性能，在使用过程中，纤维素纤维之间的孔隙能够对细胞和较大的细胞碎片等大粒径杂质进行截留去除，而带电粘合剂或电荷添加剂所带来正电荷能够吸附直径较小的细胞碎片，或者非所需蛋白组份，如DNA和HCP，并且助滤剂带来的疏水性也能对吸附DNA起到一定的作用，因此，在待过滤液，即细胞收获液通过深层过滤纸板后，非所需生物组分能够通过截留或吸附作用被深层过滤纸板从细胞收获液中除去，从而获得含有例如抗体、病毒等所需生物组分的细胞收获液。
[0016]专利技术团队在过滤时发现，采用现有的深层过滤纸板进行过滤时，很容易就到达额定压差，即深层过滤纸板会较快的堵塞，究其原因，是因为细胞收获液非所需生物组分中细胞碎片的含量较高，且直径大小分布较宽，在深层过滤纸板上层电荷量也相对较高的情况下，相对细小的主要通过吸附作用除去的细胞碎片容易和大细胞碎片以及细胞一起过快的填满深层过滤纸板上层的纳污空间，导致深层过滤纸板下层利用率下降，不利于整体过滤。
[0017]本专利技术深层过滤纸板中，第一侧面至第二侧面紧度呈现连续上升的梯度变化，且电荷量同样从第一侧面至第二侧面呈现连续上升的梯度变化，其中，第一侧面处紧度较低，且电荷含量较少，因此在靠近第一侧面处的深层过滤纸板纳污空间较大，能够截留并容纳更多的细胞及较大的细胞碎片，即在此处的主要作用为截留和容纳细胞和细胞碎片等较大的杂质，同时相对较为细小的细胞碎片由于此处电荷吸附较弱，因此相对容易通过，而不挤占过多的纳污空间，而越靠近第二侧面处的深层过滤纸板紧度较大，空隙相对较少，因此流路相对更窄，并且更加曲折，细胞收获液在此处过滤时与纤维之间的接触更多，同时在此处的电荷含量也更高，因此能够充分的通过吸附除去细小的细胞碎片(且由于紧度的升高，精度较高，此处部分细小的细胞碎片也能够通过截留的方式过滤，并由于细胞碎片直径较小，即使此处纳污空间小，也不至于堵塞)，同时也能够充分发挥吸附HCP、DNA等非所需的蛋白的作用，使得深层过滤纸板拥有过滤后细胞收获液浊度更低。
[0018]因此，采用本专利技术深层过滤纸板对细胞收获液进行过滤时，首先细胞收获液中完整细胞以及大细胞碎片被大量截留，而相对细小的细胞碎片由于此处电荷吸附作用相对较弱而较少的吸附，使得深层过滤纸板中靠近第一侧面处的纳污空间能够更多的容纳完整细胞以及大细胞碎片，避免过快堵塞，而当细胞收获液通过靠近第二侧面处时，此处紧度较高，流路狭窄曲折，细胞收获液更容易充满整个平面，与纤维接触更充分，更容易发生电荷吸附作用，配合该处较高的电荷含量，能够更好的吸附除去细小的细胞碎片和HCP、DNA等非所需的蛋白；因此，相比于电荷含量较为均等的深层过滤纸板，本专利技术深层过滤纸板不易过快堵塞，利用率更高，且过滤液浊度更低，HCP和DNA残留也相对较低。
[0019]作为优选，
[0020]自第一侧面三分之一厚度的区域透过量L1为120
‑
2200μg/cm3，
[0021]自第二侧面三分之一厚度的区域透过量L2为150
‑
4200μg/cm3。
[0022]作为优选，所述纸板本体的紧度为0.26
‑
0.38g/cm3；
[0023]其中：
[0024]所述自第一侧面三分之一厚度的紧度为t1，
[0025]所述自第二侧面三分之一厚度的紧度为t2，
[0026]所述t1:t2为1:1.1
‑
1.7。
[0027]作为优选，所述纸板本体的紧度为0.26
‑
0.38g/cm3；
[0028]其中：
[0029]所述自第一侧面三分之一厚度的紧度t1为0.20
‑
0.35g/cm3；
[0030]所述自第二侧面三分之一厚度的紧度t2为0.29
