CN105992599B - 用于清洁透析溶液的药筒 - Google Patents

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Abstract

本文描述了可用于再生或纯化透析溶液的药筒以及再生或纯化废透析溶液的方法。还描述了使用本发明的吸附剂药筒的透析方法。

Description

用于清洁透析溶液的药筒
背景技术
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2014年3月17日提交的在先美国临时专利申请No.61/954,161的优先权，其以其整体在此引入作为参考。
本发明涉及可用于如透析的药筒，如离子交换药筒或吸附药筒。特别地，本发明一般涉及废透析液的再生或纯化。本发明进一步涉及用某些药筒进行透析的方法。
透析是除去因肾衰竭导致的在血液中累积的废弃物和过量液体的一种治疗方法。慢性肾衰竭在肾功能衰退至正常的约25％时出现。这种衰退量造成血液化学的明显变化，并且是人们感觉不舒服以至要寻求医学治疗的时刻出现。若此时寻求医学治疗，则可延缓进程。晚期慢性肾功能衰竭为肾功能衰退至15％时。终结阶段肾衰竭出现在肾功能为正常的5％时。若在此时不治疗，则死亡是最可能的结果。每年急性肾衰竭的患者与慢性肾衰竭患者约一样多，这些患者中约1/2需要医学治疗。总之，急性患者比慢性患者病情更重且更不稳定。他们经常在医院的ICU或CCU室中治疗且不能移动。急性患者可能不会存活、或可恢复肾功能、或可发展为慢性透析患者。对肾病目前没有治愈方法。然而，一种治疗方法是移植，其是用外科手术把人的肾植入体内并与膀胱相连。需要日常的药物来使人体对植入的肾脏不产生排异。此外，有一种腹膜透析(PD)。用这种治疗方法，把含有右旋糖和电解质的温和盐水溶液(称为透析液)放入腹膜腔内。由于该腹腔存在大量血液供应，因此来自血液和体液的尿素和其它毒素流入透析液中，从而清洁血液。然后从腹膜中排出透析液。随后再次把“新鲜”的透析液放入腹膜中。
此外，还有一种血液透析法。这是一种血液纯化方法，其中在治疗阶段把血液不断地从体内移出并流过透析器(人工肾)，在这里除去新陈代谢的废料和过量的水，并使pH和酸/碱平衡正常。同时把血液输回体内。这种透析器是由半透膜组成的小型一次性装置。该膜让废料、电解质和水透过，但禁止大分子量的蛋白质和血细胞通过。将血液经膜一侧抽入，而透析液经膜的另一面在反方向抽入。该透析液为其中加入盐和电解质的高纯水。机器为控制单元，它起到泵抽，以及控制血液和渗透液的压力、温度和电解质浓度的作用。一次血液透析治疗的平均长度为3-5小时。
存在如下几种血液透析：
a)一次通过-血液透析是肾病的最常见治疗方法。大多数血液透析治疗方法用一次通过透析机进行。它们之所以被称为一次通过，是因为透析液(清洁溶液)在透析器通过血液一次，然后被废弃。一次通过透析器一般需要：
1)能够输送至少1000-1500ml/min的水源(假定来自R.O.系统50％排斥速率)
2)足以提供500-800ml/min纯水连续流的水纯化系统。
3)至少15安培的电路，以抽取并加热500-800ml水/min。
4)能够适应至少500ml/min的废透析液以及来自R.O.系统的排斥水的地面排放口或任何其它容器。
b)吸附剂透析-不需要连续水源、分离水纯化机器或地面排放口，因为它连续再生小体积的透析液，并将水处理系统包括在机器内。因此，吸附剂系统是真正可携带的。
1)吸附剂系统仅需要5安培电源，因为它们在整个透析工艺中回收相同体积的透析液。不需要在一次通过透析中用于大体积透析液的强力透析泵和加热器。
2)吸附剂系统可使用6-12升自来水，由其制备用于整个治疗的透析液。
3)吸附剂体系使用吸附剂药筒－它同时起到水净化器和将废透析液再生为新鲜透析液的装置的作用。输注系统与它一起起到适当平衡再生透析液的电解质组成的作用。
包含磷酸锆(ZrP)和水合氧化锆(HZO)离子交换材料的吸附剂药筒在历史上已用于REDY再生血液透析系统。REDY药筒的示意图在图1中给出。显示该吸附剂药筒具有入口和出口，分别由数字11和数字13表示。图2显示REDY药筒中各层的多个功能。
REDY药筒的原理基于通过尿素酶的酶反应将尿素水解为碳酸铵。以下式子显示在尿素酶存在下将尿素转化为氨的反应： 然后通过磷酸锆将其交换为氢离子和Na+离子(为阳离子交换剂中的抗衡离子)而除去氨和铵离子。磷酸锆还起到除去透析液中的Ca、Mg、K和所有毒金属的阳离子交换剂的作用，如此可通过使用输注系统保持患者血液中的电解质(Ca，Mg，K)水平的平衡，并提供透析治疗的安全性(针对水质)。然后使来自尿素水解的碳酸盐与磷酸锆中的氢离子结合形成碳酸氢盐，其被输送至该尿毒症患者以作为校正酸中毒的碱。磷酸锆可表示为无机阳离子交换材料，其具有以下所示的分子结构:
如上所示，该材料含有H+和Na+二者作为抗衡离子，它们用于离子交换。这些离子的相对含量可通过pH控制，其中酸ZrP(或H+ZrP)用NaOH滴定。所得滴定产物的组成Nax +H2-x +ZrP(或在此缩写为“NaHZrP”)可在离子交换期间在透析液中变化。含乙酸根(HZO·Ac)作为抗衡离子的水合氧化锆(HZO)作为阴离子交换剂以除去磷酸根。这种物质还起到防止从NaHZrP中流出(leaching)磷酸根并除去水中的有毒阴离子(例如氟离子)的作用，该阴离子在透析期间会对患者造成伤害。在离子交换期间释放出来的乙酸根通过乙酸根新陈代谢也起到校正酸中毒的碱的作用。水合氧化锆(HZO)的组成式可为ZrO2.nH2O(即氧化锆水合物)或阴离子形式的ZrO2..nOH…H+An-，其中An为连接至HZO的阴离子，如乙酸根(“Ac”)、氯离子等。没有阴离子，其可被认为是部分草酸化的氢氧化锆，其具有以不同程度结合至Zr的O2-、OH-和H2O，即，Zr(OH)xOy(H2O)z。在药筒中的活性炭在REDY药筒中用于除去患者的肌酸酐、尿酸和含氮新陈代谢废弃物以及水中的氯和氯胺的作用。因此，该REDY再生透析系统有效提供水处理的安全性和简便性并因此便于血液透析是有效的。该系统的功效和安全记录已很好地建立了。然而，整体上已在透析处理中有显著的技术进步，因此，需要新的和改善的药筒以满足当今的透析系统需求。
优选的是，吸附剂药筒设计可进一步减少或防止有机杂质、钠离子、锆离子(如源自磷酸锆)、乙酸根离子(如源自HZO·Ac)等从吸附剂药筒组件释放至透析液。因此，在透析领域，有利地是克服上述缺点的一种或多种。
发明内容
本发明一个特征是提供可用于再生或纯化含废品的溶液的材料。
本发明的另一特征是提供可用于再生或纯化透析溶液(如血液透析或腹膜透析溶液或其它透析溶液)的材料。
本发明的另一特征为提供用于再生或纯化废透析液的吸附剂药筒，其可减少向透析液释放的有机杂质。
本发明的另一特征是提供可使用该吸附剂药筒再生或纯化废透析液的方法。
本发明的另一特征是提供可使用该吸附剂药筒再生或纯化废透析液的透析系统。
本发明的另一特征为提供用于再生或纯化废透析液的吸附剂药筒，其可提供关于以下至少之一的药筒改善：1)减少或消除乙酸根含量和释放的乙酸根，2)减少锆释放，3)减少钠释放，4)增加药筒流出液pH，5)减少pCO2，6)减少再生透析液中的杂质(例如，总有机碳(TOC))，7)改善碳酸氢盐动力学，8)保持尿素和磷酸盐的能力，或1)、2)、3)、4)、5)、6)、7)和/或8)的任意组合包括全部1)-8)或包含较少数量的它们的任意组合。本发明的另一特征为提供吸附剂药筒，其可满足这些改善1)-8)的一种或多种，且在所需的透析处理性能参数条件下运行良好。
本发明的另一特征为提供包含水合氯化锆(HZO-Cl-)的吸附剂药筒，其可消除乙酸根含量和乙酸根的释放，增加或保持碱性，和/或减少或控制可溶Zr使其在容许量范围内。
本发明的另一特征为提供吸附剂药筒，其包含磷酸锆，具有增加的钠负载量和水合氯氧化锆，其可消除乙酸根含量和乙酸根的释放，且增加或保持碱性，减少或控制可溶Zr在使其容许量范围内。
本发明的另一特征为根据物理性质，而非化学性质在药筒中定向或设置吸附剂，其中高表面积ZP和ZO可以一定方式设置以使得充分利用它们，同时将会使用标准ZP和ZO从而以最佳方式利用它们。这可得产生更有效的吸附剂装置。除了表面积，颗粒尺寸为可用于设置吸附剂的物理性质。
本发明的另一特征为提供用于再生或纯化废透析液的吸附剂药筒，其提供的吸附剂层配置为用于优异和有效的纯化。
本发明的另一特征为克服上述困难的一种或多种。
本发明其它特征和优点部分将在以下说明书中描述，部分根据本发明是明显的，或可通过本发明的实践知晓。本发明的目的和其它优点将通过书面说明书和所附权利要求中特别指出的要素和组合而实现和获得。
为实现根据本发明目的的这些和其它优点，本发明涉及吸附剂药筒，其包含(从入口至出口)a)第一含碳层；b)含酶层，例如，在吸附剂药筒中在第一含碳层之后包含尿素酶的层；c)在吸附剂药筒中在含酶层之后的第二含碳层；d)在吸附剂药筒中在第二含碳层之后的含磷酸锆层；e)在含磷酸锆层之后包含水合氧化锆的层；和f)在水合氧化锆层之后的碳酸(氢)盐层，包含碳酸(氢)钠。
本发明进一步涉及吸附剂药筒，其包含(从入口至出口)a)第一含碳层；b)含酶层，例如，在吸附剂药筒中在第一含碳层之后的包含尿素酶的层；c)在吸附剂药筒中在含酶层之后的第二含碳层；d)在吸附剂药筒中在第二含碳层之后的含磷酸锆层，其中该含磷酸锆层包含的钠负载量大于55mgNa/g磷酸锆；e)在含磷酸锆层之后的水合氧化锆层，所述层包含具有碱性pH的水合氯氧化锆；和f)在水合氧化锆层之后的碳酸(氢)盐层，包含碳酸(氢)钠。
