【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及一种在包括植物来源的跨膜蛋白的液体组合物中的囊泡。本专利技术进一步涉及制备囊泡、包括此类囊泡的分离膜的方法，以及制备固定化囊泡的薄膜复合层的方法。
技术介绍
1、两亲性脂质和嵌段共聚物用于形成具有双层或双层样结构的自组装囊泡(特别是用于固定化两亲性膜蛋白，诸如水通道蛋白水通道)的用途在本领域中是公知的。称为聚合物体(polymersome)并包括水通道蛋白水通道的合成囊泡结构，然后可以用于制备具有经固定的水通道蛋白水通道的膜，通常通过将囊泡沉积为层或在支撑基底上的膜中，用于应用诸如水纯化(wo2006/122566)或产生盐度能(wo2007/033675)，这允许水分子通过纳滤、反渗透、正渗透或压力延迟渗透而选择性地通过膜。
2、wo20014483公开了用于生产支撑在物体表面(例如片上)上的植物质膜的组合物和方法。wo20182938公开了植物来源的细胞外囊泡组合物及其用途。annette lund和anjahoe fuglsang在methods in molecular biology,vol.913,p.217,doi 10.1007/978-1-61779-986-0_14中公开了通过两相分配(two-phase partitioning)和测量h+泵送纯化植物质膜。两相是基于微粒体膜的分离，这取决于其表面疏水性。
3、通常，在现有技术中，由于高压环境或高盐浓度需要具有高稳定性的材料，植物来源的囊泡不用于分离过程。植物来源的囊泡可以在高压或高盐条件下破裂，并且本专利技术的目的是稳定囊
4、典型地，在选择性膜的涂覆过程中，跨膜蛋白诸如水通道蛋白被嵌入至所述囊泡中的聚酰胺层中。水通道蛋白首先通过配制工艺被掺入至聚合物体中。在配制工艺中，存在有若干种表面活性剂、化学品和聚合体，以确保形成稳定的聚合物体。通过聚(二甲基噁唑啉)-聚(二甲基硅氧烷)-聚(二甲基噁唑啉)(pmoxa-pdms-pmoxa)嵌段共聚物和聚(二甲基噁唑啉)-聚(二甲基硅氧烷)(pmoxa-pdms)嵌段共聚物共混物的本体水合自组装来进行聚合物体的制备，所述嵌段共聚物共混物与反应性端基官能化的pdms诸如nh2封端的pdms(a-pdm)结合。一旦聚合物体自组装并包括大肠杆菌中产生的aqp蛋白，则其之后被包括在聚酰胺层中。此外，在跨膜蛋白与其他成分混合之前，通常将跨膜蛋白溶解在洗涤剂中。跨膜蛋白在洗涤剂中的增溶作用会防止或改善跨膜蛋白在水性溶液中沉淀的倾向。
5、配制后，将包含水通道蛋白的聚合物体添加到水相中，并在涂覆过程中将其掺入至选择性聚酰胺层中。
6、用于囊泡产生的两亲性脂质和嵌段共聚物是需要溶解在苛刻溶剂诸如四氯甲烷(ccl4)或氯仿(chcl3)中以使其主要疏水部分溶解的固体。在膜合成过程中，该溶剂经蒸发以允许形成膜。当以工业规模进行时，这种苛刻溶剂蒸发对环境是有害的。
7、通过蒸发溶剂形成膜后，将膜再水化，使两亲物形成各种乳剂形式(诸如囊泡)，同时掺入aqp膜蛋白。然而，在实践中，通常难以控制最终囊泡大小，这导致分散乳液所具有的囊泡直径范围为约60至80nm至约1000nm或更大。每个囊泡中可以掺入的aqp的数量也受到限制，因为膜蛋白需要根据它们在双层结构中的两亲结构排列，并匹配蛋白质和囊泡膜的疏水部分的厚度。
8、上述和其它目的通过独立权利要求的特征来实现。其他的实现形式根据从属权利要求、说明书和附图是显而易见的。
技术实现思路
1、第一目的是提供一种囊泡，其在液体组合物中包括理想数量的跨膜蛋白。本公开的另一目的是提供一种囊泡，其有效地结合到选择性膜上的聚酰胺层，所述聚酰胺层能够实现可接受的膜性能。本公开的又一目的是提供一种掺入了食品接触批准的水通道的经食品接触批准的选择性膜。本公开的又一目的是提供一种制备用于液体组合物中的选择性膜中的囊泡的方法，其避免使用对环境有害的洗涤剂、表面活性剂和/或苛刻溶剂。
2、因此，在第一方面，提供了在液体组合物中的囊泡，所述囊泡包括植物来源的跨膜蛋白，其中所述囊泡形成材料包括植物质膜组分。
3、本专利技术人令人惊奇地表明，包括植物质膜组分且在囊泡的膜中掺入了植物来源的跨膜蛋白的囊泡是可以获得的。囊泡可以在无需掺入大量合成组分的情况下直接用于分离膜的生产。因此，本公开提供了使用完全或主要源自天然来源的囊泡组分制备分离膜。该分离膜可以用于制备用于家用净水器的膜组件。
4、根据第一方面的可能实现形式，植物质膜组分源自与植物来源的跨膜蛋白相同的植物。由于质膜组分源自与植物来源的跨膜蛋白相同的植物，跨膜蛋白在脂质双层中的相容性可以得到增加。因此，可以获得在液体组合物中的、包括增加数量的跨膜蛋白的囊泡；不希望受任何特定理论的束缚，据信通过使用源自同一植物的跨膜蛋白和囊泡膜，避免了由于跨膜蛋白需要将蛋白疏水部分的厚度与膜厚度进行匹配以及跨膜蛋白错位而导致的掺入跨膜蛋白的丢失。
5、在第一方面的可能实现形式中，囊泡形成材料由植物质膜组分组成。由于囊泡是从植物来源获得的同时包括天然存在的跨膜蛋白和质膜组分，可以获得掺入了离子转运(离子通道)和/或水通道(水通道蛋白水通道)的非合成脂质双层囊泡。
