CN114653222B

CN114653222B - 一种低非特异性吸附的除病毒滤膜及其制备方法

Info

Publication number: CN114653222B
Application number: CN202210448122.1A
Authority: CN
Inventors: 贾建东; 卢红星
Original assignee: Hangzhou Cobetter Filtration Equipment Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Cobetter Filtration Equipment Co Ltd
Priority date: 2022-04-27
Filing date: 2022-04-27
Publication date: 2023-06-30
Anticipated expiration: 2042-04-27
Also published as: CN114653222A

Abstract

本发明提供了一种低非特异性吸附的除病毒滤膜及其制备方法，该滤膜内包含有形成网络状分布的纤维实体，纤维实体之间形成供流体通过的孔隙；该滤膜包括预过滤区和用于截留病毒的分离区以及亲水交联层；其中分离区的平均孔径为18‑35nm；亲水交联层通过亲水单体和交联剂交联而成，交联剂形成交联基层，并至少覆盖于分离区的纤维实体部分表面上，亲水单体接枝于交联基层上；该滤膜为PES滤膜或PVDF滤膜，通过对滤膜的分离区进行交联亲水改性，使得滤膜的非特异性吸附大大降低，不容易吸附蛋白质，在使用过程中滤膜通量变化较慢，载量较大，使用寿命较长，蛋白质收率较高，满足了实际应用的需求。

Description

一种低非特异性吸附的除病毒滤膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及膜材料技术领域，更具体的说是涉及一种低非特异性吸附的除病毒滤膜及其制备方法。

背景技术

近年来，生物类医药制品(例如免疫球蛋白等抗体)由于其治疗效果高且副作用少而被广泛利用。而抗体等生物大分子主要是由动物细胞等生物产生，因此为了保证药品的安全性和有效性，需要对含有抗体等生物大分子的流体进行分离纯化，特别是除去流体中含有的各种细小病毒(其中粒径最小的鼠细小病毒约为20nm)；目前流体中去除病毒的最常用方式就是通过滤膜进行膜分离，这是因为膜分离技术分离效率高，能耗低，且能够在常温下进行，既能高效截留各种病毒，又不会使蛋白质失活，继而能够高效回收各种生物大分子。

例如中国专利CN1759924B(EMD密理博公司申请)公开了一种多层复合超滤膜，该复合超滤膜包括至少一层具有第一面和等价的第二面的第一多孔膜层，以及至少一层具有等价的第一面和第二面的第二多孔膜层，该第一层与第二层的连接相叠加并具有从所述第二层的等价的第一面至所述第一层的等价的第二面的孔隙率连接过渡区域，其中所述层中的至少一层是非对称超滤膜；这样复合形成的膜结构对细小病毒就有较强的截留作用，同时膜通量较高，满足了实际应用的需求；目前制备该超滤膜的成膜材料主要为聚醚砜，聚醚砜具有很好的热稳定性、化学稳定性以及良好的力学性能，从而满足实际加工应用的需求；但由于聚醚砜的砜基两边是苯环，使得其亲水性较差，从而使得滤膜的非特异性吸附较强，会对蛋白质具有一定的吸附作用，蛋白质收率较低，降低了经济效益；此外由于膜内吸附了一定量的蛋白质，纳米级膜孔容易堵塞，会导致滤膜的通量在使用过程中快速降低，无法满足实际应用的需求，使用寿命较短。因此对于纳米级的除病毒滤膜来说，其非特异性吸附必须较低，从而保证了其自身具有较高的载量，经济效益高；但目前市面上的纳米级除病毒滤膜其自身非特异性吸附均较高，载量均较低，这一问题的存在也一定程度上限制了除病毒滤膜的发展。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种低非特异性吸附的除病毒滤膜及其制备方法；通过对滤膜的分离区进行交联亲水改性，使得滤膜的非特异性吸附大大降低，不容易吸附蛋白质，在使用过程中滤膜通量变化较慢，使用寿命较长，蛋白质收率较高。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种低非特异性吸附的除病毒滤膜，所述滤膜内包含有形成网络状分布的纤维实体，所述纤维实体之间形成供流体通过的孔隙；包括

预过滤区和用于截留病毒的分离区，所述预过滤区的一侧为进液面，所述分离区位于滤膜背离进液面的一侧；所述预过滤区和分离区以连续的纤维实体过渡；所述分离区的平均孔径为18-35nm；

亲水交联层，通过亲水单体和交联剂交联而成，其中，所述交联剂形成交联基层，并至少覆盖于分离区的纤维实体部分表面上，所述亲水单体接枝于交联基层上，所述交联剂为含有多个不饱和键的单体，所述亲水单体为含有亲水基团的非离子不饱和单体。

在本发明所提供滤膜的膜体结构中，可以看到一定粗细的纤维实体，这些纤维实体呈网络状分布，纤维实体的存在，形成了滤膜的多孔结构，即纤维实体之间形成了供流体通过的孔隙(孔洞)；这些孔隙有大有小；根据孔隙大小的不同，滤膜主要可以分为预过滤区和分离区(预过滤区位于进液面一侧，分离区位于出液面一侧，需要纯化的流体会先通过预过滤区，再通过分离区)；预过滤区内的孔洞孔径较大，主要对流体起着预过滤作用，用于截留流体中的大颗粒杂质，预过滤区具有较大的纳污量和较快的流速；而分离区内的孔洞孔径相对较小，主要是用于截留各种细小颗粒杂质，如各种细小病毒，保证了滤膜对病毒具有较高的捕集能力；