本发明还涉及再生或纯化废透析液的方法，包括将废透析液通过一种本文所述的吸附剂药筒。
本发明进一步涉及包含一种本文所述的吸附剂药筒的用于再生或纯化废透析液的透析系统。
本发明还涉及吸附剂药筒，其可包含外壳、第一吸附剂层和第二吸附剂层。该外壳可限定药筒内部，该药筒内部具有一定体积且配置为容纳至少两层吸附剂材料。该外壳可包括具有第一孔口的第一端，该第一孔口配置为允许流体进入药筒内部，和远离第一端的第二端，该第二端具有第二孔口，该第二孔口配置为允许流体从药筒内部离开。第一吸附剂层可位于药筒内部。第一吸附剂层可具有第一几何结构且包含第一吸附剂材料。第二吸附剂层可位于药筒内部。第二吸附剂层可具有第二几何结构且可包含第二吸附剂材料。第一和第二吸附剂材料可具有相同的化学组成。第一几何结构可在至少一个维度上不同于第二几何结构，或第一吸附剂材料可在至少一种物理特性上不同于第二吸附剂材料，或二者都有。
本发明还提供具有入口和出口的吸附剂药筒，其至少包含第一层和第二层。第一层和第二层可包含具有相同或基本相同的化学组成的颗粒材料。第一层可比第二层更靠近入口。在平均颗粒尺寸、平均表面积、对至少一种物质的吸附能力或其任意组合方面，第一层中的颗粒材料比第二层中的颗粒材料可具有至少更大/更高的性质。
应理解，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅为解释性和示例性的，并用于提供对本发明进一步解释。
包括在本发明中并构成本发明一部分的附图例示了本发明的多个实施方案，它与描述一起起到解释本发明原理的作用。
附图简述
图1为显示药筒的示意图。
图2为显示药筒和药筒中各层的多种功能的图。
图3为根据本申请一个实例的吸附剂药筒中材料的分解图。
图4为根据本申请一个实例的吸附剂药筒中材料的分解图。
图5为本发明的吸附剂药筒一个实例中的材料和各层的多种功能的分解图。
图6为显示包含根据本申请一个实例的吸附剂药筒的吸附剂透析系统的示意图。
发明详述
本发明涉及可用于分离方法(如除去累积在透析液体中废物和过量流体)的物质。这些物质可存在于能够盛装可用于分离方法的物质的容器(即药筒)中。作为一个选项，在下面详细描述的材料和各种材料的设置可用于透析系统或其它可用于除去例如因进行透析而累积在透析流体中的废物和/或过量流体。正如下面更详细描述的，本发明可用于纯化或再生用于腹膜透析(PD)和血液透析(HD)中的透析流体。出于本发明的目的，透析溶液是指可用于血液透析或吸附剂透析系统的腹膜透析溶液或透析流体。可使用用于PD或HD的常规透析溶液并通过本发明再生，这些常规透析溶液是本领域技术人员已知。
本发明的吸附剂药筒优选包含高度指定和设计的材料层，且通过利用三种化学现象进行该再生功能：(i)吸附，(ii)催化和(iii)离子交换。吸附描述了移动物质在固体界面或表面的固定或定位。催化为一种过程，即通过反应中的组分而减少反应活化能量来增加化学反应速率，该组分的净消耗率为0。离子交换为以下过程，其中特定固体材料吸附对其具有高亲和力的物质，然后释放对其具有较低亲和力的物质。
本发明部分涉及吸附剂药筒，其包含碳、尿素酶源、磷酸锆(“ZP”)、氧化锆和碳酸(氢)盐的透析液处理组分。
本发明的药筒的材料层可按照以下优选的层设置定位，其中这些优选材料从入口至出口为:
活性炭层(入口)–吸附有机物质，其它较低极性物质，如氧化剂和从水源和患者释放的多种重金属复合物。
酶/酶保留层–尿素酶催化尿素水溶液水解(加水分解)形成碳酸氢盐和铵。用于保留或固定尿素酶的材料可为氧化铝(Al2O3)。
活性炭层–执行与第一碳层相同的功能；此外还吸附从酶源释放的有机物质。
磷酸锆层–阳离子交换材料，其吸附多种阳离子物质以替换为氢离子和钠离子。
氧化锆层–阴离子交换材料，其吸附多种阴离子物质以替换为氯和氢氧根离子。
碳酸氢钠层(出口)–可溶USP级碳酸氢钠，其在向药筒装填透析液后溶解，从而增加透析液中碳酸氢钠的浓度，而不直接将碳酸氢钠泵送通过药筒。
在吸附剂透析中，在透析器处将患者的尿素运输至透析液中。一旦在透析液中，将尿素泵送至吸附剂药筒，在其中其水解为铵和碳酸氢根离子。由于在透析处理过程中透析液中碳酸氢根的这种恒定产生，透析液中碳酸氢根的初始浓度通常低于正常的单程透析处理。该初始较低的浓度防止随着处理的进展而使透析液中碳酸氢根过量，从而避免碱中毒。传统地有两种特征使得这种初始较低的碳酸氢根方案安全：(1)由于该系统的动力学引起的暂时低浓度(并非恒定、长持续时间向患者暴露低碳酸氢根透析液)；和(2)透析液与患者的低体积比，其本质上防止透析液使患者体内化学物质外流。
传统上在吸附剂透析中弥补该低透析液碳酸氢根的初始期涉及使用吸附剂药筒提供的大浓度的乙酸根离子，其被运输至患者(梯度驱动)且在肝中转化为碳酸氢盐，从而防止酸中毒症状。
然而，使用本发明，在优选的设计中，在吸附剂药筒中没有乙酸根。从药筒释放的所有缓冲液为碳酸氢盐形式。该吸附剂药筒没有释放初始大量的乙酸盐，相反该药筒释放初始剂量的碳酸氢钠。
本发明的药筒设计初始提供碳酸氢盐以补偿较低的碳酸氢盐时期且促成了仅有碳酸氢盐的总缓冲液实例。从药筒消除乙酸根，从而从透析液消除乙酸根，a)简化了总缓冲液表征，和/或b)消除了由于乙酸根不耐受引起的潜在并发症(高初始乙酸根浓度联合新的高通量/高流速透析)，和/或c)消除由于缺乏对乙酸根-碳酸氢根动力学的理解引起的潜在碱中毒症状。
为减少乙酸根，增加或保持碱性，和/或减少或控制可溶Zr使其在容许量范围内，可在吸附剂药筒中使用一系列层，其包括具有碱性pH的水合碱性氧化物-氯离子的水合氧化锆层，和碳酸(氢)盐层，它们位于药筒流出液出口端或在其附近。
本发明的吸附剂药筒可包括水合氧化锆层，其为具有碱性pH的水合氯氧化锆(HZO·Cl)。HZO·Cl的式子可见于上文背景技术。为消除乙酸根、增加或保持碱性和/或减少或控制可溶锆使其在容许量范围内，可在药筒设计中提供HZO-Cl。可使用该HZO-Cl层而没有碳酸钠锆。HZO-Cl的碱性pH可减少注入的氯离子或至少将其控制为可容许的水平，且可减少可溶Zr从药筒的排放。增加碱性pH可使注入的氯离子、可溶Zr，或二者均减少得更多。碱性pH的HZO-Cl层可与水合氧化锆层之后的碳酸(氢)盐层组合使用。在药筒的流出端该碳酸(氢)盐层可包含碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢钠(NaHCO3)、或二者。
该水合氯氧化锆可具有的pH大于约8，或大于约9，或约9.5至约10.5，或约10，或其它碱性值。当HZO-Cl中氯的相对比例更小时HZO-Cl的pH通常增加。每g HZO-Cl的氯含量(mg)可为，例如，约25mg/g至约10mg/g，或任何提供碱性pH的量。
使用本发明的药筒设计，可实现一种或多种优点、改善和/或性质，尤其是相比于常规药筒而言。使用本发明，可消除吸附剂药筒中的乙酸根含量。换句话说，在任何层和整个吸附剂药筒中，吸附剂药筒中的乙酸根含量可为0wt％或约0wt％。使用本发明，以及化学和层的设计，该吸附剂药筒具有在高透析液流速下运行的能力和/或具有用高通量型透析器运行的能力，从而具有更短的处理时间(例如，约4小时+/-30分钟)。例如，使用本发明，透析液流速可为约300至约500ml/min。使用更快的透析溶液流速，这增加了尿素从血液至透析液的扩散效率。本发明的药筒设计使这成为可能。本发明还具有将TOC(总有机碳)释放减少至非常可接受水平的能力。
本发明提供吸附剂药筒设计，其可通过透析液pH和碳酸氢盐水平改善在透析液中和给予患者的钠的控制和平衡。如所指示的，磷酸锆具有有限的可用离子交换位点。最初所有位点可包含氢。中和磷酸锆将一些氢交换为钠。在药筒中，位点将钠和氢交换为NH4 +和阳离子。磷酸锆上太多的钠可导致透析液中钠太多。磷酸锆上太多的氢可导致低pH透析液、低碳酸氢盐以及酸中毒。本发明的吸附剂药筒可提供这些因素更好的平衡和更好的结果。
本发明提供吸附剂药筒，其可减少或防止有机杂质和/或金属离子的释放(donation)。本发明的吸附剂药筒可具有多个碳层，它们在吸附剂药筒中同时置于包含尿素酶源(例如刀豆粉)的层之前和之后，且在磷酸锆的第一层之前。例如，包含刀豆粉层材料的层可在包含磷酸锆的吸附剂药筒中位于两个单独的碳层之间，而在任一个碳层和刀豆粉层之间没有磷酸锆层。该碳层可为例如，颗粒状碳层，或碳过滤垫，或其它碳材料，经由该碳材料透析液可流动以在刀豆粉层之前和之后被处理。该刀豆粉层任选可被支持或固定，如使用氧化铝或其它合适或已知的固定剂。而且，氧化铝备份层任选可包含在刀豆粉层和刀豆粉层之后的碳层之间。该药筒设计可显著减少在吸附剂药筒中再生或纯化的透析液中的有机杂质、释放的金属离子(如钠离子、锆离子或它们的任何组合)的存在。相比于仅在吸附剂药筒入口和/或出口设置活性炭层或碳过滤垫的情况，各碳层、刀豆粉和磷酸锆层的指定的顺序可出乎意料地增强对杂质和/或释放的金属离子的捕获。
在用于再生或纯化废透析液之前，本发明的药筒设计的层的顺序和组成可为，例如，如下所述(例如，从药筒中顶部(离开口或出口)至底部(进口-入口)):
a)包括碳酸氢钠、基本上由碳酸氢钠组成、由碳酸氢钠组成、或包含碳酸氢钠的一或多层(例如，20g至约30g)；
