一种预过滤深层过滤纸板、制备方法、过滤系统和使用方法技术方案

本申请涉及过滤纸板领域，具体涉及一种预过滤深层过滤纸板、制备方法、过滤系统和使用方法，所述深层过滤纸板有如下IvIg蛋白吸附性能：由进料面向所述深层过滤纸板供给0.5g/L的IvIg蛋白溶液，用所述深层过滤纸板捕捉IvIg蛋白，过滤100L/m2，测定滤出的IvIg蛋白溶液时，浓度降低5％～70％；所述深层过滤纸板在厚度方向上的疏水性自进料面向出料面逐步递增；所述深层过滤纸板在厚度方向的紧度自进料面向出料面逐步递增。本申请具有兼顾对蛋白聚集体的较好的截留效果、截留效率、过滤速度以及较低的杂质脱落量等性能的优点。低的杂质脱落量等性能的优点。低的杂质脱落量等性能的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种预过滤深层过滤纸板、制备方法、过滤系统和使用方法


[0001]本专利技术涉及深层过滤纸板的领域，更具体地说，它涉及一种预过滤深层过滤纸板、制备方法、过滤系统和使用方法。

技术介绍

[0002]血浆衍生的蛋白质溶液如免疫球蛋白(IgG)和其他蛋白质(天然或重组)如单克隆抗体通常含有蛋白质聚集体,包括蛋白质三聚体或更高的聚合物。为了将该溶液施用于患者,必须首先去除这些聚集体以避免患者的毒性反应。当使用传统的过滤过程时,即使在0.01
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0.1％的低聚集体浓度下,病毒清除过滤器会迅速被聚集体堵塞。因此,必须使用昂贵的凝胶色谱法或尺寸排阻色谱法来实现选择性聚集体的去除。
[0003]授权公告号为US7465397B2的EMD密理博公司的美国专利技术专利公开了一种从蛋白质溶液中去除蛋白质聚集体和病毒的方法。其提供了一种在正常流动(NFF)过滤过程中从蛋白质溶液中选择性去除蛋白质聚集体的过程，第一步，蛋白质溶液以正常流动过滤操作模式通过一层或多层吸附深层过滤器、带电荷或表面改性的微孔膜或小层析介质床过滤,以产生蛋白质聚集体自由流，然后通过一个或多个超滤膜过滤无聚集体的蛋白质流以将病毒颗粒保留在至少3LRV的保留水平并且允许无聚集体和无病毒的蛋白质溶液通过。
[0004]换而言之，深层过滤器是可以作为用于过滤含有蛋白聚集体的溶液。授权公告号为CN105492101A的EMD密理博公司的中国专利技术专利公开了一种具有低可提取物的高容量复合深层过滤介质，具有一种或多种以下介质组分：合成无纺布或微纤维、原纤化聚合纤维、合成助滤剂和湿强树脂。该深层过滤介质表现出对二次澄清期间来自生物/细胞培养进料流的可溶性杂质如DNA和宿主细胞蛋白的更好的结合能力。由此可知，目前的深层过滤器通常是用于对来自生物/细胞培养进料流的澄清过滤，通过疏水、离子和其他相互作用来进行排阻和吸附。
[0005]但是经过不断的探索，我们发现并不是所有深层过滤器均适用于蛋白聚集体的过滤。因为对含有蛋白聚集体的溶液的过滤与澄清过滤相比，前者是为了避免蛋白聚集体对除病毒过滤器的堵塞，而蛋白聚集体的尺寸比澄清过滤时过滤的细胞蛋白更小，为了提高对蛋白聚集体的截留效果，直接将用于澄清过滤的深层过滤器在应用于含有蛋白聚集体的溶液过滤的过程中时，会不可避免的出现通量不高、载量过早饱和、流量衰减快、杂质掉落过多等问题。
[0006]因此，希望提供一种降低杂质脱附且各项性能均不低的可用于过滤蛋白聚集体的深层过滤器。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的的问题，本专利技术的目的在于提供一种预过滤深层过滤纸板、制备方法、过滤系统和使用方法。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0009]一种预过滤深层过滤纸板，包括纤维和用于粘接纤维的粘结剂，所述深层过滤纸板包括用于接收待过滤料液的进料面以及用于排出透出液的出料面；
[0010]所述深层过滤纸板有如下IvIg蛋白吸附性能：由进料面向所述深层过滤纸板供给0.5g/L的IvIg蛋白溶液，用所述深层过滤纸板捕捉IvIg蛋白，过滤100L/m2，测定滤出的IvIg蛋白溶液时，浓度降低5％～70％；
