CN113713621A - 一种应用于病毒的sptff装置、灌注系统及病毒料液过滤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于病毒的SPTFF装置、灌注系统及病毒料液过滤方法,涉及切向流过滤技术领域,包括过滤单元,过滤单元包括可透过流体的网格层和过滤膜层;进流口与延伸于各过滤单元内的进流通道连接;渗透液出口与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接;与进流通道末端连通的渗余液出口;应用病毒的粒径为80‑240nm;过滤单元组成流体连接的低浓度过滤区和高浓度过滤区,高浓度过滤区内网格层相对于主流道方向上倾斜布置;进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为130‑180mL/m2;本发明中,SPTFF装置过滤时压降低,流道阻力小,因此病毒受到的剪切力小,有效病毒收率高,且具有较好的传质。
Description
技术领域
本发明涉及切向流过滤技术,特别是一种应用于病毒的SPTFF装置、灌注系统及病毒料液过滤方法。
背景技术
单程切向流过滤(SPTFF)技术作为一种新型的浓缩过滤技术,其通过多级切向流膜包组成的过滤单元的串联使用,在进行过滤过程中,料液通过过滤单元进行浓缩过滤,在进行单次过滤后就能将料液进行有效的浓缩,而不需要进行循环的切向流过滤,工艺流程方便,且能够进行连续化浓缩,适配于上下游的连续流工艺。
在SPTFF技术中,随着过滤的进行,料液的浓度也越来越高,在较高的料液浓度区域,料液粘度也相对更大,此时阻力对于整体压降改变会变得更加敏感,即相对于低料液浓度区域,在高料液浓度区域,阻力增加会更加容易提高整体压降,而压降过高会导致SPTFF在使用时需要更高的进口压力,而SPTFF装置中采用的膜包耐受压力有限,当进口压力达到上限时,只能通过降低进液流速来减小压力,这大大降低了料液浓缩效率;更重要的是,在采用SPTFF进行含病毒料液的过滤时,由于病毒的直径远远大于普通蛋白的直径,并且表面往往带有刺突,因此相比于普通蛋白,病毒在过滤时会受到剪切力的影响,造成刺突脱落现象,从而引起病毒的失活,导致最后的有效病毒收率下降。
发明内容
本发明所要达到的目的是提供一种应用于病毒的SPTFF装置、灌流系统及含病毒料液过滤方法,能够降低整体压降、防止剪切力造成病毒收率下降。
为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种应用于病毒的SPTFF装置,包括
若干流体连接的过滤单元,
所述每个过滤单元包括多个可透过流体的网格层和过滤膜层,其中网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
进流口,所述进流口与延伸于各过滤单元内的进流通道连接;
渗透液出口,所述渗透液出口与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接;
以及;
与进流通道末端连通的渗余液出口;
应用病毒的粒径为80-240nm;
所述若干过滤单元至少组成流体连接的低浓度过滤区和高浓度过滤区,
所述高浓度过滤区内网格层相对于主流道方向上倾斜布置;
所述进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为130-180mL/m2。
本发明中SPTFF装置应用于病毒过滤,其中装置包括若干过滤单元,这些过滤单元可以是囊式滤芯,且均为流体连接,这些过滤单元被放置或者夹持于歧管中,本发明中的过滤单元包括在垂直方向上交替堆叠的网格层和过滤膜层,通过进流口流入的含病毒料液进入进流通道后,在过滤膜层过滤下,含病毒料液中的连续相不断透过过滤膜层,而将病毒拦截下来,从而分离得到含病毒的渗余液和渗透液,其中渗透液通过与进流通道末端连通的渗余液出口排出收集,而透过过滤膜层的渗透液则进入渗透液通道,并通过与渗透液通道连接的渗透液出口排除,而渗余液通过过滤后会进入下一个过滤单元的进流口继续过滤,因此,随着过滤分离的进行,含病毒料液能够不断的被分离浓缩,最终得到特定浓度倍数的浓缩料液;在过滤过程中,网格层的存在能够起到引导改变流道,辅助过滤的作用,流体在穿过网格层时,通过改变流体方向从而在过滤膜层表面流道之外的区域形成“Dean涡流”和局部的横流,Dean涡流和局部横流的存在能够提高装置的传质,从而获得更高浓缩倍数的渗余液。
在使用SPTFF装置将含病毒料液进行过滤时,含病毒料液的浓度也随着过滤进程由低变高,在浓度越高时,流体阻力显著变大,且由于网格层的存在,流体阻力成比例增加,这使得浓度越高的区域流体阻力增加的更加明显,而流体阻力的增加不但提高了SPTFF整个装置的压降,同时由于本发明过滤料液中的病毒粒径大,为80-240nm,远远大于普通蛋白的粒径,更高的流体阻力意味着会形成更多的“Dean涡流”和局部的横流,大大增加过滤过程中病毒收到的剪切力,导致对于蛋白来说并不敏感的剪切力对病毒具有强大的破坏力,致使病毒由于剪切力失活,使得得到的渗余液中有效病毒收率不高。
因此,本发明将SPTFF装置分为低浓度过滤区和高浓度过滤区,其中高低浓度分界值为初始病毒浓度的5倍;为了降低SPTFF装置的压降和高浓度过滤区中剪切力对大粒径病毒的影响,本发明的高浓度区域内的网格层相对于主流道方向上倾斜布置,这是由于在过滤过程中,前一个过滤单元进流口进入的含病毒料液更容易进入距离最短的下一个过滤单元进流口内,形成主流道,设置网格层之后,若主流道沿着经线(本发明中定义与流道方向相同的纱线为经线,与流道方向垂直的方向为纬线)方向流动,此时流道的阻力最低,但是在过滤过程中,料液从进流口流入进流通道,会扩散“铺满”整个过滤膜层,因此实际过程过滤时,流体会形成主流道以及多个用于将料液铺满过滤膜层的副流道(例如局部横流),由于副流道流向广,在其影响下,主流道方向并非与网格层经线完全平行时流道阻力才最小,而是将网格层进行倾斜布置后,流道阻力能够达到最低,从而能够减少高浓度区域内过多形成的Dean涡流,降低病毒受到的剪切力,同时,网格层倾斜设置使得网格层的经纬线与流道方向并非完全垂直,此时流体冲击到纬线上时呈一定的角度,从而降低了冲击的阻力,使得病毒之间相互碰撞的概率降低,防止病毒的失活。
同时,发明团队发现在过滤过程中,进流通道的空隙与过滤性能也息息相关,本发明将空隙体积定义为V,将过滤膜层的膜面积定义为S,单位膜面积上的空隙体积为V/S,在过滤过程中,若V/S过大,网格层两侧无法与过滤膜层接触,其与过滤膜层间的空隙也会形成流速较快,且不在网格层内穿插,导致过滤膜层表面的流速过大,会大大降低传质,导致最终的浓缩倍数不够,而若V/S过小,一方面网格层与过滤膜层过度挤压,容易导致过滤膜层空结构被挤压破坏,影响过滤膜层的过滤效果,另一方面,也会导致流道空间过小,阻力过大,增加压降,且使得病毒受到的剪切力增加。而在使用时,由于歧管等夹具的夹紧,V/S会相对于使用前有所缩小,因此,本发明对使用前SPTFF装置的V/S限定为130-180mL/m2,在该范围内,使用时装置过滤性能更好。
本发明通过将SPTFF装置中高浓度过滤区中的网格层相对于主流道方向上倾斜布置,在特定的V/S下,降低了SPTFF装置整体压降,且防止了病毒受到更大的剪切力而失活。
作为优选,所述病毒包括粒径为80-120nm的新冠病毒、粒径为80-120nm的慢病毒或粒径为155-240nm的溶瘤病毒。
本发明对不同粒径范围的含病毒料液均具有良好的过滤浓缩效果。
作为优选,所述过滤膜层为RC膜,所述过滤膜层为RC膜,所述RC膜的截留分子量为50-300K,厚度为210-260μm。
本发明的过滤膜层材质可为RC膜,且当RC膜的截留分子量和厚度在限定范围内时,具有更好的过滤效果,其中截留分子量参考GB/T32360-2015 5.2测量。
作为优选,所述过滤膜层为PES膜,所述PES膜的截留分子量为50-300K,厚度为210-260μm。
本发明的过滤膜层材质可为PES膜,且当PES膜的截留分子量和厚度在限定范围内时,具有更好的过滤效果。
作为优选,所述PES膜接触角<20°。
