CN104321133B - 病毒过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能够用于除去包括细小病毒在内的病毒颗粒的病毒过滤膜。本发明还涉及制造该膜的方法。该膜包含聚丙烯腈和聚乙烯吡咯烷酮。

Description

病毒过滤器
技术领域
本发明涉及能够用于除去包括细小病毒在内的病毒颗粒的病毒过滤膜。本发明还涉及制造该膜的方法。该膜包含聚丙烯腈和聚乙烯吡咯烷酮。
背景技术
JP 10337456 A公开一种基于聚丙烯腈的孔径为0.01至1μm的精密过滤膜。该膜由包含2-50wt％(优选5-35wt％，更优选10-25wt％)的丙烯腈均聚物或至少70wt％的丙烯腈与≤30wt.％的一种或多种可与丙烯腈在包含两种或更多种有机溶剂的混合溶剂中共聚的乙烯基化合物形成的丙烯腈共聚物和1-40wt％(优选1-30wt％)的重均分子量为1,000Da至1,300,000Da(优选2,900Da至110,000Da)的聚乙烯吡咯烷酮的溶液制备。该混合溶剂包含γ-丁内酯或碳酸亚乙酯。通过将该溶液纺丝到温度为-30℃至90℃(优选0℃-90℃，更优选0℃-80℃)的凝固浴中制得中空纤维膜。
JP 10337456 A的工作实施例1描述由包含如下物质的纺丝溶液制备中空纤维膜：16wt％的共聚物，该共聚物为91.5wt％丙烯腈、8.0wt％丙烯酸甲酯和0.5wt％的甲代烯丙基磺酸钠的共聚物；和20wt％的重均分子量为9,000Da(BASF K17)的PVP；在48wt％的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)和16wt％的γ-丁内酯中。将溶液在80℃下经由双孔喷丝头(0.5mm–0.7mm–1.3mm)纺丝至包含水(80℃)的凝固浴中，使用由90wt％NMP和10wt％水组成的中心流体。喷嘴和凝固浴之间的空气隙为20mm，包围喷嘴的纺丝甬道中的气氛的温度为60℃且湿度为100％。纺丝速度为10m/min。所获得的膜的平均孔径为0.12μm。在对比例1中，仅用NMP作为溶剂重复该操作，获得平均孔径为0.0089μm的中空纤维膜。
EP 0 923 984 A1公开了一种基于聚丙烯腈的中空纤维膜，其具有海绵结构。膜的孔径从膜壁中心向膜的两个表面连续地减少，且膜外表面上的孔径不同于内表面上的孔径。膜由包含如下物质的溶液制得：5至35wt％的基于丙烯腈的聚合物，2至99.9wt％的碳酸丙二酯与至少一种其它可溶解该基于丙烯腈的聚合物的有机溶剂的溶剂混合物，以及1至40wt％的特定的添加剂，其选自水、盐、醇、酮、二醇、甘油和重均分子量为1至2,800kDa的聚乙烯吡咯烷酮。
EP 0 923 984 A1的工作实施例1详述了由如下物质的溶液制造中空纤维膜：18.5wt％的共聚物，该共聚物为91.5wt％的丙烯腈、8.0wt％的丙烯酸甲酯和0.5wt％的甲代烯丙基磺酸钠的共聚物；和21wt％重均分子量为600Da(PEG 600)的聚乙二醇；在9.15wt％碳酸丙二酯和51.85wt％的二甲亚砜的混合物中。膜的内径为760μm，外径为1340μm，外表面上的平均孔径为0.02μm，内表面上的平均孔径为0.08μm。其渗水率为96·10-4cm3/(cm2·bar·sec)。
KR 415342B1公开了一种用作超滤膜的聚丙烯腈多孔中空纤维膜的制造方法。该方法使用包含如下物质的聚合物溶液：12-25wt％的聚丙烯腈；3-15wt％的包含聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或其混合物的第一添加剂；10-40wt％的1-丁氧基乙醇作为第二添加剂；和选自N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺及其混合物的溶剂。实施例使用包含18-22wt％重均分子量为150kDa的聚丙烯腈；和5％重均分子量为10kDa的PVP的DMF溶液。所获得的膜包含5或7个不同的区域，其中两个具有带有大孔(macrovoids)的手指结构。