[0011]所述深层过滤纸板在厚度方向上的疏水性自进料面向出料面逐步递增；
[0012]所述深层过滤纸板在厚度方向的紧度自进料面向出料面逐步递增。
[0013]通过采用上述技术方案，IvIg蛋白在经过深层过滤纸板时，通过纸板中的疏水基团与IvIg蛋白上的疏水基团之间的非特异性疏水作用，使得IvIg蛋白被纸板截留。当然，纸板也会通过部分物理截留作用截留IvIg蛋白，但是由于纸板孔径与蛋白的直径之间相差量级较大，该部分作用可以忽略不计，因此纸板主要是通过疏水作用吸附IvIg蛋白。
[0014]本申请的深层过滤纸板经过0.5g/L的IvIg蛋白溶液过滤后，下游滤液的IvIg蛋白浓度降低5％～70％，可以间接显示出深层过滤纸板整体的疏水吸附能力。
[0015]抗体单体的疏水性很弱，而当抗体单体结合成聚集体后，疏水基团会相互聚集而导致聚集体的疏水性显著提高。因此，当满足上述条件的深层过滤纸板，用于除病毒前的预过滤时，抗体聚集体会与深层过滤纸板发生疏水相互作用而被截留吸附，抗体单体不会受到疏水作用的影响，从而将流体中的抗体聚集体去除，避免其对后续除病毒过滤的堵塞等不良影响。因为过滤的流体通常是水溶剂体系，因此疏水性过强的深层过滤纸板会阻碍流体的过滤，造成过滤流速的大量损失。而如果深层过滤纸板的疏水性过低，则一方面很容易达到截留饱和，载量变低；另一方面，可能无法较稳定地截留吸附住蛋白聚集体，相对较小的蛋白聚集体容易重新掉落而进入后续除病毒过程，造成对除病毒膜的堵塞等不良影响。
[0016]其次，深层过滤纸板的疏水性沿厚度方向自进料面向出料面梯度升高，使得深层过滤纸板靠近进料面一侧的区域仅用于提供对抗体聚集体的预过滤效果，而深层过滤纸板靠近出料面一侧的区域用于保证对抗体聚集体的完全过滤，使得深层过滤纸板可以兼顾较大的过滤速度、较优的抗体聚集体过滤效率、较大的抗体聚集体截留载量。
[0017]为了保证深层过滤纸板的强度，深层过滤纸板的紧度不应过低。而深层过滤纸板的紧度过高会导致其容易被各种杂质堵塞，从而使得其通量在较短的时间内发生较快的衰减。而本申请中深层过滤纸板的紧度也保持沿厚度方向自进料面向出料面梯度递增，由此可使得深层过滤纸板靠近进料面的一侧的区域对于物理拦截的杂质也能有较大的截留载量，提供预过滤效果，保证深层过滤纸板可以较长时间的维持较大的通量。
[0018]深层过滤纸板的紧度在厚度方向上呈梯度升高，可以使得深层过滤纸板在过滤的时候，紧度较高的下半层可以起到对上半层上脱落的杂质的吸附截留效果。紧度越高，纸板内部的流道更加弯折复杂，且孔隙更小，一方面紧度更高的纸板区域纤维之间更加紧密，相互之间的作用力更大，因此更不容易产生杂质脱落；另一方面，紧度更高的区域可以截留从紧度较低区域可能脱落下的杂质，避免其最终进入到过滤的流体内。
[0019]其次，紧度梯度升高可以使得该区域内的孔隙变小，孔隙率变高，那么当含有蛋白聚集体的溶液经过该区域时，疏水性纤维与溶液的接触面积更多，而且流速减慢，与疏水性纤维的接触时间变长，从而使得疏水性纤维接触并吸附蛋白聚集体的概率更大，可以更加充分地去除溶液中的蛋白聚集体。
[0020]本申请进一步设置为，将所述深层过滤纸板沿厚度方向自进料面向出料面的方向间隔等距水平分割为第一子过滤纸板、第二子过滤纸板和第三子过滤纸板，向第一子过滤纸板、第二子过滤纸板和第三子过滤纸板分别供给浓度为0.5g/L的IvIg蛋白溶液，过滤100L/m2，测定所述第一子过滤纸板、第二子过滤纸板和第三纸过滤纸板的下游滤液的IvIg蛋白浓度降低值K1、K2、K3，其中K1∶K2∶K3＝1∶1.05～2.5∶1.1～4。