采用亲水性的PES膜能够降低病毒的吸附,在过滤过程中能够减弱病毒在PES膜表面形成的凝胶现象,从而减缓PES膜的过滤性能下降的问题;同时也能够减小网格层与病毒之间的摩擦,防止病毒受剪切力影响而失活。
作为优选,所述主流道方向相对于高浓度过滤区内网格层经线倾斜5-20°。
本发明将网格层中与主流道方向相同的纱线定义为经线,通过大量的实验对比可知,当主流道方向与经线倾斜角度为5-20°时,流动阻力较小。这是由于当主流道方向与经线倾斜角度过小,副流道会产生较大阻力;而主流道方向与经线倾斜角度过大时,网格层经线容易影响主流道流动方向,影响过滤单元进流口流入的料液良好的进入下一个过滤单元距离最短的进流口,即进流口流入的料液进入下一个过滤单元多个进流口时料液分布更为分散,导致阻力过大,压降过高。
作为优选,在歧管夹紧使用过程中,V/S下降20-40%。
本发明SPTFF装置在使用时,需要采用歧管等夹具夹紧,在夹紧后,V/S值会有所下降,下降程度在本发明限定范围内时,SPTFF装置具有更好的过滤性能。若V/S下降过少,则网格层两侧无法与过滤膜层接触或接触不够;而若V/S下降过多,会导致网格层过度挤压过滤膜层,破坏了过滤膜层的孔结构。
作为优选,所述网格层纤维包括相互垂直编织的直丝和弯丝,所述直丝和弯丝沿同一平面连续弯曲,其中直丝弯曲角度β为0-15°,弯丝弯曲角度α为21-35°。
作为优选,所述高浓度过滤区内主流道方向相对于网格层直丝倾斜7-11°。
网格层采用直丝和弯丝相互垂直的方式编织(弯曲角度定义为纤维相邻最高点和最低点之间的连线与水平方向的夹角),且高浓度过滤区内主流道方向相对于网格层直丝倾斜7-11°设置,这是由于若主流道沿着网格层纤维(即经线或纬线)的方向,则网格层纤维会对主流道有个引导的作用,因此,本发明采用直丝和弯丝相互编织的网格层,当主流道方向沿着直丝方向时,相比于弯丝,此时由于直丝弯曲角度小,对主流道进行引导之后,主流道在穿越过滤筛网时流道弯曲也较小,且流道与纤维的碰撞,特别是与弯丝的碰撞也较少,综合副流道的影响,当主流道方向相对于网格层直丝倾斜7-11°时,此时流道阻力较小。同时,采用直丝和弯丝编织,在编织点处,两侧的弯丝相较直丝会更突出,在该情况下,在实际过滤使用过程中,可以仅仅由弯丝与过滤膜层接触,也就是说,每个编织点处仅由弯丝的那一侧与膜层接触并陷入过滤膜层中,减少了过滤膜和网格层的接触点,防止过滤膜被过多的破坏。
作为优选,所述网格层为平纹编织。
作为优选,所述网格层纤维直径为280-320μm;所述网格厚度为纤维直径的1.9-2.2倍。
作为优选,所述网格层纤维之间的距离为纤维直径的1.4-1.6倍。
高浓度过滤区内网格层为平纹编织结构时,由于平纹结构的经线及纬线之间的交织点距离短,流道穿插于网格层两侧的频率更高,因此流道的阻力会更大,病毒膨胀摩擦概率也会增加,因此,在选用平纹编织的网格层时,需配合使用厚度相对较大的网格层,即网格层纤维直径为280-320μm,网格厚度为纤维直径的1.9-2.2倍,厚度过小,阻力较大,压降过高,有效病毒收率较低;而厚度过大,压降虽然能够减小,但传质同样下降明显。
作为优选,所述网格层为斜纹编织。
作为优选,所述网格层纤维直径为210-280μm;所述网格厚度为纤维直径的1.9-2.2倍。
所述网格层纤维之间的距离为纤维直径的1.25-1.6倍。
高浓度过滤区内网格层为斜纹编织结构时,相对于平纹编织,在过滤过程中斜纹编织结构中与经浮点相邻的纬浮点之间的相对距离更长,流道在网格层中呈现“之”字形主流道,在网格层两个侧面之间穿插频率相对平纹较少,一方面具有更小的流体阻力,另一方面防止了大粒径病毒与经纬线之间更多的碰撞摩擦而受到更多的剪切力,导致病毒剪切失活,因此需要采取厚度相对较低的网格层。
作为优选,所述网格层编织中经浮点和纬浮点数量不同。
在纱线密度、直径等相同的情况下,相比于经浮点和纬浮点数量相同的编织结构,经浮点和纬浮点数量不同的斜纹编织结构形成的织物更为紧密,网格的孔隙更小,主流道更为集中,占用的膜面积较少,因此Dean涡流和局部横流区域的比例相对升高,且更紧密的网格层结构能够迫使主流道更快速的改变方向,从而能够产生更为强大的湍流和局部横流,从而能够增加传质,获得更高浓缩倍数的渗余液。
作为优选,所述网格层在经线/纬线上为一上两下、一上三下、两上三下编织设计。
作为优选,所述主流道方向相对于高浓度过滤区内网格层经线倾斜9-11°。
由于经浮点和纬浮点数量不同的斜纹编织网格层两面结构并不对称,因此容易导致网格层两侧流道的不对称,从而使得网格层某一侧的流道阻力增加,致使网格层两侧过滤膜层使用寿命发生差异,因此,当主流道方向相对于高浓度过滤区内网格层经线倾斜9-11°时,流道阻力更小,网格层流道阻力较大的一侧阻力上升不明显,防止了病毒有效收率的下降。
作为优选,所述主流道方向相对于低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9-20°。
在低浓度区域,虽然由于网格层两侧流道的不对称容易导致一侧的病毒受到更高的剪切力,但是由于病毒浓度不高,剪切力对病毒失活的影响并不像高浓度区域中这么明显,为了增加传质效果,本发明中将主流道方向相对于网格层经线倾斜限定为9-20°,通过大量实验可知,在此范围内,虽然流道阻力并不一定最小化,但传质效果能够得到进一步增加。
作为优选,所述低浓度过滤区过滤面积大于高浓度区过滤面积。
由于在高浓度区域中,病毒浓度较高,过滤效率较低浓度区域差,因此为了获得更高浓缩倍数的渗余液,本发明低浓度过滤区过滤面积设置大于高浓度区过滤面积,由于在低浓度过滤区内过滤面积更大,流程更长,含病毒料液能够更多的过滤分离至渗透液中,从而大大提高本发明的过滤效率。
作为优选,所述低浓度过滤区中的过滤单元配置成若干串联的过滤模块,且过滤模块内的过滤单元并联。
为了方便生产及设计,同时为了在低浓度区获得更大的过滤面积,本发明可以将多个过滤单元配置并联,形成过滤模块,然后将过滤模块按过滤面积从大至小进行串联,得到的SPTFF装置具有更高的过滤效率。
一种灌流系统,包括:
应用于病毒的SPTFF装置;
泵,所述泵与进流口连通用于输送进料液。
作为优选,所述泵包括磁悬浮泵、蠕动泵、隔膜泵中的一种。
作为优选,还包括与渗余液出口连通的储液系统。
作为优选,包括设于SPTFF装置前,按工序连接的生物反应系统、反应培养液澄清系统。
作为优选,包括设于SPTFF装置后,按工序连接的层析系统和罐装系统。
一种含病毒料液过滤方法,包括以下步骤:
S1:将包括病毒的液体进料液通过进料口输送至流体连接的过滤单元内;
S2:使进料液沿过滤单元内的进流通道通过过滤膜层,将进料液过滤分离成渗透液和渗余液;
S3:持续进行进料液进料,使得进料液能够持续通过过滤膜层过滤分离,且在过滤膜层表面的病毒能够重新返回至进流通道内;
S4:含病毒的渗余液通过进流通道从渗余液出口排出,渗透液从渗透液出口排出。
作为优选,其特征在于,通过控制SPTFF装置,将获得的不同浓度含病毒渗余液进行储液,混合后获得所需浓度渗余液。
本发明中,SPTFF装置应用于含病毒料液浓缩过滤时压降低,料液流道阻力小,因此病毒受到的剪切力小,防止造成病毒刺突脱落现象而引起病毒的失活,有效病毒收率高,且具有较好的传质。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1为本发明过滤膜层流道示意图。
图2为本发明实施例16网格层纤维弯丝的示意图。
图3为本发明实施例16网格层纤维直丝的示意图。
图4为本发明实施例16网格层编织示意图。
图5为本发明实施例16过滤膜层过滤使用后表面扫描电镜图。
图6为本发明实施例16网格层弯丝体形显微镜示意图。
图7为本发明实施例16网格层直丝体形显微镜示意图。
图中:过滤膜层1,进流口2,渗余液出口3,主流道4,副流道5,弯丝6,直丝7,网格层8。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1:
一种应用于病毒的SPTFF装置,包括9个流体连接、膜面积为0.23m2的过滤单元(过滤膜层数量为112),并按3-2-2-1-1进行装配(共5个过滤模块串联,数字为过滤模块内过滤单元并联数),其中前3个串联的过滤模块组成低浓度过滤区,后两个串联的过滤模块组成高浓度过滤区,同时每个过滤单元包括11个可透过流体的网格层8和22片过滤膜层1,网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