KR 20010106681 A公开了一种制备具有海绵结构而不含大孔的聚丙烯腈多孔平板膜的方法。该方法使用包含10wt％聚丙烯腈和5wt％聚乙烯吡咯烷酮在二甲亚砜中的聚合物溶液。溶液被铺展在玻璃板上，并浸入到含有70wt％二甲亚砜、20wt％水和10wt％聚乙烯吡咯烷酮的凝固浴中。实施例中使用分别具有10kDa、55kDa和1,300kDa的不同重均分子量的聚乙烯吡咯烷酮。显示为海绵结构而不含大孔的膜仅在用重均分子量为10kDa的聚乙烯吡咯烷酮的条件下获得。
发明内容
本发明提供中空纤维膜，其显示均质的海绵结构且由聚丙烯腈(PAN)和重均分子量大于1,000kDa的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)组成，该膜能够用于从液体中除去病毒。该膜由在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中的8-12wt％的聚丙烯腈和2至小于6wt％的聚乙烯吡咯烷酮的溶液制备。该膜显示出(i)对金纳米颗粒(具有20nm的直径并模拟细小病毒)的高截留率(rejection)，(ii)对单克隆抗体(Mab)进料溶液的高通过率(对IgG的筛漏系数≈1)，(iii)高进料通量(其导致此类膜的高进料容量)，和(iv)低蛋白质吸附和低污染，其确保稳定的经时的高过滤速度。
附图简要说明
图1中示出用于破裂压力测试的设置。
图2示出实施例1的膜壁外表面附近和膜壁中心中的膜的横截面的SEM照片。
图3示出实施例4的膜壁外表面附近和膜壁中心中的膜的横截面的SEM照片。
具体实施方式
在本发明的一个方面中，提供一种包含聚丙烯腈和聚乙烯吡咯烷酮的中空纤维膜，其具有8·10-4至15·10-4cm3/(cm2·bar·sec)，优选9·10-4至11·10-4cm3/(cm2·bar·sec)的水压渗透率，对IgG的筛漏系数为大于0.9且GPR为大于1.7，优选大于2.0，更优选大于2.3，最优选大于2.6。
本发明中使用的膜由包含聚丙烯腈和聚乙烯吡咯烷酮的溶液制备。
合适的聚丙烯腈均聚物的实例具有约150,000至250,000Da，优选180,000至220,000Da的重均分子量(CAS-Nr.25014-41-9)。用于制备本发明的膜的合适的聚丙烯腈的实例可商购自Dolan GmbH,D-93309Kelheim(Donau)，商品名为HOMO-PAN。
聚丙烯腈在溶液中的浓度一般为8至12wt.-％，例如9至11wt.-％。
合适的聚乙烯吡咯烷酮均聚物的实例具有约1,000至2,000kDa，如1,100至1,400kDa或1,400至1,800kDa的重均分子量；约200至400kDa，如250至325kDa或325至325kDa的数均分子量；和约4至5，例如4.3至4.4或4.3至4.8的多分散性Mw/Mn。
用于制备本发明的膜的合适的聚乙烯吡咯烷酮的实例分别是K85、K90和K90HM，全部可商购自BASF SE。
本发明的一个实施方式使用重均分子量为约1,100kDa；且数均分子量为约250kDa的聚乙烯吡咯烷酮均聚物。
本发明的另一实施方式使用重均分子量为约1,400kDa；且数均分子量为约325kDa的聚乙烯吡咯烷酮均聚物。
本发明的又另一实施方式使用重均分子量为约1,800kDa；且数均分子量为约375kDa的聚乙烯吡咯烷酮均聚物。