6、不希望受任何特定理论的束缚，据信通过使用从植物来源获得的且天然地包括跨膜蛋白和质膜组分的囊泡，避免了由于跨膜蛋白需要使蛋白的疏水部分的厚度与膜厚度进行匹配以及跨膜蛋白错位而导致的掺入跨膜蛋白的丢失。因此，当与由聚合物体制备的选择性膜的性能再现性相比时，可以确保选择性层性能的更大的再现性，例如通过通量(lmh/巴)和盐截留率(％)所测量的。这种效应可能在工业规模的膜生产中最明显。
7、此外，当所述跨膜蛋白包括离子通道或水通道蛋白等，并且包括所述跨膜蛋白的所述囊泡被固定化或掺入活性层或选择性层中时，跨膜蛋白保持当其被络合在囊泡膜中时的生物活性折叠结构，其中在囊泡分离过程的每个步骤中可以保护其免受降解。从而，跨膜蛋白可以保持足够稳定而无需向液体组合物中添加其它组分，并且因此，当以实验室和工业规模加工成分离膜时，跨膜蛋白可以保持其所需功能，同时使得活性囊泡于选择性膜活性层的整合增强。此外，避免了使用可能对环境有害的苛刻洗涤剂。
8、此外，由于液体组合物仅包括植物来源的囊泡，可以获得食品接触批准的选择性膜。
9、此外，还发现植物来源的囊泡可以稳定在支撑膜上，以便在使用时承受必要的压力和其他环境条件。
10、因此，虽然囊泡形成材料和植物来源的跨膜蛋白可以从不同来源获得，但通常希望它们来自相同的植物，或者在没有从质膜分离蛋白质的情况下而衍生。或者，植物质膜组分和植物来源的跨膜蛋白也可以从不同的植物种类获得。
11、在第一方面的可能实现形式中，植物来源的跨膜蛋白是水通道蛋白水通道。虽然任何跨膜蛋白可以掺入本专利技术公开的膜材料中，但通常希望使用能够转运离子(离子通道)或水(水通道蛋白水通道)的跨膜蛋白本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种液体组合物中的囊泡，所述囊泡包括植物来源的跨膜蛋白，其中囊泡形成材料包括植物质膜组分。
2.根据权利要求1所述的囊泡，其中，所述囊泡形成材料由所述植物质膜组分组成。
3.根据权利要求1或2所述的囊泡，其中，所述植物质膜组分源自与所述植物来源的跨膜蛋白相同的植物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的囊泡，其中，所述植物来源的跨膜蛋白是水通道蛋白水通道。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的囊泡，其中，所述液体组合物包括水性缓冲液。
6.根据权利要求5所述的囊泡，其中，所述缓冲液酸度等于或高于pH 7.0，诸如等于或高于pH 7.5，诸如等于或高于pH 7.8，诸如等于或高于pH8。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的囊泡，其中，所述液体组合物包括反应性端基官能化的PDMS(聚二甲基硅烷)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的囊泡，其中，所述反应性端基官能化的PDMS被一个或多个羟基基团、胺和/或羧酸中的一种或多种官能化，并且其中单体的数量在30至50的范围内。
9.根据权利
10.根据权利要求1至9中任一项所述的囊泡，其中，植物来源的组分包括植物质膜磷脂。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的囊泡，其中，所述液体组合物包括通量增加剂。
12.根据权利要求11所述的囊泡，其中，通量改进剂是烷二醇单烷基醚烷基化物、β环糊精、聚乙二醇-羟基硬脂酸酯或其组合。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的囊泡，其中，所述液体组合物还包括洗涤剂或表面活性剂。
14.根据权利要求13所述的囊泡，其中，所述洗涤剂选自包括月桂基二甲胺N-氧化物(LDAO)、辛基葡糖苷(OG)、十二烷基麦芽糖苷(DDM)、PEG4000或其组合的组。
15.根据权利要求1至12中任一项所述的囊泡，其中，所述液体组合物不包括洗涤剂或表面活性剂。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的囊泡，其中，所述囊泡的所述植物来源的跨膜蛋白和/或所述植物质膜组分来源于菠菜(Spinaciaoleracea)。
17.根据权利要求1至16的囊泡，用于分离膜中的用途。
18.一种制备根据权利要求1至17中任一项所述的液体组合物中的囊泡的方法，包括使用超速离心和/或两相分配从植物中提取所述植物质膜组分和植物来源的跨膜蛋白。
19.根据权利要求18所述的方法，包括将所提取的植物来源的跨膜蛋白与通过将聚乙二醇-羟基硬脂酸酯溶解在磷酸盐缓冲盐水溶液中获得的基础制剂混合。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，进一步将洗涤剂和/或通量增加剂添加到所述基础制剂中。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的方法，其中，将缓冲液酸度调节至等于或高于pH 7.0，诸如等于或高于pH 7.5，诸如等于或高于pH7.8，诸如等于或高于pH 8。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的方法，其中，所述液体组合物的总蛋白质浓度低于10mg/ml。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述液体组合物的总水通道跨膜蛋白浓度在0.01μg/ml和100μg/ml之间。