其中过滤膜层为RC膜,截留分子量为300K,厚度为230μm;网格层纤维直径为300μm,厚度为610μm,纤维之间的距离为450μm,网格层为平纹编织,其中高浓度过滤区内,主流道4方向相对于内网格层经线倾斜5°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9°;
SPTFF装置还包括与延伸于各过滤单元内的进流通道连接的进流口1,(如图1所示,过滤膜层上形成前一个过滤单元进流口和距离最短的下一个过滤单元进流口之间的连线的主流道4和副流道5),与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接的渗透液出口3,以及与进流通道末端连通的渗余液出口,其中进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为152mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降30%;
一种含病毒料液过滤方法,包括以下步骤:
S1:将初始浓度为2.3×106pfu/mL,病毒直径为90nm的含病毒料液通过进料口输送至流体连接的过滤单元内;其中进液流速为1L/min/m2;
S2:使进料液沿过滤单元内的进流通道通过过滤膜层,将进料液过滤分离成渗透液和渗余液;
S3:持续进行进料液进料,使得进料液能够持续通过过滤膜层过滤分离,且在过滤膜层表面的病毒能够重新返回至进流通道内;
S4:含病毒的渗余液通过进流通道从渗余液出口排出,而渗透液则从渗透液出口排出,控制制备得到的渗余液病毒浓度为2.32×107pfu/mL。
一种灌流系统,包括按工序连接的生物反应系统、反应培养液澄清系统、SPTFF装置、层析系统和罐装系统,其中在SPTFF装置中,采用泵与进流口连通用于输送进料液,渗余液通过与渗余液出口连通的储液系统收集,且通过控制SPTFF装置,可以将获得的不同浓度含病毒渗余液进行储液,混合后获得所需浓度渗余液。
实施例2-4:
SPTFF装置与实施例1的区别在于,高浓度过滤区内,主流道方向相对于网格层经线倾斜角度依次为9°、15°、20°;
含病毒料液过滤方法与实施例1相同。
实施例5-8:SPTFF装置与实施例2的区别在于,低浓度过滤区内,主流道方向相对于网格层经线倾斜角度依次为0°、5°、20°、45°;
含病毒料液过滤方法与实施例2相同。
实施例9:SPTFF装置与实施例2的区别在于:
一种应用于病毒的SPTFF装置,包括9个流体连接、膜面积为0.23m2的过滤单元(过滤膜层数量为112),并按3-2-2-1-1进行装配(共5个过滤模块串联,数字为过滤模块内过滤单元并联数),其中前3个串联的过滤模块组成低浓度过滤区,后两个串联的过滤模块组成高浓度过滤区,同时每个过滤单元包括11个可透过流体的网格层和22片过滤膜层,网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
其中过滤膜层为RC膜,截留分子量为300K,厚度为210μm;网格层纤维直径为330μm,厚度为700μm,纤维之间的距离为500μm,网格层为平纹编织,其中高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层经线倾斜9°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9°;
SPTFF装置还包括与延伸于各过滤单元内的进流通道连接的进流口,与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接的渗透液出口,以及与进流通道末端连通的渗余液出口,其中进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为152mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降30%。
实施例10:SPTFF装置与实施例2的区别在于:
一种应用于病毒的SPTFF装置,包括9个流体连接、膜面积为0.23m2的过滤单元(过滤膜层数量为112),并按3-2-2-1-1进行装配(共5个过滤模块串联,数字为过滤模块内过滤单元并联数),其中前3个串联的过滤模块组成低浓度过滤区,后两个串联的过滤模块组成高浓度过滤区,同时每个过滤单元包括11个可透过流体的网格层和22片过滤膜层,网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
其中过滤膜层为RC膜,截留分子量为300K,厚度为220μm;网格层纤维直径为310μm,厚度为590μm,纤维之间的距离为470μm,网格层为平纹编织,其中高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层经线倾斜9°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9°;
SPTFF装置还包括与延伸于各过滤单元内的进流通道连接的进流口,与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接的渗透液出口,以及与进流通道末端连通的渗余液出口,其中进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为180mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降40%;
含病毒料液过滤方法中病毒直径为120nm。
实施例11:SPTFF装置与实施例2的区别在于:
一种应用于病毒的SPTFF装置,包括9个流体连接、膜面积为0.23m2的过滤单元(过滤膜层数量为112),并按3-2-2-1-1进行装配(共5个过滤模块串联,数字为过滤模块内过滤单元并联数),其中前3个串联的过滤模块组成低浓度过滤区,后两个串联的过滤模块组成高浓度过滤区,同时每个过滤单元包括11个可透过流体的网格层和22片过滤膜层,网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
其中过滤膜层为RC膜,截留分子量为300K,厚度为230μm;网格层纤维直径为280μm,厚度为590μm,纤维之间的距离为430μm,网格层为平纹编织,其中高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层经线倾斜9°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9°;
SPTFF装置还包括与延伸于各过滤单元内的进流通道连接的进流口,与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接的渗透液出口,以及与进流通道末端连通的渗余液出口,其中进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为130mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降20%;
含病毒料液过滤方法中病毒直径为240nm。
实施例12:SPTFF装置与实施例2的区别在于:
一种应用于病毒的SPTFF装置,包括9个流体连接、膜面积为0.01m2的过滤单元,并按3-2-2-1-1进行装配(共5个过滤模块串联,数字为过滤模块内过滤单元并联数),其中前3个串联的过滤模块组成低浓度过滤区,后两个串联的过滤模块组成高浓度过滤区,同时每个过滤单元包括11个可透过流体的网格层和22片过滤膜层,网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