聚乙烯吡咯烷酮在溶液中的浓度一般为2至6wt％，如2至小于6wt％，例如3至5wt％。
在一个实施方式中，用于制备本发明的膜的纺丝溶液包含相对于溶液的总重量为8至12wt％，如9至11wt％的聚丙烯腈，相对于溶液的总重量为2至小于6wt％，如3至5wt％的高分子量(≥1,000kDa)PVP，和相对于溶液的总重量为82至90wt％，如84至88wt％的NMP。
聚合物溶液根据DIN EN ISO 1628-1在22℃下测量的粘度通常为50,000至140,000mPa·s；例如50,000至120,000mPa·s；如70,000至100,000mPa·s。
本发明的多孔中空纤维膜可通过连续溶剂相转化纺丝方法制备，该方法包括以下步骤：
a)将至少一种聚丙烯腈(PAN)和至少一种聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮中以形成聚合物溶液；
b)将所述聚合物溶液通过具有两个同心开口的喷嘴的外环狭缝挤出至沉淀浴中；同时
c)通过所述喷嘴的内孔挤出中心流体；
d)洗涤所获得的膜；并随后
e)将所述膜干燥。
用于制备本发明的膜的中心流体或孔液体包含20至40wt％的水和60至80wt％的NMP，如25至40wt％的水和60至75wt％的NMP。
沉淀浴由60wt％至80wt％的NMP和20wt％至40wt％的H2O组成，例如由70wt％至80wt％的NMP和20wt％至30wt％的H2O组成。沉淀浴的温度为5至30℃，如15至25℃。
在膜的制备方法的一个实施方式中，喷丝头的温度为25–50℃，如30-40℃。喷嘴的开口和沉淀浴之间的距离为0至5cm，如0.5至2cm。在方法的另一实施方式中，喷嘴浸没在沉淀浴中。在一个实施方式中，纺丝速度为5至10m/min。
然后将膜洗涤以除去残余溶剂和低分子量组分。在用于制造膜的连续方法的一个具体实施方式中，膜被引导通过几个水浴。在该方法的一些实施方式中，单独的水浴具有不同的温度。例如，各水浴可具有高于在前的水浴的温度。
然后，将膜干燥，随后将其灭菌。在一个实施方式中，中空纤维膜随后用25至50kGy的β-辐射灭菌。在另一个实施方式中，中空纤维膜随后用γ-辐射灭菌。在又另一个实施方式中，中空纤维膜随后用环氧乙烷(ETO)灭菌。
选择透过性中空纤维是对称类型的，且具有均质的海绵状结构，其在膜的整个厚度上是基本均匀的。该膜不允许直径为20nm或更大的病毒颗粒通过，但对抗体如IgG是可渗透的。中空纤维一般不含大孔(包括在壁中的空的空间，并具有大于约5微米的最大尺寸)。它们无论是在其里面或外面均不具有皮层或在表面上的致密层。
在一个实施方式中，膜包含相对于膜的总重量为75–85wt％的聚丙烯腈(PAN)和15–25wt％的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。膜中PAN和PVP的比例可分别通过元素分析测定。
在本发明的一个具体实施方式中，膜是内径为200至1,000μm，优选300至500μm，更优选300至400μm的中空纤维膜。壁厚度一般为20至200μm，优选30至100μm，更优选40至85μm。
纤维根据下述方法测定的破裂压力为至少5bar(g)，如5至10bar(g)，例如7至9bar(g)。
本发明的膜在37℃下测定的水压渗透率Lp可在8·10-4至15·10-4cm3/(cm2·bar·sec)内变化，例如在9·10-4至11·10-4cm3/(cm2·bar·sec)内变化。在本发明的一个实施方式中，膜用25-50kGy的β-辐射(或电子束)灭菌，随即显示其水压渗透率Lp为20·10-4至40·10-4cm3/(cm2·bar·sec)，例如25·10-4至35·10-4cm3/(cm2·bar·sec)。