b)包括水合氧化锆的氢氧化物(zirconium oxide-hydroxide)和/或水合氯氧化锆、基本上由水合氧化锆的氢氧化物和/或水合氯氧化锆组成、由水合氧化锆的氢氧化物和/或水合氯氧化锆组成、或包含水合氧化锆的氢氧化物和/或水合氯氧化锆的一或多层(例如，150g至约250g)；
c)包括磷酸锆、基本上由磷酸锆组成、由磷酸锆组成、或包含磷酸锆的一或多层(例如，650g至约1800g)，例如，具有的钠负载量为约50mg至约56mg Na/g磷酸锆(该磷酸锆可具有上文背景技术所述的式子)；
d)包括碳层或碳垫、基本上由碳层或碳垫组成、由碳层或碳垫组成、或包含碳层或碳垫的一或多层(例如，约50g至约500g碳)；
e)任选包括氧化铝或其它类似材料、基本上由氧化铝或其它类似材料组成、由氧化铝或其它类似材料组成、或包含氧化铝或其它类似材料的一或多层(例如，约100g至约500g)；
f)一个或多个含酶层，如包括以下物质、基本上由以下物质组成、由以下物质组成、或包含以下物质的层：含有或不含氧化铝共混物的尿素酶(例如刀豆粉)(例如，约100g至约400g，包括约5克至约50克刀豆粉)；和
g)包括碳层或碳垫、基本上由碳层或碳垫组成、由碳层或碳垫组成、或包含碳层或碳垫的一或多层(例如，约50g至约500g碳)。组件a)-g)的这些量是作为一个实例提供，且可使用其它量的这些物质。
用于再生或纯化废透析液之后(或在使用之后几分钟)，本发明的药筒设计的层的顺序和组成可为，例如，如下所述(例如，从药筒中顶部(离开口或出口)至底部(进口-入口)):
a)包括水合氧化锆的氢氧化物和/或水合氯氧化锆、基本上由水合氧化锆的氢氧化物和/或水合氯氧化锆组成、由水合氧化锆的氢氧化物和/或水合氯氧化锆组成、或包含水合氧化锆的氢氧化物和/或水合氯氧化锆的一或多层(例如，150g至约250g)；
b)包括磷酸锆、基本上由磷酸锆组成、由磷酸锆组成、或包含磷酸锆的一或多层(例如，650g至约1800g)，例如，具有的钠负载量为约50mg至约56mg Na/g磷酸锆；
c)包括碳层或碳垫、基本上由碳层或碳垫组成、由碳层或碳垫组成、或包含碳层或碳垫的一或多层(例如，约50g至约500g碳)；
d)任选包括氧化铝或其它类似材料、基本上由氧化铝或其它类似材料组成、由氧化铝或其它类似材料组成、或包含氧化铝或其它类似材料的一或多层(例如，约100g至约500g)；
e)一个或多个含酶层，如包括以下物质、基本上由以下物质组成、由以下物质组成、或包含以下物质的层：含有或不含氧化铝共混物的尿素酶(例如刀豆粉)(例如，约100g至约400g，包括约5克至约50克刀豆粉)；和
f)包括碳层或碳垫、基本上由碳层或碳垫组成、由碳层或碳垫组成、或包含碳层或碳垫的一或多层(约例如，50g至约500g碳)。组件a)-g)的这些量是作为一个实例提供，且可使用这些物质的其它量。
如之前所示，使用本发明，在使废的或用过的透析液通过药筒后，碳酸(氢)盐层将溶于透析液中，且作为层从药筒中消失或基本消失。
参考图3，该吸附剂药筒可包含第一含碳层、在吸附剂药筒中第一含碳层之后的包含刀豆粉的一个或多个含酶层(“D10”)、任选的一个或多个氧化铝层、在吸附剂药筒中含酶层和氧化铝层之后的一个或多个第二含碳层、一个或多个含磷酸锆层、含磷酸锆层之后的一个或多个水合氧化锆层(包含具有碱性pH的水合氯氧化锆)，和水合氧化锆层之后的一个或多个碳酸(氢)钠层。
在图3的吸附剂药筒的实例中，碳酸(氢)钠可使用的量为约20g至约30g，或约22g至约28g，或约24g至约26g，或约25g，或其它量。具有碱性pH的水合氯氧化锆可使用的量为约50g至约300g，或约75g至约200g，或约100g，或其它量。磷酸锆层可使用的量为约650g至约1800g，或约800g至约1600g，或约900g至约1300g，或其它量。该实例的磷酸锆可具有的钠负载量为大于55mg/g Na/g磷酸锆，或约56mg至约58mgNa/g ZP，或约57mg Na/g ZP，或其它值。碳层或碳垫可使用的量为约50g至约500g碳或其它量，氧化铝或其它类似材料可使用的量为约100g至约500g或其它量，刀豆粉/氧化铝共混物可使用的量为约100g至约400g，包括约5克至约50克刀豆粉或其它量，且底部碳层或碳垫可使用的量为约50g至约500g碳或其它量。任何有效量的上述材料可存在于药筒中。这些量(或本文上述的任何量)可针对具有以下尺寸的药筒：2英寸-3英寸直径乘以5英寸至10英寸长度，或具有以下尺寸：4英寸-6英寸直径乘以6英寸-12英寸长度。然而，应理解这些量提供各层相对其它各层的重量比，以允许在任何尺寸的药筒中进行调节。
吸附剂药筒可包括磷酸锆，如(例如作为层)具有增加的钠负载量。为消除乙酸根、增加或保持碱性和/或减少或控制可溶锆使其在容许量范围内，可在药筒设计中提供HZO-Cl。该HZO-Cl层可不用组合SZC和玻璃珠而是用。HZO-Cl的氯含量可成比例减少，以足以提供碱性pH的HZO-Cl。水合氯氧化锆可具有的pH大于约8，或大于约9，或约9.5至约10.5，或约10，或其它碱性值。在HZO-Cl中氯的相对比例较小时HZO-Cl的pH通常增加。每g HZO-Cl的氯含量(mg)可为，例如，约25mg/g至约10mg/g，或提供碱性pH的任何量。碱性可通过增加磷酸锆层中的钠负载量而稍微提高。增加碱性pH可使得注入的氯离子、可溶Zr或这二者减少得更多。在药筒流出端，碱性pH的HZO-Cl层可与水合氧化锆层之后的碳酸(氢)盐层组合使用，该碳酸(氢)盐层包含碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢钠(NaHCO3)或二者。
参考图4，该吸附剂药筒可包含第一含碳层、在吸附剂药筒中第一含碳层之后的包含刀豆粉的含酶层(“D10”)、任选的氧化铝层、在吸附剂药筒中含酶层和氧化铝层之后的第二含碳层、含磷酸锆层(其中该含磷酸锆层包括的钠负载量大于55mg Na/g磷酸锆)、含磷酸锆层之后的水合氧化锆层(包含具有碱性pH的水合氯氧化锆)，和水合氧化锆层之后的碳酸(氢)钠层。
在图4的吸附剂药筒的实例中，碳酸(氢)钠可使用的量为约20g至约30g，或约22g至约28g，或约24g至约26g，或约25g，或其它量。具有碱性pH的水合氯氧化锆可使用的量为约50g至约300g，或约75g至约200g，或约100g，或其它量。磷酸锆层可使用的量为约650g至约1600g，或约800g至约1500g，或约900g至约1300g，或其它量。该实例的磷酸锆可具有的钠负载量为大于55mg/g Na/g磷酸锆，或大于55mg Na/g ZP至约62mg/g ZP，或约56mg Na/gZP至约61mg/g ZP，或约56mg Na/g ZP至约60mg Na/g ZP，或约56mg Na/g ZP至约58mg Na/g ZP，或约57mg Na/gZP，或其它值。碳层或碳垫可使用的量为约50g至约500g碳或其它量。氧化铝或其它类似材料可使用的量为约100g至约500g或其它量。尿素酶/氧化铝共混物可使用的量为约100g至约400g，包括例如，约5克至约50克的刀豆粉或其它量。底部碳层或碳垫可使用的量为约50g至约500g碳或其它量。上述材料的任何有效量可存在于药筒中。
所述碳可为压制为活性炭过滤垫的活性炭颗粒。所述碳可为成形为颗粒层的活性炭颗粒，该颗粒层可通过相邻的层保持在适当的位置，该相邻的层邻接吸附剂药筒中碳层的相对侧。可使用滤纸、扩散垫和分隔环(垫)，它们可具有对于那些类型的吸附剂药筒组件来说常规设计和结构，如描述于美国专利申请公开号2002/0112609和2012/0234762的那些，将它们以其整体在此引入作为参考。吸附剂药筒中包括的多个层通常对透析液可渗透，因此透析液可在药筒中在其入口和出口之间连续流动通过接连的不同层。
该额外实例的层的顺序和组成可为例如，如下所述(例如，从药筒中顶部(离开口或出口)至底部(进口-入口))，其中层a)、b)、c)和f)任选或可被如本文所述的其它层代替:
a)碳酸氢钠(例如，20g至约30g)；
b)水合氧化锆的氢氧化物和/或水合氯氧化锆(例如，150g至约250g)；
c)磷酸锆(例如，650g至约1800g)，具有的钠负载量为约50mg至约56mg Na/g磷酸锆；
d)碳层或碳垫(例如，约50g至约500g碳)；
e)优化的氧化铝或其它类似材料(例如，约100g至约500g)；
f)含有或不含氧化铝共混物的含酶层(如刀豆粉)(例如，约100g至约400g，包括约5克至约50克刀豆粉)；和
g)碳层或碳垫(例如，约50g至约500g碳)。组件a)-g)的这些量是作为一个实例提供，可使用这些材料的其它量。对于a)至g)的任一个或全部，应理解每个可包括一或多层。例如，在层a)中，其可为一个或两个或更多层。就含量、碳类型、碳形态学等方面而言，碳层d)和g)可彼此相同或不同。