其中过滤膜层为RC膜,截留分子量为100K,厚度为260μm;网格层纤维直径为280μm,厚度为590μm,纤维之间的距离为430μm,网格层为平纹编织,其中高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层经线倾斜9°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9°;
SPTFF装置还包括与延伸于各过滤单元内的进流通道连接的进流口,与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接的渗透液出口,以及与进流通道末端连通的渗余液出口,其中进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为140mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降25%。
实施例13:SPTFF装置与实施例2的区别在于:
一种应用于病毒的SPTFF装置,包括9个流体连接、膜面积为0.23m2的过滤单元(过滤膜层数量为112),并按4-2-1-1-1进行装配(共5个过滤模块串联,数字为过滤模块内过滤单元并联数),其中前3个串联的过滤模块组成低浓度过滤区,后两个串联的过滤模块组成高浓度过滤区,同时每个过滤单元包括11个可透过流体的网格层和22片过滤膜层,网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
其中过滤膜层为RC膜,截留分子量为50K,厚度为240μm;网格层纤维直径为280μm,厚度为590μm,纤维之间的距离为430μm,网格层为平纹编织,其中高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层经线倾斜9°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9°;
SPTFF装置还包括与延伸于各过滤单元内的进流通道连接的进流口,与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接的渗透液出口,以及与进流通道末端连通的渗余液出口,其中进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为160mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降35%;
含病毒料液过滤方法中病毒直径为80nm。
实施例14:SPTFF装置与实施例2的区别在于:
一种应用于病毒的SPTFF装置,包括9个流体连接、膜面积为0.23m2的过滤单元(过滤膜层数量为112),并按3-2-2-1-1进行装配(共5个过滤模块串联,数字为过滤模块内过滤单元并联数),其中前3个串联的过滤模块组成低浓度过滤区,后两个串联的过滤模块组成高浓度过滤区,同时每个过滤单元包括11个可透过流体的网格层和22片过滤膜层,网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
其中过滤膜层为RC膜,截留分子量为300K,厚度为220μm;网格层纤维直径为270μm,厚度为490μm,纤维之间的距离为410μm,网格层为平纹编织,其中高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层经线倾斜9°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9°;
SPTFF装置还包括与延伸于各过滤单元内的进流通道连接的进流口,与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接的渗透液出口,以及与进流通道末端连通的渗余液出口,其中进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为152mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降30%。
实施例15:SPTFF装置与实施例2的区别在于:
一种应用于病毒的SPTFF装置,包括9个流体连接、膜面积为0.01m2的过滤单元,并进行串联装配,其中前6个过滤单元组成低浓度过滤区,后两个过滤单元组成高浓度过滤区,同时每个过滤单元包括11个可透过流体的网格层和22片过滤膜层,网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
其中过滤膜层为RC膜,截留分子量为300K,厚度为230μm;网格层纤维直径为300μm,厚度为610μm,纤维之间的距离为450μm,网格层为平纹编织,其中高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层经线倾斜9°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9°;
SPTFF装置还包括与延伸于各过滤单元内的进流通道连接的进流口,与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接的渗透液出口,以及与进流通道末端连通的渗余液出口,其中进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为152mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降30%。
实施例16-20:SPTFF装置与实施例2的区别在于:如图4所示,网格层采用相同纤维直径和间距且垂直编织的直丝和弯丝编织,其中直丝如图3、7所示,弯曲角度β为11°,所述弯丝如图2、6所示,弯曲角度α为25°,高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层直丝依次倾斜5°、7°、9°、11°、13°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层直丝倾斜9°。
实施例21-23:SPTFF装置与实施例2的区别在于:网格层采用相互垂直编织的直丝和弯丝编织,其中直丝弯曲角度β为11°,所述弯丝弯曲角度α为25°,高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层弯丝依次倾斜7°、9°、11°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层弯丝倾斜9°。
对比例1-4:
SPTFF装置与实施例1的区别在于,高浓度过滤区内,主流道方向相对于网格层经线倾斜角度依次为0°、3°、30°、45°;
含病毒料液过滤方法与实施例1相同。
对比例5-6:
SPTFF装置与实施例1的区别在于,V/S依次为120mL/m2、180mL/m2。
测试上述实施例和对比例SPTFF装置在浓缩含病毒料液时的压降、有效病毒收率及通量,结果如下表所示。
由上述数据可知,采用平纹编织网格层,高浓度过滤区内网格层经线倾斜角度在本发明限定范围内(实施例1-4),流道阻力较小,压降较低,病毒受到的剪切力小,因此有效病毒收率较高。
实施例5-8和实施例2的区别在于低浓度过滤区内采用了不同的倾斜角度,压降与实施例2,但角度过大和过小,有效病毒收率会有所下降。
实施例9-14中,当过滤膜层的膜截留分子量、厚度,网格层的纤维直径、厚度以及V/S在限定范围内时,对于不同直径的病毒均具有高病毒收率和传质效果,同时,由实施例9可知,网格层厚度变大能够降低压降,增加有效病毒收率,但同时通量也会下降;由实施例14可知,网格层厚度变小,压降较大,有效病毒收率较低,因此平纹编织时,网格层的网格层纤维直径优选为280-320μm,厚度优选为纤维直径的1.9-2.2倍。
实施例15中,由于9个过滤单元进行串联装配,使得SPTFF装置相较于实施例2压降上升,有效病毒收率下降,同时通量也有所下降。
由实施例16-20可知,采用直丝和弯丝编织的网格层,且主流道方向与直丝的角度为7-11°时阻力更小,压降更低,有效病毒收率高,传质好;同时如图5所示,过滤膜中仅仅被网格层弯丝嵌入,嵌入点少。