本发明的膜对IgG水溶液的筛漏系数通过25℃下15.0g/l的IgG在PBS缓冲液中的溶液的死端过滤测定为至少0.9，如至少0.95，特别是至少0.99。
本发明的膜显示对直径为20nm的金纳米颗粒(模拟猪细小病毒)在25℃下测量的截留率GPR(金颗粒截留率，以log(A/F)定义，A/F是进料中和滤液中金颗粒浓度的比率)为>1.7，优选>2.0，更优选>2.3，特别优选>2.6。GPR与膜对病毒颗粒的截留率成正比。1.4的GPR对应于水溶液中猪细小病毒的数目下降3个数量级，2.3的GPR对应于下降6个数量级。本发明的膜因此可有利地用于液体中病毒颗粒的去除。
因此，本发明的进一步方面是包含本发明的膜的扩散装置和/或过滤装置，例如用于从液体中除去病毒颗粒的装置。
装置中使用的膜可以是中空纤维形式或多个中空纤维形式，如中空纤维膜束。合适的纤维、其特性和制备已在上面描述。
在装置的一个实施方式中，膜在装置的两个流体隔室之间形成界面。
一个示例性装置包含两个由安装在壳体中的半透膜分隔的隔室，第一内部隔室装配有两个通道(accesses)，第二外部隔室包含一个或两个通道，两个隔室都由基于适当的粘合剂化合物的封装化合物(potting compound)分隔开，旨在用于形成(i)用于分隔含有如上定义的中空纤维束类型的半透膜的该装置的两个隔室的圆柱状隔离物，或(ii)该包括如上定义的片状膜类型的半透膜的该装置中的严密密封。
另一示例性装置包含多个包含在外壳内的中空纤维膜，且设置该膜，使得中空纤维外部的空间(即，毛细管间隔室(extracapillary compartment))内的流体与流经中空纤维及其对应的孔的流体分隔开。此外，装置在该装置的相对端上的外壳内包括两个歧管端部腔室。中空纤维的两个管腔中的每一个连接至不同的端部腔室。端部腔室和毛细管间隔室由中空纤维的半透膜分隔开。
本发明的进一步方面是从液体中除去病毒颗粒的方法，包括经由本发明的膜来过滤液体。在本发明的一个实施方式中，过滤是常规流过滤(normal-flow filtration，NFF)，也称作死端过滤或直接流过滤(dead-end or direct flow filtration)。在本发明的另一实施方式中，过滤是切向流过滤(tangential-flow filtration，TFF)，也称作错流过滤。由于本发明的膜不具有表皮(skin)，因此能够用它进行内向外和外向内过滤。
本发明的膜、方法和装置能够有利地用于生物制药工业中需要从液体中除去病毒颗粒的多种工艺中。
实施例
方法
小模件(mini-module)的制备
如下制备小模件[＝壳体中的纤维束]：将纤维束切成20cm的长度，使纤维在40℃和<100mbar下干燥1小时，随后将纤维束转移至壳体中。利用UV固化粘合剂将纤维的末端封闭。将小模件在60℃的真空干燥箱中干燥过夜，然后用聚氨酯封装纤维束的末端。在聚氨酯硬化之后，切割封装的膜束的末端，以重新打开纤维。小模件确保纤维得到保护。
根据式(1)计算10cm2的有效表面积A所需的纤维数：
A＝πx di x l x n[cm2] (1)
其中
di＝纤维的内径[cm]
n＝纤维量
l＝有效纤维长度[cm]
小模件的水压渗透率(Lp)
通过在压力下将规定体积的水压过小模件(其在一侧被密封)并测量所需时间来测定小模件的水压渗透率。可根据式(2)由测定的时间t、有效膜表面积A、施加的压力p和压过膜的水的体积V来计算水压渗透率：
Lp＝V/[p·A·t] (2)
根据式(3)由纤维数目、纤维长度和纤维的内径来计算有效膜表面积A：
A＝π·di·l·n[cm2] (3)
其中
di＝纤维的内径[cm]