上述材料的任何有效量都可存在于本发明的药筒中。例如，关于作为尿素酶的来源的固定的刀豆粉的总重量，固定的刀豆粉可使用的量为约100克至约400克，或约150克至约300克，或约200克至约250克，或其它量。如所指示的，刀豆粉可通过例如，与填充剂等(如氧化铝)混合而固定。刀豆粉可商购自例如Sigma-Aldrich的来源。刀豆粉可以指示的固定形式或以其本身使用，量为约5克至约100克，或约8克至约50克，或约10克至约30克，或其它量。通常，尿素酶源，如刀豆粉，可存在的量为约22,000IU或更少至约55,000IU或更多，或约28,000IU至约42,000IU。刀豆粉的颗粒尺寸可为任何有效尺寸如约40目或更小(或小于约0.4mm)。固定的刀豆粉的剩余部分可仅为氧化铝或为氧化铝和其它材料的组合。氧化铝可商购自，如Alcoa的来源。氧化铝可具有式Al2O3。氧化铝的颗粒尺寸可为约20微米至约120微米，或约20微米至约40微米。碳层中的碳可为任何量的活性炭且可存在于各碳层中，例如，量为约50克至约500克，或约100克至约400克，或约150克至约300克，或约200克至约250克，或约225克至约275克，或其它量。如所指示的，所述碳可为活性炭，如活性的颗粒状碳。活性炭可商购自，如Calgon的来源。活性炭可具有，例如，0.4至约1.2mm(或12-50目筛)的颗粒尺寸，或其它值。氧化铝备份层任选可存在的量为约100克至约500克，或约200克至约400克，或约225克至约300克，或其它值。备份层中的氧化铝的颗粒尺寸可等同于上述固定的刀豆粉层指示的尺寸。
如所指示的，本发明的吸附剂药筒可为(且优选为)无乙酸根的或基本上无乙酸根的。例如，该药筒可基于锆材料和总乙酸根的总重量包含少于约3wt％总乙酸根，或基于锆材料和总乙酸根的总重量小于约1wt％总乙酸根，或基于锆材料和总乙酸根的总重量小于约0.5wt％总乙酸根，或基于锆材料和总乙酸根的总重量小于约0.1wt％总乙酸根，或基于锆材料和总乙酸根的总重量0至约3wt％总乙酸根，或基于锆材料和总乙酸根的总重量0至约2wt％总乙酸根，或基于锆材料和总乙酸根的总重量0至约1wt％总乙酸根，或基于锆材料和总乙酸根的总重量0至约0.5wt％总乙酸根，或这些值界限内的其它范围。这些锆的量是指药筒中所有锆的来源，且它们也可施加于药筒中任何含锆材料的单独的层。
该药筒的水合氧化锆(HZO)组分可具有式Zr(OH)4.nH2O。如所指示的，本发明的药筒设计可允许该材料以无乙酸根形式或基本无乙酸根形式使用。无乙酸根的水合氧化锆(HZO)可按照例如，美国专利申请公开US2010/0078387A1和US 2006/0140840A1公开的方法制备，其以其整体在此引入作为参考。
本发明的磷酸锆可对氨(ammonia)、Ca2+、Mg2+、K+和有毒重金属具有吸附能力。作为一个选择，磷酸锆的吸附能力可为约20mg NH4-N/gm ZrP至约45mg或更多的NH4-N/gm ZrP，且可为至少约30mg NH4-N/gm ZrP；约2mEq Ca2+/gm ZrP至约7mEq Ca2+/gm ZrP，且可为至少约3mEq Ca2+/gm ZrP；约1mEq Mg2+/gm ZrP至约5mEq Mg2+/gm ZrP，且可为至少约2mEq Mg2+/gm ZrP；且对于重金属(HM)为约3mEq HM/gm ZrP至约9mEq HM/gm ZrP，且可为至少约6mEqHM/gm ZrP。而且，磷酸锆可具有的Na+含量为约1.6mEq Na+/gm ZrP至约2.7mEq Na+/gmZrP，且可为约2.2mEq Na+/gm且pH为约5.5至约6。在药筒设计中，可包含单独的磷酸锆层，其相对彼此具有不同的钠含量。考虑到减少的钠负载量可用于本发明的吸附剂药筒，可使用其它pH和不同的Na+含量。而且，本发明的磷酸锆可对该材料具有最小可浸出的(leachable)PO4 3-且可小于约0.05mg PO4 3-/gm ZrP。可使用其它量。此外，该磷酸锆可具有的平均颗粒尺寸为约30至约40微米且没有残余硫酸盐或氯化物(例如，少于0.01％)。可使用其它量。而且，磷酸锆可满足关于可提取毒性杂质的ANSI/AAMI RD-5-1992标准且在水中时具有的pH为约6至约7。磷酸锆和其制备方法的进一步细节描述于，例如，所示美国专利号6,627,164B2，其以其整体在此引入作为参考。
磷酸锆可以任何量使用，但受其装载或放置的药筒尺寸的实际约束。作为一个选择，磷酸锆的量是足以去除废液中存在的至少部分(如果不是基本上所有或全部)的氨、同时向该性能提供减少的钠负载量的量，如相比于之前所述的药筒设计。
该药筒可包含碳酸氢盐层、具有更高钠负载量的第二磷酸锆(相比于第一磷酸锆层)，以及在药筒的流出液出口端附近的水合氧化锆的氢氧化物。碳酸氢钠可使用的量为约20g至约30g，或约22g至约28g，或约24g至约26g，或其它量。第二磷酸锆层可使用的量为约100g至约600g，或约400g至约600g，或约450g至约550g，或其它量。第二磷酸锆层可具有的钠负载量为约64mg/g ZP至约70mg/g ZP，或约65mg/g ZP至约69mg/g ZP，或约66mg/g ZP至约68mg/g ZP，或其它值。水合氧化锆的氢氧化物可使用的量为约150g至约250g，或约175g至约225g，或约190g至约200g，或其它量。第一磷酸锆层可使用的量为约650g至约1600g，或约800g至约1500g，或约900g至约1300g，或其它量。第一磷酸锆层可具有的钠负载量为约50mg/g ZP至约56mg/g ZP，或约51mg/g ZP至约55mg/g ZP，或约52mg/g ZP至约54mg/g ZP，或其它值。
其它可存在于吸附剂药筒中的材料包括，但不限于，氧化铝、氧化铝负载的尿素酶、颗颗粒活性炭、活性氧化铝、沸石、硅藻土、直接尿素吸附剂、和其它常规吸附剂、填充剂、玻璃珠等。以下专利和公开中描述的材料、量和其它任选组分和/或透析系统也可用于本申请且以其整体在此引入作为参考，并形成本申请的一部分：Des.282,578；3,669,878；3,669,880；3,697,410；3,697,418；3,703,959；3,850,835；3,989,622；3,989,625；4,025,608；4,213,859；4,256,718；4,360,507；4,460,555；4,484,599；4,495,129；4,558,996；7,033,498B2，和以下文献，"Guide to Custom Dialysis，"产品号306100-005，修订版，1-54页，1993年9月，和"Sorbent Dialysis Primer，"产品号306100-006，第4版，pp.1-51，1993年9月，Cobe Renal Care，Inc。
可使用组合了所有上述材料的单一药筒。在另一实例，可使用一系列药筒，其中上述材料的组合可存在于一个或更多药筒中。例如，夹在这两个层中间的尿素酶层、氧化铝层和分开的碳层可提供在第一药筒中，且剩余的层可置于第二药筒中，等等。任选地，以这些顺序的这些指示的多个层可分布在三个或更多个不同药筒中。如所指示的，所有材料可提供在单一药筒中且可设置为单一药筒中的不同层。作为一个选择，药筒层可仅由至少约50％重量、或至少75％重量、或至少约80％重量、或至少约90％重量、或至少约95％重量、或至少约99％重量、或至多100％重量、或约50％至约100％重量、或约75％至约100％重量、或约90％至约100％重量、或约95％至约100％重量、或约99％至约100％重量的指示用于该层的一种或多种材料构成。
作为一个选择，除了可使用以在含酶层的每侧提供指示的一个或两个碳层的任意碳过滤垫外，一个或多个过滤垫可位于整个吸附剂药筒各处以保证在操作过程中保持层完整性。该过滤垫可由任何类型的材料制备，例如，标准滤纸或纤维素垫等，且通常为药筒的直径或长度-宽度以完全将一层从另一层分开。可使用将使用的透析液均匀扩散在吸附剂药筒的整个宽度或直径的流量扩散器。该流量扩散器可具有由塑料或其它合适的材料制备的径向扩展的通道的设计。该流量扩散器通常位于吸附剂药筒中使用的任选过滤垫或材料的任一个之前，且相邻于吸附剂药筒的入口(或入口的一部分)。屏障层也可用于吸附剂药筒中。屏障层可位于固定的酶层和氧化铝层之间，如果存在的话。屏障层的一个实例包括滤纸等。
吸附剂药筒的多种总体形状包括，但不限于，圆柱形形状，矩形形状，锥体-圆柱形形状，如例如，图1所示，等等。该形状可为直边的或逐渐变细的，等等。通常可使用任何几何形状。作为一个选择，该PD药筒具有以下尺寸：2英寸至3英寸直径乘以5英寸至10英寸长。该HD药筒可具有以下尺寸：4英寸至6英寸直径乘以6英寸至12英寸长。可使用其它尺寸，这取决于所需的纯化、纯化的量、操作系统等。药筒设计的实例可进一步示于美国专利号6,878,283中，其以其整体在此引入作为参考。药筒的实例也描述于本文认定的一个或多个专利和/或出版物中。
在刀豆粉的制备中，该刀豆粉可用液体有机溶剂萃取，然后可蒸发溶剂以随挥发物消除有机杂质，且将完整活性的尿素酶保留在非蒸发的刀豆粉残余物中。萃取溶剂可为，例如，C1-C4低级烷基醇如乙醇、甲醇、(异)丙醇、和(异)丁醇，或其它液体有机溶剂。刀豆粉可溶于例如乙醇，然后可蒸发乙醇以随挥发级分消除有机杂质且保留有机的油性残余物，所述油性残余物包含尿素酶和多种更高分子量的脂肪酸衍生物。可通过施加足以增加挥发而不使尿素酶变性的热来促进蒸发。该残余物可在不使尿素酶变性的任何温度干燥，且所得干燥的残余物可用作吸附剂药筒中的刀豆粉和其中残留的尿素酶的纯化来源，如以本文所指示的设计。