由实施例21-23可知,主流道方向与弯丝的角度为7-11°时,阻力非常大。
由对比例1-4可知,高浓度过滤区内网格层经线倾斜角度过高或过低,流道阻力较大,病毒受到的剪切力大,因此病毒收率较低。
由对比例5-6可知,V/S过小,SPTFF装置压降过大,说明流道阻力较大,使得病毒受到剪切力过大,降低了有效病毒收率;而V/S过大,虽然压降和有效病毒收率较好,但是通量过低,说明整体传质过小。
实施例24:一种应用于病毒的SPTFF装置,包括9个流体连接、膜面积为0.01m2的过滤单元,并按3-2-2-1-1进行装配(共5个过滤模块串联,数字为过滤模块内过滤单元并联数),其中前3个串联的过滤模块组成低浓度过滤区,后两个串联的过滤模块组成高浓度过滤区,同时每个过滤单元包括11个可透过流体的网格层和22片过滤膜层,网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
其中过滤膜层为RC膜,截留分子量为300K,厚度为230μm;网格层纤维直径为215μm,厚度为420μm,纤维之间的距离为285μm,网格层为两上两下斜纹编织,其中高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层经线倾斜5°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9°;
SPTFF装置还包括与延伸于各过滤单元内的进流通道连接的进流口,与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接的渗透液出口,以及与进流通道末端连通的渗余液出口,其中进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为152mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降30%。
实施例25-27:
SPTFF装置与实施例24的区别在于,高浓度过滤区内,主流道方向相对于网格层经线倾斜角度依次为9°、15°、20°。
实施例28-31:SPTFF装置与实施例25的区别在于,低浓度过滤区内,主流道方向相对于网格层经线倾斜角度依次为0°、5°、20°、45°。
实施例32:SPTFF装置与实施例25的区别在于:
一种应用于病毒的SPTFF装置,包括9个流体连接、膜面积为0.23m2的过滤单元(过滤膜层数量为112),并按3-2-2-1-1进行装配(共5个过滤模块串联,数字为过滤模块内过滤单元并联数),其中前3个串联的过滤模块组成低浓度过滤区,后两个串联的过滤模块组成高浓度过滤区,同时每个过滤单元包括11个可透过流体的网格层和22片过滤膜层,网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
其中过滤膜层为RC膜,截留分子量为300K,厚度为210μm;网格层纤维直径为300μm,厚度为640μm,纤维之间的距离为410μm,网格层为两上两下斜纹编织,其中高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层经线倾斜9°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9°;
SPTFF装置还包括与延伸于各过滤单元内的进流通道连接的进流口,与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接的渗透液出口,以及与进流通道末端连通的渗余液出口,其中进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为152mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降30%。
实施例33:SPTFF装置与实施例25的区别在于:
一种应用于病毒的SPTFF装置,包括9个流体连接、膜面积为0.23m2的过滤单元(过滤膜层数量为112),并按3-2-2-1-1进行装配(共5个过滤模块串联,数字为过滤模块内过滤单元并联数),其中前3个串联的过滤模块组成低浓度过滤区,后两个串联的过滤模块组成高浓度过滤区,同时每个过滤单元包括11个可透过流体的网格层和22片过滤膜层,网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
其中过滤膜层为RC膜,截留分子量为300K,厚度为220μm;网格层纤维直径为210μm,厚度为440μm,纤维之间的距离为315μm,网格层为两上两下斜纹编织,其中高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层经线倾斜9°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9°;
SPTFF装置还包括与延伸于各过滤单元内的进流通道连接的进流口,与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接的渗透液出口,以及与进流通道末端连通的渗余液出口,其中进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为130mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降20%;
含病毒料液过滤方法中病毒直径为120nm。
实施例34:SPTFF装置与实施例25的区别在于:
一种应用于病毒的SPTFF装置,包括9个流体连接、膜面积为0.23m2的过滤单元(过滤膜层数量为112),并按4-2-1-1-1进行装配(共5个过滤模块串联,数字为过滤模块内过滤单元并联数),其中前3个串联的过滤模块组成低浓度过滤区,后两个串联的过滤模块组成高浓度过滤区,同时每个过滤单元包括11个可透过流体的网格层和22片过滤膜层,网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
其中过滤膜层为RC膜,截留分子量为300K,厚度为230μm;网格层纤维直径为230μm,厚度为460μm,纤维之间的距离为350μm,网格层为两上两下斜纹编织,其中高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层经线倾斜9°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9°;
SPTFF装置还包括与延伸于各过滤单元内的进流通道连接的进流口,与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接的渗透液出口,以及与进流通道末端连通的渗余液出口,其中进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为180mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降40%;
含病毒料液过滤方法中病毒直径为240nm。
实施例35:SPTFF装置与实施例25的区别在于:
一种应用于病毒的SPTFF装置,包括9个流体连接、膜面积为0.23m2的过滤单元(过滤膜层数量为112),并按4-2-1-1-1进行装配(共5个过滤模块串联,数字为过滤模块内过滤单元并联数),其中前3个串联的过滤模块组成低浓度过滤区,后两个串联的过滤模块组成高浓度过滤区,同时每个过滤单元包括11个可透过流体的网格层和22片过滤膜层,网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
其中过滤膜层为RC膜,截留分子量为100K,厚度为260μm;网格层纤维直径为280μm,厚度为530μm,纤维之间的距离为360μm,网格层为两上两下斜纹编织,其中高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层经线倾斜9°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9°;