n＝纤维数目
l＝有效纤维长度[cm]
该小模件必须在进行Lp测试之前润湿30分钟。为此目的，将该小模件置于含有500ml超纯水的箱子中。30分钟后，将该小模件转移到测试系统中。测试系统由维持在37℃的水浴和可安装小模件的装置构成。水浴的灌装高度必须确保该小模件位于指定装置中的水面以下。
为了防止膜渗漏导致错误的测试结果，必须预先进行小模件和测试系统的完整性测试。完整性测试是通过将空气压过小模件(其在束的一侧被封闭)来进行的。气泡表明小模件或测试装置的渗漏。必须检查渗漏是否由于测试装置中小模件错误的安装所造成的或者是否存在真正的膜渗漏。如果检测到膜渗漏，则小模件必须被弃掉。完整性测试中施加的压力必须至少为与水压渗透率测定过程中所施加的压力相同的值，以确保水压渗透率测量过程中不出现渗漏(因为施加的压力太高)。
IgG水溶液的筛漏系数
IgG的筛漏系数通过25℃下15.0g/l的IgG在PBS缓冲液中的溶液的死端过滤测定。
·首先将含有10cm2中空纤维膜的模件用PBS缓冲液洗涤(以0.7ml/min的流速进行10min)。
·接下来，用IgG溶液(15g/l)代替PBS缓冲液，且过滤通过以0.7ml/min IgG溶液流经模件的流速运行150min。
·每15分钟记录压力和滤液的流速，并取滤液样品。测定IgG浓度，并计算筛漏系数。
金颗粒截留率(GPR)
金颗粒溶液的制备：
需要大约10ml来进行10cm2过滤器的金颗粒截留率测试。
向烧瓶中称取123mg的聚氧乙烯-β-萘基醚[CAS 35545-57-4](27000,Lubrizol,Ltd.,Hexagon Tower，布莱克利，曼彻斯特M9 8ZS，英国)和20mg重均分子量为70,000Da的聚(4-苯乙烯磺酸钠)[CAS 25704-18-1]，然后加入10ml含有20nm的金颗粒(EM.GC20,BB International,Golden Gate,73Ty Glas Avenue,Cardiff,CF14 5DX U.K.)的金胶体。将所有组分在封闭的烧瓶中在25℃下搅拌15分钟。
GPR测试：
·测试在25℃的温度下进行。
·首先将含有10cm2中空纤维膜的模件用PBS缓冲液洗涤(以0.7ml/min的流速进行10min)。
·接下来，用金溶液代替PBS缓冲液。从过滤器除去所有残余的PBS溶液后，在0.35ml/min流速下开始过滤，并收集滤液样品。
·一旦滤液样品到达约1ml的体积，即改变收集容器并开始采集新的馏分。重复此操作，直至总共四个馏分(标记为I至IV)被收集。
通过例如使用Ultrospec TM3000pro光度计来测量530nm处的消光(extinction)以通过光度测定进料、滤液和保留物中的颗粒含量：
根据下式(4)计算GPR值
其中，
A为进料溶液的消光；且
F为滤液的消光。
破裂压力
·在测试破裂压力之前，在测量水压渗透率(Lp)之后对小模件进行如上所述的完整性测试。
·图1中示出用于破裂压力测试的设置。
·用具有0.5bar计示压力的压缩空气吹扫进料侧(1)和滤液侧(2)。
·用环己酮和UV固化粘合剂将管粘接到小模件的进料(1)和保留物(3)连接器。
·然后将小模件连接到压力调节器(4)，并关闭保留物连接器(3)。连接配有数据记录器(5)的压力传感器。滤液连接器(2)保持开放。
·开始测量(记录间隔3sec)。
·用压力调节器(4)将测试压力设定为2bar(g)并保持1分钟。
·随后，每一分钟将压力提高1bar，直到纤维破裂。破裂是可听见的，并同时观察到压力稍为下降。
·如果纤维能承受7bar(g)而不破裂，则测试通过。
·测试结束时，从数据记录器读取数据，并确定破裂压力。
聚合物溶液的粘度
聚合物溶液的粘度根据DIN EN ISO 1628-1在22℃下进行测量。