[0021]通过采用上述技术方案，将深层过滤纸板沿厚度方向等分成三份后，分别制成过滤器后测试三者的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预过滤深层过滤纸板，包括纤维和用于粘接纤维的粘结剂，所述深层过滤纸板包括用于接收待过滤料液的进料面以及用于排出透出液的出料面，其特征在于，所述深层过滤纸板有如下IvIg蛋白吸附性能：由进料面向所述深层过滤纸板供给0.5g/L的IvIg蛋白溶液，用所述深层过滤纸板捕捉IvIg蛋白，过滤100L/m2，测定滤出的IvIg蛋白溶液时，浓度降低5％～70％；所述深层过滤纸板在厚度方向上的疏水性自进料面向出料面逐步递增；所述深层过滤纸板在厚度方向的紧度自进料面向出料面逐步递增。2.根据权利要求1所述的一种预过滤深层过滤纸板，其特征在于，将所述深层过滤纸板沿厚度方向自进料面向出料面的方向间隔等距水平分割为第一子过滤纸板、第二子过滤纸板和第三子过滤纸板，向第一子过滤纸板、第二子过滤纸板和第三子过滤纸板分别供给浓度为0.5g/L的IvIg蛋白溶液，过滤100L/m2，测定所述第一子过滤纸板、第二子过滤纸板和第三纸过滤纸板的下游滤液的IvIg蛋白浓度降低值K1、K2、K3，其中K1∶K2∶K3＝1∶1.05～2.5∶1.1～4。3.根据权利要求2所述的一种预过滤深层过滤纸板，其特征在于，所述第一子过滤纸板IvIg蛋白浓度降低值K1＝10～30％，所述第二子过滤纸板IvIg蛋白浓度降低值K2＝15～45％，所述第三子过滤纸板IvIg蛋白浓度降低值K3＝20～60％。4.根据权利要求1所述的一种预过滤深层过滤纸板，其特征在于，所述自进料面三分之一厚度的紧度为t1，所述自进料面三分之一厚度到自出料面三分之一厚度的紧度为t2，所述自出料面三分之一厚度的紧度为t3，所述t1∶t2∶t3为1∶1.3～2∶1.8～3。5.根据权利要求4所述的一种预过滤深层过滤纸板，其特征在于，所述自进料面三分之一厚度的紧度为t1＝0.2～0.5g/cm3；所述自进料面三分之一厚度到自出料面三分之一厚度的紧度为t2＝0.25～0.55g/cm3；所述自出料面三分之一厚度的紧度为t3＝0.3～0.6g/cm3。6.根据权利要求1所述的一种预过滤深层过滤纸板，其特征在于，所述深层过滤纸板内还包括有质量百分比为30～80％的助滤剂颗粒；所述助滤剂颗粒的含量在所述深层过滤纸板内厚度方向上逐步升高；且将所述深层过滤纸板自进料面向出料面等分成三等分，分别为上层、中层和下层，上层、中层和下层助滤剂的质量比为1∶1.3～2∶2～3。7.根据权利要求6所述的一种预过滤深层过滤纸板，其特征在于，将所述深层过滤纸板自进料面向出料面等分成三等分，分别为上层、中层和下层；所述深层过滤纸板的上层中助滤剂的质量比例为B1，所述深层过滤纸板的中层中的助滤剂的质量比例为B2，所述深层过滤纸板的下层中的助滤剂的质量比例为B3，B1＜B2＜B3。8.根据权利要求7所述的一种预过滤深层过滤纸板，其特征在于，所述深层过滤纸板的上层中助滤剂的质量比例B1＝10～60％；所述深层过滤纸板的中层中的助滤剂的质量比例B2＝20～70％；所述深层过滤纸板的下层中的助滤剂的质量比例B3＝30～80％。9.根据权利要求7所述的一种预过滤深层过滤纸板，其特征在于，所述深层过滤纸板自进料面20％厚度区域内的助滤剂质量比小于50％，所述深层过滤纸板自进料面80％厚度区域内的助滤剂质量比大于50％。10.根据权利要求6所述的一种预过滤深层过滤纸板，其特征在于，所述纤维包括SEM平均直径为8～100μm的粗纤维，所述助滤剂的SEM平均粒径为1～80μm，所述助滤剂的SEM平均粒径与所述粗纤维的SEM平均直径之比为0.1～1。
11.根据权利要求6所述的一种预过滤深层过滤纸板，其特征在于，所述助滤剂的D
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粒径为1～50μm的助滤剂颗粒，所述助滤剂颗粒的渗透率为0.01～0.5darcy。12.根据权利要求6所述的一种预过滤深层过滤纸板，其特征在于，所述助滤剂选自硅藻土颗粒、二氧化硅、珍珠岩、活性炭中的一种或多种。13.根据权利要求1所述的一种预过滤深层过滤纸板，其特征在于，所述粘结剂为PE、PP、PE...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾建东，惠全，
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：