‑
0.40g/cm3。
[0031]本专利技术中，自第一侧面三分之一厚度的紧度较低，纳污空间较大，自第二侧面三分之一厚度的紧度较大，利于精密吸附，且将紧度设置在上述范围内时，适用于各种类型的细胞收获液。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带电荷的深层过滤纸板，包括纸板本体，用于所述纸板本体包括纤维素纤维、助滤剂和粘合剂，所述纤维素纤维通过粘合剂粘合，并包裹于助滤剂外部，其特征在于：所述纸板本体具有用于接收待过滤液的第一侧面、和将透过液排出的第二侧面，所述第一侧面至第二侧面紧度呈现连续上升的梯度变化；所述纸板本体带有正电荷，且电荷量从第一侧面至第二侧面呈现连续上升的梯度变化；取纸板本体，向第一侧面以5ml/min速度恒定供给浓度为20ppm的皂黄染液，当透过液在430nm下的透光度下降至95％时，皂黄染液透过量为300
‑
6500μg/cm3；其中：自第一侧面三分之一厚度的区域透过量为L1，自第二侧面三分之一厚度的区域透过量为L2，所述L1:L2为1:1.2
‑
3。2.根据权利要求1所述的带电荷的深层过滤纸板，其特征在于，自第一侧面三分之一厚度的区域透过量L1为120
‑
2200μg/cm3，自第二侧面三分之一厚度的区域透过量L2为150
‑
4200μg/cm3。3.根据权利要求1所述的带电荷的深层过滤纸板，其特征在于，所述自第一侧面三分之一厚度的紧度为t1，所述自第二侧面三分之一厚度的紧度为t2，所述t1:t2为1:1.1
‑
1.7。4.根据权利要求3所述的带电荷的深层过滤纸板，其特征在于，所述纸板本体的紧度为0.26
‑
0.38g/cm3；其中：所述自第一侧面三分之一厚度的紧度t1为0.20
‑
0.35g/cm3；所述自第二侧面三分之一厚度的紧度t2为0.29
‑
0.40g/cm3。5.根据权利要求1所述的带电荷的深层过滤纸板，其特征在于，纸板本体中：所述自第一侧面三分之一厚度的孔隙率为n1，所述自第二侧面三分之一厚度的孔隙率为n2，所述n1:n2为1.1
‑
5:1。6.根据权利要求5所述的带电荷的深层过滤纸板，其特征在于，纸板本体中：所述自第一侧面三分之一厚度的孔隙率为25
‑
70％；所述自第二侧面三分之一厚度的孔隙率为5
‑
60％。7.根据权利要求1所述的带电荷的深层过滤纸板，其特征在于，所述纸板本体中的纤维素纤维含量为10
‑
60wt％，助滤剂含量为30
‑
80wt％，粘合剂含量为1
‑
10wt％。8.根据权利要求1所述的带电荷的深层过滤纸板，其特征在于，所述纤维素纤维包含20
‑
40wt％的粗纤维素纤维和60
‑
80wt％的细纤维素纤维。9.根据权利要求8所述的带电荷的深层过滤纸板，其特征在于，所述粗纤维素纤维的直径为1
‑
50μm；所述细纤维素纤维的直径为5
‑
150nm。10.根据权利要求8所述的带电荷的深层过滤纸板，其特征在于，所述粗纤维素纤维的
加拿大游离度为450
‑
800ml；所述细纤维素纤维的加拿大游离度为50
‑
325ml。11.根据权利要求1所述的带电荷的深层过滤纸板，其特征在于，所述助滤剂包括硅藻土、二氧化硅、活性炭中的一种或多种。12.根据权利要求11所述的带电荷的深层过滤纸板，其特征在于，所述助滤剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾建东，惠全，李南星，
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：