作为可用于本发明的刀豆粉的另一预处理，尿素酶可通过提取过程从刀豆粉提取，然后可分离和冻干尿素酶，随后掺入吸附剂药筒中。从刀豆粉提取尿素酶的方法可从该方面的已知方法进行适应性改变，且尿素酶提取物可被冻干且用于具有本发明设计的吸附剂药筒中。例如，尿素酶可通过多步从刀豆粉提取，包括溶剂萃取、热处理、酸沉淀和冻干。可重复该提取过程从以增加尿素酶提取产物的纯度。对于尿素酶的提取，例如，刀豆粉可与丙酮混合且在约室温搅拌1分钟或更多分钟。所得材料可加热以去除混浊材料，且可通过用酸调节溶液pH在剩余上清液中使尿素酶沉淀。该酸沉淀的尿素酶可中和至合适的pH，然后在用于吸附剂药筒中之前冻干。
本发明的药筒，如上面所指出，可用于多种分离系统且可用于再生或纯化透析液(例如，HD)或PD溶液。在不太复杂的设计中，废的或使用过的透析液或PD溶液可简单地穿过一个或多个药筒以纯化或再生废液。该系统可简单设置且可涉及仅使用柱状的设置，其中该废液从顶部穿至底部，其中重力使得废液穿过药筒或废液可在压力下穿过药筒，该压力使得废液以任何方向引入。在更具体的系统中，图6所示的系统可被改造以使用特别用于血液透析的指示的吸附剂药筒；该系统可用作封闭系统，或者用于单通道(singlepass)透析系统中(未显示)。该系统允许在透析治疗中在患者中连续再利用该再生透析液。关于单通道系统(未显示)，并非将用过的透析液丢弃至地漏，作为替代，该用过的透析可简单地收集在容器中，然后其可通过将废透析液流过上述一个或更多药筒而再生或纯化。
关于腹膜透析，存在多个选择。首先，如血液透析一样，废的腹膜透析溶液可直接穿过一个或更多药筒以纯化或再生该用过的腹膜透析溶液，从而去除废物。或者，该用过或废的腹膜透析溶液可首先以与在血液透析中血液相同的方式穿过透析器，其中透析液从腹膜透析溶液去除废物等，然后透析液可通过将该用过或废的透析液穿过药筒而再生或纯化。任一系统可用于本发明。使用封闭的PD系统，腹膜炎的风险可显著降低，因为在常规系统中在腹腔中的导管之间必须有频繁的连接，而在本发明一个实施方案中避免了一系列透析溶液容器。
参考图6，75是指药筒，其为本申请的药筒。49是指操作该透析系统的电力来源。51表示加热器，53表示流量计，55表示电导仪，57表示温度计，且59表示UF控制器。这些元件为吸附剂透析系统中的常规元件且是本领域技术人员已知的且可用于本发明。61是注入液泵，其用于泵送新鲜浓缩物79以与再生透析液混合，其最终进入储器77，其可为6升的储器。63表示漏血检测器且65表示UF计，它们为常规透析系统中的常规元件且可在本文使用。组件67表示透析器。如所指示的，透析器是本领域技术人员已知的且通常为包含膜的系统或组件以使得废品穿过膜到达透析液。类似的，69表示离开透析器的用过的透析液且71表示进入透析器67的新鲜透析液。组件73为将用过的透析液从透析器泵入药筒75的泵，该药筒75为本申请的药筒。
本发明的吸附剂药筒可制备为用于长达几个小时的透析处理，例如，用于多达约4小时的透析处理或用于多达约8小时的透析处理。例如，该8小时的药筒通常可制备为用于家庭使用，而该4小时的药筒通常可制备为用于在医疗处理或透析中心的透析治疗。本发明的药筒通常可与上述任意类型的透析系统一起使用。穿过药筒的流量通常为任何常规流量。例如，流量为约50ml/min或更少至500ml/min或更多的透析液可流过药筒且可用于本发明的系统。可使用其它流量，这取决于药筒和操作系统的尺寸。
在以上和以下专利中描述的透析系统或其组件可用于本申请中，且这些系统可包含本发明的材料和/或药筒：美国专利号7,033,498B2；8,663,463；8,597,505；8,580,112；8,500,994；8,366,921；8,343,346；8,475,399；和8,012,118。所有这些专利以其整体在此引入作为参考且构成本申请的一部分。
本发明的材料且尤其是本发明的药筒有多种用途，如如上所述的再生透析液。而且，该药筒也可用于任何需要从液体或其它介质去除杂质或废物的分离过程，该液体或其它介质可穿过本发明的材料。而且，本发明可用于治疗药物过量的患者或有需要的其它患者，或去除人的血流中不期望的或危险的污染物。
因此，本发明提供有用的实施方案，其允许透析液型流体和其它流体的再生。
本发明可用于提供固定的吸附剂透析系统或便携式吸附剂透析系统。该吸附剂透析系统可包括吸附剂血液透析、可佩带的人造肾、吸附剂腹膜透析和其它吸附剂透析系统。
根据本发明其它方面，且不是对层的化学方面有所限制，提供的吸附剂药筒可包括外壳、第一吸附剂层和第二吸附剂层，和任选一个或多个其它层。该外壳可限定药筒内部，该药筒内部具有一定体积且配置为容纳至少两层吸附剂材料。该外壳可包括具有第一孔口的第一端，该第一孔口配置为允许流体进入药筒内部，和远离第一端的第二端该第二端具有第二孔口，该第二孔口配置为允许流体从药筒内部离开。人们将理解本发明不需要依赖于具体的外壳或外壳构型，且该外壳作为常规方式提供以容纳和包含不同吸附剂层，以及穿过所述层的流出液。第一吸附剂层可位于药筒内部。第一吸附剂层可具有第一几何结构且包含第一吸附剂材料。第二吸附剂层可位于药筒内部。第二吸附剂层可具有第二几何结构且可包含第二吸附剂材料。第一和第二吸附剂材料可具有相同的化学组成。第一几何结构可在至少一个维度不同于第二几何结构，或第一吸附剂材料可在至少一种物理特性不同于第二吸附剂材料，或二者都有。
第一和第二几何结构可在一个或多个所需方面彼此不同。例如，第一几何结构可在尺寸、形状或这二者的方面不同于第二几何结构。第一吸附剂层可在平均高度、平均宽度、平均长度或其组合方面不同于第二吸附剂层。该吸附剂药筒可具有中心轴，第一和第二吸附剂层以其为中心围绕，第一吸附剂层和第二吸附剂层的形状为圆柱形或截头圆锥形。第一几何结构可在平均高度、平均半径或这二者的方面不同于第二几何结构。第一吸附剂层和第二吸附剂层可在体积、重量和/或密度方面不同。
第一吸附剂层和第二吸附剂层可具有不同表面积。该表面积差异可通过任何所需的技术和/或构型实现。例如，第一或第二吸附剂层的体积可大于其它的。或者，或此外，第一和第二吸附剂层之间颗粒的尺寸和/或形状可不同。颗粒尺寸的差异可为平均颗粒尺寸的差异，无论是平均值、中值或众值。因此，第一和第二吸附剂材料可包含颗粒且第一吸附剂材料的平均颗粒尺寸不同于第二吸附剂材料的平均颗粒尺寸。第一和第二吸附剂材料可包括颗粒且第一和第二吸附剂材料中至少一种可包括不存在于另一层中的颗粒尺寸。第一和第二吸附剂材料可包含同样的一种或多种颗粒尺寸，但平均颗粒尺寸仍旧不同。第一和第二吸附剂材料可包括颗粒且第一和第二吸附剂材料中至少一种可包含不存在于另一层中的颗粒形状。第一和第二吸附剂材料可包含同样的一种或多种颗粒形状，但在一种或多种其它颗粒形状方面仍旧不同。
第一吸附剂层和第二吸附剂层对作为吸收、吸附或二者的靶标的至少一种物质的吸附能力可不同。这种吸附能力的不同可通过任何所需的技术和/或构型实现。该差异可不依赖于化学方面，而相反可为体积、密度、颗粒尺寸和/或颗粒形状中的一种或多种差异的结果。相比于第二吸附剂层对该至少一种物质的吸附能力，第一吸附剂层可具有更大的对作为吸收、吸附或二者的靶标的至少一种物质的吸附能力，或反之。
第一和第二吸附剂层可以任何所需的方式彼此放置。例如，第一吸附剂层可邻接于第二吸附剂层。第一和第二吸附剂层可通过一个或多个其它层彼此分开。第一吸附剂层可邻近于第一端且第二吸附剂层可邻近于第二端，或反之。第一吸附剂层可至少部分围绕第二吸附剂层，或反之。即，吸附剂药筒给定的层结构、横截面体积可包含一或多层。这些层可具有化学组成，且第一几何结构可在至少一个维度不同于第二几何结构，第一吸附剂材料可在至少一种物理特性方面不同于第二吸附剂材料，或两者都有。例如，该吸附剂药筒可具有被具有内部区域和外部区域的横截面积限定的至少一层，其中该外部区域围绕该内部区域，且该层通过高度限定。在第一端和第二端之间的轴向维度方面第一和第二吸附剂层可具有相同的平均高度，而在平均宽度、平均长度不同或平均宽度和平均长度二者方面均不同。第一和第二吸附剂层可为同中心的且沿轴向维度围绕中心轴放置，第一吸附剂层具有的宽度通过从中心轴延伸至第二吸附剂层的第一半径限定，且第二吸附剂层具有的宽度通过第一半径和比第一半径大的第二半径的差异限定。这些吸附剂层可具有共同的轴，但它们的几何形状不是圆形或甚至不是由曲线组成的(curvilinear)。例如，该几何形状可为由直线形成的(rectilinear)。圆形或其它由曲线组成的几何层无需共享共同的轴，而可相对吸附剂药筒的特定轴彼此偏移。
关于第一几何结构和第二几何结构的差异，关于尺寸、形状或这二者的差异可为5％或更多，10％或更多，15％或更多，20％或更多，50％或更多，100％或更多，200％或更多等的差异。例如，关于尺寸、形状或这二者的该差异可为约5％至约200％。换句话说，第一吸附剂层和第二吸附剂层关于平均高度、平均宽度、平均长度或其任意组合的对比可以这些百分比变化。
而且，关于第一吸附剂层和第二吸附剂层的体积、平均密度、颗粒尺寸(例如，平均颗粒尺寸)和类似参数的比较，第一吸附剂层和第二吸附剂层的差异可以上述这些百分比变化。
该吸附剂药筒可包括含吸附剂材料的至少一个另外的吸附剂层，该吸附剂材料具有的化学组成不同于第一和第二吸附剂材料的化学组成。该至少一个另外的吸附剂层可位于第一端和第一吸附剂层之间，第一和第二吸附剂层之间，或第二吸附剂层和第二端之间。第一吸附剂层和第二吸附剂层可被至少一个包括第三吸附剂层的中间层彼此隔开，该第三吸附剂层具有第三几何结构且包含第三吸附剂材料，其中该第三吸附剂材料具有的化学组成不同于第一和第二吸附剂层的化学组成。第一吸附剂层和第二吸附剂层可被至少一个包括第三吸附剂层的中间层彼此隔开，该第三吸附剂层具有第三几何结构且包含第三吸附剂材料。第一、第二和第三吸附剂材料可具有相同的化学组成，且第三几何结构可不同于第一和第二几何结构，和/或第三吸附剂材料在至少一种物理特性方面可不同于第一和第二吸附剂材料，和/或第三几何结构可不同于第一几何结构或第二几何结构以及第三吸附剂材料在至少一种物理性质方面不同于第一吸附剂材料或第二吸附剂材料。