24.一种分离膜，包括根据权利要求1至17中任一项所述的囊泡。
25.根据权利要求24所述的分离膜，其中，所述分离膜包括掺入了囊泡的活性层和多孔支撑膜。
26.根据权利要求25所述的分离膜，其中，所述活性层包括掺入至多孔基底膜上形成的薄膜复合材料(TFC)层中的所述囊泡。
27.根据权利要求26所述的分离膜，其中，所述TFC层通过二胺或三胺单体化合物与酰卤单体化合物之间的界面聚合形成。
28.根据权利要求27所述的分离膜，其中，所述囊泡通过所述囊泡的表面上天然存在的自由反应性基团诸如氨基基团、羟基基团和羧基基团被固定化至和/或化学结合至TFC层。
29.根据权利要求24至28中任一项所述的分离膜，用于反渗透膜中的用途。
30.根据权利要求24至28中任一项所述的分离膜，用于正渗透膜中的用途。
31.一种制备在多孔基底膜上的固定化掺入跨膜蛋白的囊泡的薄膜复合层的方法，包括：
32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述二胺化合物是1,3-二氨基苯。
33.根据权利要求31或32中任一项所述的方法，其中，所述二胺或三胺化合物与酰卤化合物...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种液体组合物中的囊泡，所述囊泡包括植物来源的跨膜蛋白，其中囊泡形成材料包括植物质膜组分。
2.根据权利要求1所述的囊泡，其中，所述囊泡形成材料由所述植物质膜组分组成。
3.根据权利要求1或2所述的囊泡，其中，所述植物质膜组分源自与所述植物来源的跨膜蛋白相同的植物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的囊泡，其中，所述植物来源的跨膜蛋白是水通道蛋白水通道。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的囊泡，其中，所述液体组合物包括水性缓冲液。
6.根据权利要求5所述的囊泡，其中，所述缓冲液酸度等于或高于ph 7.0，诸如等于或高于ph 7.5，诸如等于或高于ph 7.8，诸如等于或高于ph8。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的囊泡，其中，所述液体组合物包括反应性端基官能化的pdms(聚二甲基硅烷)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的囊泡，其中，所述反应性端基官能化的pdms被一个或多个羟基基团、胺和/或羧酸中的一种或多种官能化，并且其中单体的数量在30至50的范围内。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的囊泡，其中，所述反应性端基官能化的pdms是聚(二甲基硅氧烷)，双(3-氨基丙基)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的囊泡，其中，植物来源的组分包括植物质膜磷脂。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的囊泡，其中，所述液体组合物包括通量增加剂。
12.根据权利要求11所述的囊泡，其中，通量改进剂是烷二醇单烷基醚烷基化物、β环糊精、聚乙二醇-羟基硬脂酸酯或其组合。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的囊泡，其中，所述液体组合物还包括洗涤剂或表面活性剂。
14.根据权利要求13所述的囊泡，其中，所述洗涤剂选自包括月桂基二甲胺n-氧化物(ldao)、辛基葡糖苷(og)、十二烷基麦芽糖苷(ddm)、peg4000或其组合的组。
15.根据权利要求1至12中任一项所述的囊泡，其中，所述液体组合物不包括洗涤剂或表面活性剂。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的囊泡，其中，所述囊泡的所述植物来源的跨膜蛋白和/或所述植物质膜组分来源于菠菜(spinaciaoleracea)。
17.根据权利要求1至16的囊泡，用于分离膜中的用途。
18.一种制备根据权利要求1至17中任一项所述的液体组合物中的囊泡的方法，包括使用超速离心和/或两相分配从植物中提取所述植物质膜组分和植物来源的跨膜蛋白。
19.根据权利要求18...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷伊汗·森古尔塔斯德米尔，托尔斯滕·霍比·巴克·雷盖拉，
申请(专利权)人：水通道蛋白有限公司，
类型：发明
国别省市：
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