实施例1
中空纤维膜的制备
将10％w/w的聚丙烯腈(重均分子量为约200kDa，HOMO-PAN,Dolan GmbH,D-93309Kelheim(Donau))和4％w/w的PVP(重均分子量为约1,100kDa，K85,BASFSE)在NMP中的溶液(粘度为90,400mPa·s)在31℃下恒温调节，并使其通过具有两个同心开口的喷丝头的外环狭缝挤出至包含水/NMP(比例为30％/70％w/w)的凝固浴中。使用包含25％w/w水和75％w/w NMP的溶液作为中心流体，并使其经由喷丝头的内孔挤出。喷丝头的温度为31℃，凝固浴的温度为21℃，且空气隙为1.5cm。纤维的纺丝速度为6m/min。所获得的纤维在湿润状态下的内径为340μm，壁厚度为40μm。
纤维随后在80℃下用脱矿物质水洗涤1小时。通过离心将水从纤维排出，并且随后将纤维在干空气的恒定流速下在50℃下干燥过夜。图2示出膜壁外表面附近和膜壁中心中的膜的横截面的SEM照片。
如上所述制备包含7个纤维的小模件(对应于约10cm2的膜表面)。
模件显示的Lp为10.5·10-4cm3/(cm2·bar·sec)，对IgG的筛漏系数为0.99，馏分I的GPR为2.9。破裂压力测定为5bar(g)。
对比例2
中空纤维膜的制备
将13％w/w的聚丙烯腈(重均分子量为约200kDa，HOMO-PAN,Dolan GmbH,D-93309Kelheim(Donau))在NMP中的溶液(粘度为107,300mPa·s)在25℃下恒温调节，并使其通过具有两个同心开口的喷丝头的外环狭缝挤出至包含水/NMP(比例为40％/60％w/w)的凝固浴中。使用包含25％w/w水和75％w/w NMP的溶液作为中心流体，并使其经由喷丝头的内孔挤出。喷丝头的温度为25℃，凝固浴的温度为11℃，且空气隙为1.5cm。纤维的纺丝速度为6m/min。所获得的纤维在湿润状态下的内径为340μm，壁厚度为40μm。
纤维随后在70℃下用脱矿物质水洗涤1小时。通过离心将水从纤维排出，并且随后将纤维在干空气的恒定流速下在50℃下干燥过夜。
如上所述制备包含7个纤维的小模件(对应于约10cm2的膜表面)。
模件显示的Lp为16.0·10-4cm3/(cm2·bar·sec)。馏分I的GPR为3.1。不幸的是，纤维对IgG(用浓度为1g/L的IgG测试)是不可渗透的，且结果是纤维在过滤7分钟后被堵塞。
对比例3
中空纤维膜的制备
将10％w/w的聚丙烯腈(重均分子量为约200kDa，HOMO-PAN,Dolan GmbH,D-93309Kelheim(Donau))和6％w/w的PVP(重均分子量为约1,100kDa，K85,BASFSE)在NMP中的溶液(粘度为138,100mPa·s)在31℃下恒温调节，并使其通过具有两个同心开口的喷丝头的外环狭缝挤出至包含水/NMP(比例为30％/70％w/w)的凝固浴中。使用包含25％w/w水和75％w/w NMP的溶液作为中心流体，并使其经由喷丝头的内孔挤出。喷丝头的温度为40℃，凝固浴的温度为21℃，且空气隙为1.5cm。纤维的纺丝速度为6m/min。所获得的纤维在湿润状态下的内径为350μm，壁厚度为52μm。
纤维随后在80℃下用脱矿物质水洗涤1小时。通过离心将水从纤维排出，并且随后将纤维在干空气的恒定流速下在50℃下干燥过夜。
如上所述制备包含7个纤维的小模件(对应于约10cm2的膜表面)。
模件显示的Lp为7.3·10-4cm3/(cm2·bar·sec)。馏分I的GPR为3.1，然而，对IgG(5g/L)的筛漏系数初始仅为0.9，且在过滤20分钟后，纤维被堵塞并破裂。
实施例4
中空纤维膜的制备