第一和第二吸附剂材料可具有基本相同或相同的化学组成。第一和第二吸附剂材料可具有相同的化学组成。例如，第一和第二吸附剂材料可都为阳离子交换剂，或可都为阴离子交换剂。第一和第二吸附剂材料可包含至少一种阳离子交换剂。第一和第二吸附剂材料可包含相同的阳离子交换剂。可使用任何所需的阳离子交换剂。例如，该阳离子交换剂可包括磷酸锆。针对一种或多种类型的阳离子，第一和第二吸附剂层可具有相同的阳离子交换能力。针对一种或多种类型的阳离子，第一吸附剂层可比第二吸附剂层具有更大的阳离子交换能力，或反之。第一和第二吸附剂材料可包括至少一种阴离子交换剂。第一和第二吸附剂材料可包含相同的阴离子交换剂。可使用任何所需的阴离子交换剂。例如，阴离子交换剂可包含水合氧化锆。针对一种或多种类型的阴离子，第一和第二吸附剂层可具有相同的阴离子交换能力。针对一种或多种类型的阴离子，第一吸附剂层可具有比第二吸附剂层更大的阴离子交换能力，或反之。
第一和第二吸附剂材料可包括尿素酶，例如，以刀豆糊的形式。两个不同层中的尿素酶可基本相同或相同，且可获自以下来源，如刀豆(例如，洋刀豆(Canavaliaensiformis))、酵母和细菌(例如，巴斯德氏芽胞杆菌)。可使用任何尿素酶或尿素酶组合。两层之间的尿素酶特异活性可不同。该尿素酶的生物来源可不同。该尿素酶可分离自天然源或重组体。
第一和第二吸附剂材料可包括活性炭。两层中的活性炭的活化程度可不同，和/或两层可包含非活性炭。两层中的活性炭类型可基本相同或相同。这些层可共享一种或多种类型的活性炭，但关于一种或多种类型的活性炭可不同。可使用任何类型的活性炭或任何类型的活性炭的组合。所述碳可为化学和/或物理活化的。可使用任何所需等级的活性炭。活性炭的实例包括粉末活性炭、颗粒活性炭、珠状活性炭、挤出活性炭、浸渍碳、聚合物涂覆的碳，或其任意组合。活性炭可在孔隙度、比表面积和/或组织特征方面不同。
本发明提供具有入口和出口的吸附剂药筒，其至少包含第一层和第二层。第一层和第二层可包含具有基本相同或相同的化学组成的颗粒材料。第一层可比第二层更靠近入口。在平均颗粒尺寸、平均表面积、吸附能力或其任意组合方面(对于至少一种物质)，第一层中的颗粒材料比第二层中的颗粒材料可具有至少更大/更高的性质。
吸附剂药筒的非限制性实例如下讨论。这些实例的每一个可包括围绕吸附剂层的全部或一部分的外壳。该外壳可整体上或部分符合吸附剂层的形状，或可不依赖于吸附剂层外形。吸附剂层可使用任何所需的技术形成。例如，固体模或空心框架可用于形成给定吸附剂药筒的多个层(水平分层)和吸附剂层。给定层的吸附剂层可同时或分阶段形成，例如，对于连续的同中心或嵌套的吸附剂层。相邻吸附剂层可具有明显、独特、模糊和/或过渡的边界。吸附剂层可包含吸附剂材料的密度、表面积、组成和/或任何其它所需特征或特征的组合的梯度。所述层和/或多层的形状、尺寸、顺序和/或数量可按需要改变。吸附剂层和/或多层可包括任何形状或形状的组合，由曲线组成的和/或由直线形成的，例如，圆锥形、圆柱形、截顶圆锥形、多边形(规则和/或不规则)平截头体、圆柱形棱柱、圆锥形棱柱、多边形(规则和/或不规则)棱柱等。吸附剂药筒的侧边可为连续或不连续的、光滑或或有阶梯的，或其组合；针对一个的描述应理解为另一个的代表。描述正方形的实施方案也代表斜方形、矩形、规则多边形和不规则多边形的实施方案，等。任何两个或更多个吸附剂层可具有相同的化学组成，但在几何结构和/或物理特性方面不同。尽管层通常是指水平分层，但其它取向也包括在本发明内。
本发明包括以下方面/实施方案/特征，以任意顺序和/或任意组合:
1.本发明涉及吸附剂药筒，其包含：
a)第一含碳层；
b)在吸附剂药筒中第一含碳层之后的含酶层；
c)在吸附剂药筒中含酶层之后的第二含碳层；
d)在吸附剂药筒中第二含碳层之后的含磷酸锆层；
e)含磷酸锆层之后的水合氧化锆层，包含具有碱性pH的水合氯氧化锆；和
f)水合氧化锆层之后的碳酸(氢)盐层，包含碳酸(氢)钠。
2.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒,其中该水合氯氧化锆具有的pH大于约8。
3.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该水合氯氧化锆具有的pH大于约9。
4.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该水合氯氧化锆具有的pH为约9.5至约10.5。
5.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中水合氧化锆层之后的碳酸(氢)盐层包含NaHCO3。
6.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒,其中该水合氧化锆层不含乙酸根。
7.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该第一含碳层为颗粒活性炭或碳垫的层，且第二含碳层为颗粒活性炭或碳垫的层。
8.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该含酶层包含刀豆粉/氧化铝共混物。
9.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，还包括在含酶层和第二含碳层之间的含氧化铝层。
10.本发明涉及再生或纯化废透析液的方法，包括将废透析液流过任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒。
11.任意之前或之后实施方案/特征/方面的方法，其中所述碳酸(氢)盐层被所通过的透析液溶解。
12.本发明涉及再生或纯化废透析液的透析系统，其包含任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒。
13.本发明涉及吸附剂药筒，包含:
a)第一含碳层；
b)在吸附剂药筒中第一含碳层之后的含酶层；
c)在吸附剂药筒中含酶层之后的第二含碳层；
d)在吸附剂药筒中第二含碳层之后的含磷酸锆层，其中该含磷酸锆层包含的钠负载量大于55mg Na/g磷酸锆；
e)含磷酸锆层之后的水合氧化锆层，包含具有碱性pH的水合氯氧化锆；和
f)水合氧化锆层之后的碳酸(氢)盐层，包含碳酸(氢)钠。
14.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该含磷酸锆层包含的钠负载量为约56至约58mg Na/g磷酸锆。
15.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该含磷酸锆层包含的钠负载量为约57mg Na/g磷酸锆。
16.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该水合氯氧化锆具有的pH大于约8。
17.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该水合氯氧化锆具有的pH大于约9。
18.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该水合氯氧化锆具有的pH为约9.5至约10.5。
19.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该碳酸(氢)盐层包含碳酸氢钠。
20.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该第一含碳层为颗粒活性炭或碳垫的层，且第二含碳层为颗粒活性炭或碳垫的层。
21.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该含酶层包含刀豆粉/氧化铝共混物。
22.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，还包括在含酶层和第二含碳层之间的含氧化铝层。
23.本发明涉及再生或纯化废透析液的方法，包括将废透析液流过任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒。
24.本发明涉及再生或纯化废透析液的透析系统，其包含任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒。
25.具有入口和出口的吸附剂药筒，其包括至少第一层和第二层，其中所述第一层和所述第二层包含具有相同或基本相同的化学组成的颗粒材料，且其中所述第一层相比第二层更靠近所述入口，且其中在a)平均颗粒尺寸，b)平均表面积，和/或c)对至少一种物质的吸附能力方面，所述第一层中的所述颗粒材料比所述第二层的所述颗粒材料具有至少更大/更高的性质。
26.吸附剂药筒，包含:
外壳
限定药筒内部，该药筒内部具有一定体积且配置为容纳至少两层吸附剂材料，且