SPTFF装置还包括与延伸于各过滤单元内的进流通道连接的进流口,与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接的渗透液出口,以及与进流通道末端连通的渗余液出口,其中进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为160mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降35%。
实施例36:SPTFF装置与实施例25的区别在于:
一种应用于病毒的SPTFF装置,包括9个流体连接、膜面积为0.23m2的过滤单元(过滤膜层数量为112),并按3-2-2-1-1进行装配(共5个过滤模块串联,数字为过滤模块内过滤单元并联数),其中前3个串联的过滤模块组成低浓度过滤区,后两个串联的过滤模块组成高浓度过滤区,同时每个过滤单元包括11个可透过流体的网格层和22片过滤膜层,网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
其中过滤膜层为RC膜,截留分子量为50K,厚度为240μm;网格层纤维直径为230μm,厚度为470μm,纤维之间的距离为300μm,网格层为两上两下斜纹编织,其中高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层经线倾斜9°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9°;
SPTFF装置还包括与延伸于各过滤单元内的进流通道连接的进流口,与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接的渗透液出口,以及与进流通道末端连通的渗余液出口,其中进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为140mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降25%;
含病毒料液过滤方法中病毒直径为80nm。
实施例37:SPTFF装置与实施例25的区别在于:
一种应用于病毒的SPTFF装置,包括9个流体连接、膜面积为0.23m2的过滤单元(过滤膜层数量为112),并按3-2-2-1-1进行装配(共5个过滤模块串联,数字为过滤模块内过滤单元并联数),其中前3个串联的过滤模块组成低浓度过滤区,后两个串联的过滤模块组成高浓度过滤区,同时每个过滤单元包括11个可透过流体的网格层和22片过滤膜层,网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
其中过滤膜层为RC膜,截留分子量为300K,厚度为220μm;网格层纤维直径为270μm,厚度为550μm,纤维之间的距离为350μm,网格层为两上两下斜纹编织,其中高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层经线倾斜9°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9°;
SPTFF装置还包括与延伸于各过滤单元内的进流通道连接的进流口,与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接的渗透液出口,以及与进流通道末端连通的渗余液出口,其中进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为170mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降30%。
实施例38:SPTFF装置与实施例25的区别在于:
一种应用于病毒的SPTFF装置,包括9个流体连接、膜面积为0.23m2的过滤单元(过滤膜层数量为112),并按3-2-2-1-1进行装配(共5个过滤模块串联,数字为过滤模块内过滤单元并联数),其中前3个串联的过滤模块组成低浓度过滤区,后两个串联的过滤模块组成高浓度过滤区,同时每个过滤单元包括11个可透过流体的网格层和22片过滤膜层,网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
其中过滤膜层为RC膜,截留分子量为300K,厚度为230μm;网格层纤维直径为200μm,厚度为390μm,纤维之间的距离为280μm,网格层为两上两下斜纹编织,其中高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层经线倾斜9°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9°;
SPTFF装置还包括与延伸于各过滤单元内的进流通道连接的进流口,与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接的渗透液出口,以及与进流通道末端连通的渗余液出口,其中进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为152mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降30%。
实施例39:SPTFF装置与实施例25的区别在于:
一种应用于病毒的SPTFF装置,包括9个流体连接、膜面积为0.23m2的过滤单元(过滤膜层数量为112),并进行串联装配,其中前6个过滤单元组成低浓度过滤区,后两个过滤单元组成高浓度过滤区,同时每个过滤单元包括11个可透过流体的网格层和22片过滤膜层,网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
其中过滤膜层为RC膜,截留分子量为300K,厚度为230μm;网格层纤维直径为215μm,厚度为420μm,纤维之间的距离为285μm,网格层为两上两下斜纹编织,其中高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层经线倾斜9°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜9°;
SPTFF装置还包括与延伸于各过滤单元内的进流通道连接的进流口,与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接的渗透液出口,以及与进流通道末端连通的渗余液出口,其中进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为152mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降30%。
实施例40-44:SPTFF装置与实施例25的区别在于:网格层采用相互垂直编织的直丝和弯丝编织,其中直丝弯曲角度β为10°,所述弯丝弯曲角度α为25°,高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层直丝依次倾斜5°、7°、9°、11°、13°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层直丝倾斜9°。
实施例45-47:SPTFF装置与实施例25的区别在于:网格层采用相互垂直编织的直丝和弯丝编织,其中直丝弯曲角度β为10°,所述弯丝弯曲角度α为25°,高浓度过滤区内,主流道方向相对于内网格层弯丝倾斜依次7°、9°、11°,低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层弯丝倾斜9°。
实施例48-51:SPTFF装置与实施例42的区别在于:网格层编织方式采用一上两下不对称斜纹编织方式,高浓度过滤区内主流道方向相对于网格层弯丝依次倾斜7°、9°、11°、13°。
实施例52-55:SPTFF装置与实施例49的区别在于:低浓度过滤区内主流道方向相对于网格层弯丝依次倾斜7°、11°、20°、30°。
对比例7-10:
SPTFF装置与实施例24的区别在于,高浓度过滤区内,主流道方向相对于网格层经线倾斜角度依次为0°、3°、30°、45°;
含病毒料液过滤方法与实施例24相同。
对比例11-12:
SPTFF装置与实施例25的区别在于,V/S依次为120mL/m2、180mL/m2,在歧管夹紧使用时,V/S下降30%。
测试上述实施例和对比例SPTFF装置在浓缩含病毒料液时的压降、有效病毒收率及通量,结果如下表所示。
由上述数据可知,采用斜纹编织的网格层,其高浓度过滤区内网格层经线倾斜角度在本发明限定范围内(实施例24-27),流道阻力较小,压降较低,病毒受到的剪切力小,因此有效病毒收率较高。
实施例28-31和实施例25的区别在于低浓度过滤区内采用了不同的倾斜角度,压降和病毒收率与实施例25相差不大。
实施例32-38中,当过滤膜层的膜截留分子量、厚度,网格层的纤维直径、厚度以及V/S在限定范围内时,对于不同直径的病毒均具有高病毒收率和传质效果,同时,由实施例32可知,网格层厚度变大能够降低压降,增加有效病毒收率,但同时通量也会下降;由实施例38可知,网格层厚度变小,压降较大,有效病毒收率较低,因此斜纹编织时,网格层的网格层纤维直径优选为210-280μm,厚度优选为纤维直径的1.9-2.2倍。
实施例39中,由于9个过滤单元进行串联装配,使得SPTFF装置相较于实施例2压降上升,有效病毒收率下降,同时通量也有所下降。
由实施例40-44可知,采用直丝和弯丝编织的网格层,且主流道方向与直丝的角度为7-11°时阻力更小,压降更低,有效病毒收率高,传质好。
由实施例45-47可知,主流道方向与弯丝的角度为7-11°时,阻力非常大。
由实施例48-51可知,一上两下相比实施例43中两上两下斜纹编织的网格通量更大,传质效果更好,但由于不对称,病毒收率略有所下降,因此优选高浓度过滤区内主流道方向相对于网格层弯丝倾斜9°-11°。
由实施例49、52-55可知,在低浓度区域,与直丝主流道方向与直丝的倾斜角度为9-20°时,传质较好,有效病毒收率较高。
由对比例7-10可知,高浓度过滤区内网格层经线倾斜角度过高或过低,流道阻力较大,病毒受到的剪切力大,因此病毒收率较低。
由对比例11-12可知,V/S过小,SPTFF装置压降过大,说明流道阻力较大,使得病毒受到剪切力过大,降低了有效病毒收率;而V/S过大,虽然压降和有效病毒收率较好,但是通量过低,说明整体传质过小。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例,但应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (28)
1.一种应用于病毒的SPTFF装置,包括
若干流体连接的过滤单元,
所述每个过滤单元包括多个可透过流体的网格层和过滤膜层,其中网格层和过滤膜层在垂直方向上交替堆叠;
进流口,所述进流口与延伸于各过滤单元内的进流通道连接;
渗透液出口,所述渗透液出口与延伸于各过滤单元内的渗透液通道连接;
以及;
与进流通道末端连通的渗余液出口;
其特征在于:
应用病毒的粒径为80-240nm;
所述若干过滤单元至少组成流体连接的低浓度过滤区和高浓度过滤区,
所述高浓度过滤区内网格层相对于主流道方向上倾斜布置;
所述进流通道的空隙体积为V,膜面积为S,V/S为130-180mL/m2。
2.根据权利要求1所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述病毒包括粒径为80-120nm的新冠病毒、粒径为80-120nm的慢病毒或粒径为155-240nm的溶瘤病毒。
3.根据权利要求1所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述过滤膜层为RC膜,所述RC膜的截留分子量为50-300K,厚度为210-260μm。
4.权利要求1所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述过滤膜层为PES膜,所述PES膜的截留分子量为50-300K,厚度为210-260μm。
5.权利要求4所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述PES膜接触角<20°。
6.根据权利要求1所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述高浓度过滤区内主流道方向相对于网格层经线倾斜5-20°。
7.根据权利要求1所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,在歧管夹紧使用过程中,V/S下降20-40%。
8.根据权利要求1所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述网格层纤维包括相互垂直编织的直丝和弯丝,所述直丝和弯丝沿同一平面连续弯曲,其中直丝弯曲角度β为0-15°,弯丝弯曲角度α为21-35°。
9.根据权利要求8所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述高浓度过滤区内主流道方向相对于网格层直丝倾斜7-11°。
10.根据权利要求1-9任一所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述网格层为平纹编织。
11.根据权利要求10所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述网格层纤维直径为280-320μm;所述网格厚度为纤维直径的1.9-2.2倍。
12.根据权利要求10所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述网格层纤维之间的距离为纤维直径的1.4-1.6倍。
13.根据权利要求1-9任一所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述网格层为斜纹编织。
14.根据权利要求13所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述网格层纤维直径为210-280μm;所述网格厚度为纤维直径的1.9-2.2倍。
15.根据权利要求13所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述网格层纤维之间的距离为纤维直径的1.25-1.6倍。
16.根据权利要求13所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述网格层编织中经浮点和纬浮点数量不同。
17.根据权利要求16所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述网格层在经线/纬线上为一上两下、一上三下、两上三下编织设计。
18.根据权利要求17所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述主流道方向相对于高浓度过滤区内网格层经线倾斜9-11°。
19.根据权利要求17所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述主流道方向相对于低浓度过滤区内网格层经线倾斜9-20°。
20.根据权利要求1所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述低浓度过滤区过滤面积大于高浓度区过滤面积。
21.根据权利要求20所述的应用于病毒的SPTFF装置,其特征在于,所述低浓度过滤区中的过滤单元配置成若干串联的过滤模块,且过滤模块内的过滤单元并联。
22.一种灌流系统,其特征在于,包括:
如权利要求1-21所述的应用于病毒的SPTFF装置;
泵,所述泵与进流口连通用于输送进料液。
23.根据权利要求22所述的灌流系统,其特征在于,所述泵包括磁悬浮泵、蠕动泵、隔膜泵中的一种。
24.根据权利要求22所述的灌流系统,其特征在于,还包括与渗余液出口连通的储液系统。