将10％w/w的聚丙烯腈(重均分子量为约200kDa，HOMO-PAN,Dolan GmbH,D-93309Kelheim(Donau))和4.5％w/w的PVP(重均分子量为约1,100kDa，K85,BASFSE)在NMP中的溶液(粘度为84,900mPa·s)在31℃下恒温调节，并使其通过具有两个同心开口的喷丝头的外环狭缝挤出至包含水/NMP(比例为30％/70％w/w)的凝固浴中。使用包含25％w/w水和75％w/w NMP的溶液作为中心流体，并使其经由喷丝头的内孔挤出。喷丝头的温度为30℃，凝固浴的温度为21℃，且空气隙为1.5cm。纤维的纺丝速度为6m/min。所获得的纤维在湿润状态下的内径为345μm，壁厚度为40μm。
纤维随后在80℃下用脱矿物质水洗涤1小时。通过离心将水从纤维排出，并且随后将纤维在干空气的恒定流速下在50℃下干燥过夜。图3示出膜壁外表面附近和膜壁中心中的膜的横截面的SEM照片。
如上所述制备包含7个纤维的小模件(对应于约10cm2的膜表面)。
模件显示的Lp为12·10-4cm3/(cm2·bar·sec)，对IgG的筛漏系数为1.0，馏分I的GPR为2.6。破裂压力测定为5bar(g)。
实施例5
中空纤维膜的制备
将10％w/w的聚丙烯腈(重均分子量为约200kDa，HOMO-PAN,Dolan GmbH,D-93309Kelheim(Donau))和6％w/w的PVP(重均分子量为约1,100kDa，K85,BASFSE)在NMP中的溶液(粘度为138,000mPa·s)在31℃下恒温调节，并使其通过具有两个同心开口的喷丝头的外环狭缝挤出至包含水/NMP(比例为30％/70％w/w)的凝固浴中。使用包含25％w/w水和75％w/w NMP的溶液作为中心流体，并使其经由喷丝头的内孔挤出。喷丝头的温度为40℃，凝固浴的温度为25℃，且空气隙为1.5cm。纤维的纺丝速度为6m/min。所获得的纤维在湿润状态下的内径为347μm，壁厚度为41μm。
纤维随后在80℃下用脱矿物质水洗涤1小时。通过离心将水从纤维排出，并且随后将纤维在干空气的恒定流速下在50℃下干燥过夜。
如上所述制备包含7个纤维的小模件(对应于约10cm2的膜表面)。
模件显示的Lp为11·10-4cm3/(cm2·bar·sec)，对IgG的筛漏系数为1.0，馏分I的GPR为2.8。破裂压力测定为5bar(g)。
实施例6
中空纤维膜的制备
将10％w/w的聚丙烯腈(重均分子量为约200kDa，HOMO-PAN,Dolan GmbH,D-93309Kelheim(Donau))和4％w/w的PVP(重均分子量为约1,100kDa，K85,BASFSE)在NMP中的溶液(粘度为77,800mPa·s)在31℃下恒温调节，并使其通过具有两个同心开口的喷丝头的外环狭缝挤出至包含水/NMP(比例为30％/70％w/w)的凝固浴中。使用包含26％w/w水和74％w/w NMP的溶液作为中心流体，并使其经由喷丝头的内孔挤出。喷丝头的温度为30℃，凝固浴的温度为21℃，且空气隙为1.5cm。纤维的纺丝速度为6m/min。所获得的纤维在湿润状态下的内径为340μm，壁厚度为80μm。
纤维随后在80℃下用脱矿物质水洗涤2小时。通过离心将水从纤维排出，并且随后将纤维在干空气的恒定流速下在50℃下干燥过夜。
如上所述制备包含7个纤维的小模件(对应于约10cm2的膜表面)。
模件显示的Lp为9·10-4cm3/(cm2·bar·sec)，对IgG的筛漏系数为1.0，馏分I的GPR为3.3。破裂压力测定为10bar(g)。
实施例7
小模件的辐射灭菌
将根据实施例6制备的小模件密封在不含氧清除剂的层压的聚合物-铝不透气包装中。然后将模件分别用剂量为25kGy或50kGy的电子束灭菌。