包含第一端，该第一端包含第一孔口，该第一孔口配置为允许流体进入药筒内部；和远离第一端的第二端，该第二端包含第二孔口，该第二孔口配置为允许流体从药筒内部离开；
位于药筒内部的第一吸附剂层，第一吸附剂层具有第一几何结构且包含第一吸附剂材料；和
位于药筒内部的第二吸附剂层，第二吸附剂层具有第二几何结构且包含第二吸附剂材料；
其中第一和第二吸附剂材料具有相同的化学组成，且(a)第一几何结构在至少一个维度上不同于第二几何结构，(b)第一吸附剂材料在至少一种物理特性上不同于第二吸附剂材料，或(c)二者都有。
27.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一几何结构不同于第二几何结构.
28.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一几何结构在尺寸、形状或尺寸和形状二者方面不同于第二几何结构.
29.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层在平均高度、平均宽度、平均长度或其组合方面不同于第二吸附剂层。
30.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该吸附剂药筒具有中心轴，第一和第二吸附剂层以其为中心围绕，第一吸附剂层和第二吸附剂层的形状为圆柱形或截头圆锥形，且第一几何结构在平均高度、平均半径或平均高度和平均半径二者方面不同于第二几何结构。
31.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层和第二吸附剂层体积不同。
32.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层和第二吸附剂层平均密度不同。
33.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层和第二吸附剂层表面积不同。
34.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层和第二吸附剂层对作为吸收、吸附或二者的靶标的至少一种物质的吸附能力不同。
35.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料包含颗粒且第一吸附剂材料的平均颗粒尺寸不同于第二吸附剂材料的平均颗粒尺寸。
36.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料包含颗粒且第一和第二吸附剂材料中至少一种包含不存在于另一层中的颗粒形状。
37.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层至少部分围绕第二吸附剂层，或反之。
38.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂层在第一端和第二端之间的轴向维度方面具有相同的平均高度，且在平均宽度、平均长度或平均宽度和平均长度二者方面不同。
39.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂层是同心的且沿轴向维度围绕中心轴放置，第一吸附剂层具有的宽度通过从中心轴延伸至第二吸附剂层的第一半径限定，且第二吸附剂层具有的宽度通过第一半径和比第一半径大的第二半径的差异限定。
40.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其具有被具有内部区域和外部区域的横截面积限定的至少一层，其中该外部区域围绕该内部区域，且该层通过高度限定。
41.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层相邻于第二吸附剂层。
42.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层邻近第一端且第二吸附剂层邻近第二端。
43.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中相比于第二吸附剂层对作为吸收、吸附或二者的靶标的至少一种物质的吸附能力，第一吸附剂层对该至少一种物质具有更大的吸附能力。
44.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，还包括至少一个另外的包含吸附剂材料的吸附剂层，该吸附剂材料具有的化学组成不同于第一和第二吸附剂材料的化学组成。
45.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该至少一个另外的吸附剂层位于第一端和第一吸附剂层之间，第一和第二吸附剂层之间，或第二吸附剂层和第二端之间。
46.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层和第二吸附剂层被包括第三吸附剂层的至少一个中间层彼此隔开，该第三吸附剂层具有第三几何结构且包含第三吸附剂材料，其中该第三吸附剂材料具有的化学组成不同于第一和第二吸附剂层的化学组成。
47.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层和第二吸附剂层被包括第三吸附剂层的至少一个中间层彼此隔开，该第三吸附剂层具有第三几何结构且包含第三吸附剂材料，其中该第一、第二和第三吸附剂材料具有相同的化学组成，且(a)第三几何结构不同于第一和第二几何结构，(b)，第三吸附剂材料在至少一种物理特性方面不同于第一和第二吸附剂材料，或(c)第三几何结构不同于第一几何结构也不同于第二几何结构且第三吸附剂材料在至少一种物理性质方面不同于第一吸附剂材料也不同于第二吸附剂材料。
48.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料具有相同的化学组成。
49.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料包含至少一种阳离子交换剂。
50.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料包含相同的阳离子交换剂。
51.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该阳离子交换剂包括磷酸锆。
52.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层比第二吸附剂层具有更大的阳离子交换能力。
53.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料包含至少一种阴离子交换剂.
54.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料包含相同的阴离子交换剂.
55.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该阴离子交换剂包括水合氧化锆。
56.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该阴离子交换剂进一步包括碳酸锆.
57.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层比第二吸附剂层具有更大的阴离子交换能力。
58.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料包括尿素酶。
59.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料包括活性炭。
60.具有入口和出口的吸附剂药筒，其包括至少第一层和第二层，其中第一层和第二层包含具有基本相同化学组成的颗粒材料，且其中第一层的位置比第二层更靠近入口，且其中在a)平均颗粒尺寸，b)平均表面积，和/或c)对至少一种物质的吸附能力方面，第一层中的颗粒材料比第二层中的颗粒材料具有至少更大/更高的性质。
61.本发明涉及吸附剂药筒，其包含:
a)第一含碳层；
b)在吸附剂药筒中第一含碳层之后的含酶层，包含刀豆粉；
c)在吸附剂药筒中含酶层之后的第二含碳层；和
d)在吸附剂药筒中第二含碳层之后的第一含磷酸锆层.
62.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该第一含碳层为颗粒活性炭或碳垫的层，且第二含碳层为颗粒活性炭或碳垫的层。
63.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，其中该含酶层包含刀豆粉/氧化铝共混物。
64.任意之前或之后实施方案/特征/方面的吸附剂药筒，还包括在含酶层和第二含碳层之间的含氧化铝层。
65.本发明涉及制备吸附剂药筒的方法，包括:
a)将包含有机杂质的刀豆粉溶解于有机溶剂；
b)将该有机溶剂和至少一部分有机杂质作为挥发物蒸发以将挥发物从包含尿素酶的不挥发的残余物分离；
c)干燥包含尿素酶的残余物以得到干燥的含尿素酶材料；和
d)将干燥的含尿素酶材料掺入吸附剂药筒中的含碳层之间，该吸附剂药筒包含磷酸锆，但在含碳层的任一个和干燥的含尿素酶材料之间没有磷酸锆层.