25.根据权利要求22所述的灌流系统,其特征在于,包括设于SPTFF装置前,按工序连接的生物反应系统、反应培养液澄清系统。
26.根据权利要求22所述的灌流系统,其特征在于,包括设于SPTFF装置后,按工序连接的层析系统和罐装系统。
27.一种病毒料液过滤方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将包括病毒的液体进料液通过进料口输送至流体连接的过滤单元内;
S2:使进料液沿过滤单元内的进流通道通过过滤膜层,将进料液过滤分离成渗透液和渗余液;
S3:持续进行进料液进料,使得进料液能够持续通过过滤膜层过滤分离,且在过滤膜层表面的病毒能够重新返回至进流通道内;
S4:含病毒的渗余液通过进流通道从渗余液出口排出,渗透液从渗透液出口排出。
28.根据权利要求27所述的病毒料液过滤方法,其特征在于,通过控制SPTFF装置,将获得的不同浓度含病毒渗余液进行储液,混合后获得所需浓度渗余液。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116200346A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-06-02 | 北京赛尔富森生物科技有限公司 | 一种病毒单次过膜超滤浓缩的方法及系统 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1601788A1 (en) * | 2003-02-24 | 2005-12-07 | GTC Biotherapeutics, Inc. | Methods of tangential flow filtration and an apparatus therefore |
KR20140047736A (ko) * | 2011-12-09 | 2014-04-22 | 이엠디 밀리포어 코포레이션 | 고점성 tff 장치 디자인 |
CN105745009A (zh) * | 2014-08-29 | 2016-07-06 | Emd 密理博公司 | 单程切向流过滤系统和具有渗余物的再循环的切向流过滤系统 |
EP3062916A1 (en) * | 2013-10-30 | 2016-09-07 | Exmoor Pharma Concepts Ltd | Volume reduction filtration devices for cell suspension and method |
CN109415679A (zh) * | 2016-06-30 | 2019-03-01 | 富士胶片株式会社 | 细胞悬液的膜分离方法以及细胞培养装置 |
US20200139303A1 (en) * | 2017-06-01 | 2020-05-07 | Emd Millipore Corporation | Tangential flow filtration device for perfusion applications |
CN210751533U (zh) * | 2019-07-27 | 2020-06-16 | 杭州科百特过滤器材有限公司 | 一种过滤器组件 |
WO2020185825A1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | Genzyme Corporation | Tangential viral filtration |
CN112387119A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-02-23 | 杭州科百特过滤器材有限公司 | 一种用于去除病毒的过滤器 |
JP2021511202A (ja) * | 2018-03-08 | 2021-05-06 | レプリゲン・コーポレイションRepligen Corporation | 接線流深層濾過システムおよびそれを使用する濾過方法 |
-
2021
- 2021-08-26 CN CN202110984714.0A patent/CN113713621B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1601788A1 (en) * | 2003-02-24 | 2005-12-07 | GTC Biotherapeutics, Inc. | Methods of tangential flow filtration and an apparatus therefore |
KR20140047736A (ko) * | 2011-12-09 | 2014-04-22 | 이엠디 밀리포어 코포레이션 | 고점성 tff 장치 디자인 |
EP3062916A1 (en) * | 2013-10-30 | 2016-09-07 | Exmoor Pharma Concepts Ltd | Volume reduction filtration devices for cell suspension and method |
CN105745009A (zh) * | 2014-08-29 | 2016-07-06 | Emd 密理博公司 | 单程切向流过滤系统和具有渗余物的再循环的切向流过滤系统 |
CN109415679A (zh) * | 2016-06-30 | 2019-03-01 | 富士胶片株式会社 | 细胞悬液的膜分离方法以及细胞培养装置 |
US20200139303A1 (en) * | 2017-06-01 | 2020-05-07 | Emd Millipore Corporation | Tangential flow filtration device for perfusion applications |
JP2021511202A (ja) * | 2018-03-08 | 2021-05-06 | レプリゲン・コーポレイションRepligen Corporation | 接線流深層濾過システムおよびそれを使用する濾過方法 |
WO2020185825A1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | Genzyme Corporation | Tangential viral filtration |
CA3132977A1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | Genzyme Corporation | Tangential viral filtration |
CN210751533U (zh) * | 2019-07-27 | 2020-06-16 | 杭州科百特过滤器材有限公司 | 一种过滤器组件 |
CN112387119A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-02-23 | 杭州科百特过滤器材有限公司 | 一种用于去除病毒的过滤器 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
王成端等: "旋转切向流管式膜器的参数设计与优化研究", 《过滤与分离》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116200346A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-06-02 | 北京赛尔富森生物科技有限公司 | 一种病毒单次过膜超滤浓缩的方法及系统 |
CN116200346B (zh) * | 2023-05-05 | 2023-09-12 | 北京赛尔富森生物科技有限公司 | 一种病毒单次过膜超滤浓缩的方法及系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113713621B (zh) | 2022-08-02 |
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