在25kGy下灭菌后，模件显示的Lp为24·10-4cm3/(cm2·bar·sec)，对IgG的筛漏系数为1.0，且馏分I的GPR为3.3。
在50kGy下灭菌后，模件显示的Lp为40·10-4cm3/(cm2·bar·sec)，对IgG的筛漏系数为1.0，且馏分I的GPR为2.8。

Claims (17)

1.一种多孔中空纤维膜，其具有均质的海绵状结构且不含最大尺寸大于5μm的大孔，该多孔中空纤维膜包含相对于膜的总重量为75–85wt％的聚丙烯腈和15–25wt％的聚乙烯吡咯烷酮；其中所述聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为1,000至2,000kDa；15.0g/l的IgG在PBS缓冲液中的溶液通过死端过滤在25℃测定的膜对IgG的筛漏系数大于0.9；且在25℃对20nm的金颗粒测量的膜的GPR值大于1.7。
2.如权利要求1所述的膜，其在37℃测量的水压渗透率为8·10-4至15·10-4cm3/(cm2·bar·sec)。
3.如权利要求1所述的膜，其在37℃测量的水压渗透率为20·10-4至40·10-4cm3/(cm2·bar·sec)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的膜，其内径为300至400μm；壁厚度为40至85μm；且破裂压力为至少5bar(g)。
5.一种用于制备多孔中空纤维膜的连续溶剂相转化纺丝方法，包括如下步骤：
a)将至少一种聚丙烯腈和至少一种聚乙烯吡咯烷酮溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮中以形成聚合物溶液；
b)将所述聚合物溶液通过具有两个同心开口的喷嘴的外环狭缝挤出至沉淀浴中；同时
c)通过所述喷嘴的内孔挤出中心流体；
d)洗涤所获得的膜；并随后
e)将所述膜干燥；
其中，所述聚合物溶液包含相对于所述聚合物溶液的总重量为2至6wt％的重均分子量为1,000至2,000kDa的聚乙烯吡咯烷酮。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述聚合物溶液包含相对于所述溶液的总重量为8至12wt％的聚丙烯腈。
7.如权利要求5或6所述的方法，其中所述聚合物溶液根据DIN EN ISO 1628-1，在22℃测量的粘度为50,000至140,000mPa·s。
8.如权利要求5或6所述的方法，其中所述中心流体包含相对于所述中心流体的总重量为20至40wt％的水和60至80wt％的NMP。
9.如权利要求5或6所述的方法，其中所述沉淀浴包含相对于所述沉淀浴的总重量为20至40wt％的水和60至80wt％的NMP。
10.如权利要求5或6所述的方法，其中所述喷嘴的温度为25至50℃。
11.如权利要求5或6所述的方法，其中所述膜的纺丝速度为5至10m/min。
12.如权利要求5或6所述的方法，其中所述膜在干燥后用25至50kGy的β-辐射或电子束灭菌。
13.一种扩散装置，其包含权利要求1-4中任一项所述的膜或根据权利要求5-12中任一项所述的方法制备的膜。
14.一种过滤装置，其包含权利要求1-4中任一项所述的膜或根据权利要求5-12中任一项所述的方法制备的膜。
15.一种扩散和过滤装置，其包含权利要求1-4中任一项所述的膜或根据权利要求5-12中任一项所述的方法制备的膜。
16.权利要求1至4中任一项所述的膜或权利要求5至12中任一项所制备的膜用于从液体中除去病毒颗粒的用途。
17.根据权利要求16所述的用途，其涉及切向流过滤。
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