本发明可包括句子和/或段落中所阐述的上述和/或下列这些各方面、特征、或实施方式的任何组合。本文公开的特征的任意组合被认为是本发明的一部分，对于可组合特征不意图进行限制。
申请人特别地引入在本公开内容中的全部引用文献的全内容。此外，当量、浓度、或其他值或参数以范围、优选范围、或较高优选值和较低优选值的列表给出时，这将被理解为具体公开了由任何较高范围限值或优选值和任何较低范围限值或优选值形成的所有范围，不论该范围是否被单独公开。当本文描述的数值的范围时，除非另有说明，所述范围旨在包含其端点，和该区域内所有整数和分数。不打算将本发明的范围限制在当定义范围时描述的具体值。
对本领域技术人员而言明显的是，可对本发明的实施方式进行各种改进和变化，而不背离本发明的精神或范围。因此，这意味着本发明包含本发明的改进和变化，只要它们在所附的权利要求及其等价形式的范围内。

Claims (60)

1.一种吸附剂药筒，从入口至出口包含:
a)第一含碳层；
b)在吸附剂药筒中第一含碳层之后的含酶层；
c)在吸附剂药筒中含酶层之后的第二含碳层；
d)在吸附剂药筒中第二含碳层之后的含磷酸锆层；
e)含磷酸锆层之后的水合氧化锆层，包含具有碱性pH的水合氯氧化锆；和
f)水合氧化锆层之后的碳酸氢盐层或碳酸盐层，包含碳酸氢钠或碳酸钠。
2.权利要求1的吸附剂药筒，其中该水合氯氧化锆具有的pH大于8。
3.权利要求1的吸附剂药筒，其中该水合氯氧化锆具有的pH大于9。
4.权利要求1的吸附剂药筒，其中该水合氯氧化锆具有的pH为9.5至10.5。
5.权利要求1的吸附剂药筒，其中水合氧化锆层之后的碳酸氢盐层包含NaHCO3。
6.权利要求1的吸附剂药筒，其中该水合氧化锆层不含乙酸根。
7.权利要求1的吸附剂药筒，其中该第一含碳层为颗粒活性炭或碳垫的层，且第二含碳层为颗粒活性炭或碳垫的层。
8.权利要求1的吸附剂药筒，其中该含酶层包含刀豆粉/氧化铝共混物。
9.权利要求1的吸附剂药筒，还包括在含酶层和第二含碳层之间的含氧化铝层。
10.再生或纯化透析液的方法，包括将透析液流过权利要求1的吸附剂药筒。
11.权利要求10所述的方法，其中所述碳酸氢盐层或碳酸盐层被所流过的透析液溶解。
12.再生或纯化废透析液的透析系统，包含权利要求1的吸附剂药筒。
13.一种吸附剂药筒，从入口至出口包含:
a)第一含碳层；
b)在吸附剂药筒中第一含碳层之后的含酶层；
c)在吸附剂药筒中含酶层之后的第二含碳层；
d)在吸附剂药筒中第二含碳层之后的含磷酸锆层，其中该含磷酸锆层包含的钠负载量为大于55mgNa/g磷酸锆；
e)含磷酸锆层之后的水合氧化锆层，包含具有碱性pH的水合氯氧化锆；和
f)水合氧化锆层之后的碳酸氢盐层或碳酸盐层，包含碳酸氢钠或碳酸钠。
14.权利要求13的吸附剂药筒，其中该含磷酸锆层包含的钠负载量为56至58mg Na/g磷酸锆。
15.权利要求13的吸附剂药筒，其中该含磷酸锆层包含的钠负载量为57mg Na/g磷酸锆。
16.权利要求13的吸附剂药筒，其中该水合氯氧化锆具有的pH大于8。
17.权利要求13的吸附剂药筒，其中该水合氯氧化锆具有的pH大于9。
18.权利要求13的吸附剂药筒，其中该水合氯氧化锆具有的pH为9.5至10.5。
19.权利要求13的吸附剂药筒，其中该碳酸氢盐层包含碳酸氢钠。
20.权利要求13的吸附剂药筒，其中该第一含碳层为颗粒活性炭或碳垫的层，且第二含碳层为颗粒活性炭或碳垫的层。
21.权利要求13的吸附剂药筒，其中该含酶层包含刀豆粉/氧化铝共混物。
22.权利要求13的吸附剂药筒，还包括在含酶层和第二含碳层之间的含氧化铝层。
23.再生或纯化废透析液的方法，包括将废透析液流过权利要求13的吸附剂药筒。
24.再生或纯化废透析液的透析系统，包含权利要求13的吸附剂药筒。
25.权利要求1或13的吸附剂药筒，包含:
外壳
其限定药筒内部，该药筒内部具有一定体积且配置为容纳至少两层吸附剂材料，且
包含第一端和远离第一端的第二端，该第一端包含第一孔口，该第一孔口配置为允许流体进入药筒内部，该第二端包含第二孔口，该第二孔口配置为允许流体从药筒内部离开；
位于药筒内部的第一吸附剂层，第一吸附剂层具有第一几何结构且包含第一吸附剂材料；和
位于药筒内部的第二吸附剂层，第二吸附剂层具有第二几何结构且包含第二吸附剂材料；
其中第一和第二吸附剂材料具有相同的化学组成，且(a)第一几何结构在至少一个维度上不同于第二几何结构，(b)第一吸附剂材料在至少一种物理特性上不同于第二吸附剂材料，或(c)二者都有，
其中所述第一吸附剂材料和所述第二吸附剂材料选自权利要求1或13中的所述碳、所述酶、所述磷酸锆、所述水合氧化锆及其组合。
26.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一几何结构不同于第二几何结构。
27.权利要求26的吸附剂药筒，其中第一几何结构在尺寸、形状或尺寸和形状二者方面不同于第二几何结构。
28.权利要求26的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层在平均高度、平均宽度、平均长度或其组合方面不同于第二吸附剂层。
29.权利要求26的吸附剂药筒，其中该吸附剂药筒具有中心轴，第一和第二吸附剂层以所述中心轴为中心围绕，第一吸附剂层和第二吸附剂层的形状为圆柱形或截头圆锥形，且第一几何结构在平均高度、平均半径或平均高度和平均半径二者方面不同于第二几何结构。
30.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层和第二吸附剂层体积不同。
31.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层和第二吸附剂层平均密度不同。
32.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层和第二吸附剂层表面积不同。
33.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层和第二吸附剂层对作为吸收、吸附或二者的靶标的至少一种物质的吸附能力不同。
34.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料包含颗粒且第一吸附剂材料的平均颗粒尺寸不同于第二吸附剂材料的平均颗粒尺寸。
35.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料包含颗粒且第一和第二吸附剂材料中至少一种包含不存在于另一层中的颗粒形状。
36.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层至少部分围绕第二吸附剂层，或反之。
37.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂层在第一端和第二端之间的轴向维度方面具有相同的平均高度，且在平均宽度、平均长度或平均宽度和平均长度二者方面不同。
38.权利要求26的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂层是同心的且沿轴向维度围绕中心轴放置，第一吸附剂层具有的宽度通过从中心轴延伸至第二吸附剂层的第一半径限定，且第二吸附剂层具有的宽度通过第一半径和比第一半径大的第二半径的差异限定。
39.权利要求25的吸附剂药筒，其具有被具有内部区域和外部区域的横截面积限定的至少一层，其中该外部区域围绕该内部区域，且该层通过高度限定。
40.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层相邻于第二吸附剂层。
41.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层邻近第一端且第二吸附剂层邻近第二端。
42.权利要求25的吸附剂药筒，其中相比于第二吸附剂层对作为吸收、吸附或二者的靶标的至少一种物质的吸附能力，第一吸附剂层对该至少一种物质具有更大的吸附能力。
43.权利要求25的吸附剂药筒，还包括至少一个另外的包含吸附剂材料的吸附剂层，该吸附剂材料具有的化学组成不同于第一和第二吸附剂材料的化学组成。
44.权利要求25的吸附剂药筒，其中该至少一个另外的吸附剂层位于第一端和第一吸附剂层之间、第一和第二吸附剂层之间或第二吸附剂层和第二端之间。
45.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层和第二吸附剂层被包括第三吸附剂层的至少一个中间层彼此隔开，该第三吸附剂层具有第三几何结构且包含第三吸附剂材料，其中该第三吸附剂材料具有的化学组成不同于第一和第二吸附剂层的化学组成。
46.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层和第二吸附剂层被包括第三吸附剂层的至少一个中间层彼此隔开，该第三吸附剂层具有第三几何结构且包含第三吸附剂材料，其中该第一、第二和第三吸附剂材料具有相同的化学组成，且(a)第三几何结构不同于第一和第二几何结构，(b)，第三吸附剂材料在至少一种物理特性方面不同于第一和第二吸附剂材料，或(c)第三几何结构不同于第一几何结构也不同于第二几何结构且第三吸附剂材料在至少一种物理性质方面不同于第一吸附剂材料也不同于第二吸附剂材料。
47.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料具有相同的化学组成。
48.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料包含至少一种阳离子交换剂。
49.权利要求48的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料包含相同的阳离子交换剂。
50.权利要求49的吸附剂药筒，其中该阳离子交换剂包括磷酸锆。
51.权利要求48的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层比第二吸附剂层具有更大的阳离子交换能力。
52.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料包含至少一种阴离子交换剂。
53.权利要求52的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料包含相同的阴离子交换剂。
54.权利要求53的吸附剂药筒，其中该阴离子交换剂包括水合氧化锆。
55.权利要求54的吸附剂药筒，其中该阴离子交换剂进一步包括碳酸锆。
56.权利要求52的吸附剂药筒，其中第一吸附剂层比第二吸附剂层具有更大的阴离子交换能力。
57.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料包括尿素酶。
58.权利要求25的吸附剂药筒，其中第一和第二吸附剂材料包括活性炭。
59.权利要求1或13的吸附剂药筒，其具有入口和出口，且至少包括第一层和第二层，其中第一层和第二层包含具有相同或基本相同的化学组成的颗粒材料，且其中第一层的位置比第二层更靠近入口，且其中在a)平均颗粒尺寸、b)平均表面积或c)在对至少一种物质的吸附能力方面第一层中的颗粒材料比第二层中的颗粒材料具有至少更大/更高的性质，其中所述颗粒材料选自权利要求1或13中的所述碳、所述酶、所述磷酸锆、所述水合氧化锆及其组合。
60.制备吸附剂药筒的方法，包括:
a)将包含有机杂质的刀豆粉溶解于有机溶剂；
b)将该有机溶剂和至少一部分有机杂质作为挥发物蒸发以将挥发物从包含尿素酶的不挥发的残余物分离；
c)干燥包含尿素酶的残余物以得到干燥的含尿素酶材料；和
d)将干燥的含尿素酶材料掺入吸附剂药筒中的含碳层之间，该吸附剂药筒包含磷酸锆，但在任一个含碳层和干燥的含尿素酶材料之间没有磷酸锆层。
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