众所周知，膜的非特异性吸附大小的主要影响因素有膜孔径大小和膜材料的亲水性强弱；一般情况下，膜材料的亲水性越强，滤膜的非特性吸附越弱，越不容易吸附蛋白质等有效物质；而膜孔径越小，其比表面积就会越大，非特性吸附就会越强；因此在本发明中，分离区内的非特异性吸附会强于预过滤区内的非特异性吸附，即分离区内的孔洞更容易吸附蛋白质等有效物质；从而也说明了滤膜的非特异性吸附强弱主要取决于分离区的非特异性吸附强弱；并且因为分离区内的膜孔孔洞很小，只要吸附少量的蛋白质，分离区的膜孔就容易堵塞，从而导致滤膜的通量快速降低，无法满足实际应用的需求(预过滤区的膜孔较大，即使吸附一定量的蛋白质，预过滤区的膜孔也不容易堵塞，滤膜通量变化较小)；

本发明中分离区的平均孔径为18-35nm，并在膜体内非定向曲折通路的作用下，对病毒(目前病毒的粒径最小约为20nm)具有高效截留作用；如果分离区的平均孔径过大，则无法对病毒进行高效截留；而分离区的平均孔径过小，一方面滤膜的通量会过低，另一方面滤膜分离区内的非特异性吸附会过强，分离区内孔洞容易被堵塞，通量会快速降低，使用寿命较短；

而为了保证滤膜整体具有较低的非特异性吸附，膜载量较大(载量大意味着在使用过程中，膜通量变化较小，使用寿命较长)，本发明对膜的分离区进行亲水改性处理，即在分离区的纤维实体上覆盖了一层很薄很薄的亲水交联层(肉眼无法看到)，亲水交联层的存在有利于提高膜分离区的亲水性，从而降低分离区的非特异性吸附，提高蛋白质收率；本发明的亲水交联层，是通过亲水单体和交联剂交联而成，其中交联剂形成交联基层，并覆盖于分离区的纤维实体部分表面上(使得交联亲水层不容易与滤膜分离)，而亲水单体接枝于交联基层上；其中交联剂为含有多个(至少2个)不饱和键的单体，不饱和键主要为碳碳双键和碳碳三键，不饱和键直接会发生加聚反应，形成空间网状结构，即相应的交联基层，保证交联基层牢固的覆盖在纤维实体上，不会脱落，而亲水单体为含有亲水基团的非离子不饱和单体，不饱和单体说明了亲水单体也带有不饱和键(碳碳双键和碳碳三键)，从而与交联剂发生加聚反应，从而接入一定数量的亲水基团，亲水基团主要指的是羟基等亲水官能团，通过接枝一定数量的亲水基团，从而提高了分离区内的亲水性；与此同时，本发明的亲水交联层并不仅仅是覆盖于滤膜的外表面上，而是覆盖于分离区的各个表面上(包括内部的表面)，这样就更有利于保证分离区具有较低的非特异性吸附，整个滤膜具有较高的载量(在使用过程中，膜通量变化较小，使用寿命较长)。

本发明中分离区的平均孔径可以通过先将滤膜撕开，分成分离区和预过滤区，再对分离区进行相应参数测试；或者通过使用扫描电子显微镜对膜截面结构进行形貌表征后，再利用计算机软件(如Matlab、NIS-Elements等)或手工进行测量后计算测得。当然本领域技术人员也可以通过其他测量手段获得上述参数，上述测量手段仅供参考。

作为本发明的进一步改进，在30psi压力作用下，以0.4g/L的IVIG水溶液作为测试液，滤膜初始通量为600-1200L*h^-1*m^-2@30psi，至滤膜通量衰减75％作为终点，除病毒滤膜的载量不低于300L/m²。

由于滤膜存在一定的非特异性吸附，在对含有蛋白质的流体进行纯化过滤时，滤膜会吸附一定量的蛋白质，这些被吸附的蛋白质会堵塞部分膜孔，使得膜的通量快速降低；一般情况下，滤膜通量降低75％，滤膜就无法再使用；在单位面积滤膜通量降低至初始通量的25％的这一段期间内，所过滤的流体体积即为膜的载量；膜的载量越高，就说明了滤膜的非特异性吸附越低，越不容易吸附蛋白质，蛋白质的收率越高；

IVIG是一种注射免疫球蛋白，它是抗体的蛋白质模型；本发明中通过以浓度为0.4g/L的IVIG水溶液作为测试液(测试液中除了IVIG，不含有其他蛋白质，更不存在相应的病毒杂质)，在30psi压力作用下，当滤膜通量降低至初始通量的25％(通量衰减75％)时，此时流过的测试液体积不低于300L/m²，即滤膜载量不低于300L/m²，从而进一步说明了本发明滤膜的非特异吸附较低，使用寿命较长；本发明滤膜的初始通量为600-1200L*h^-1*m^-2@30psi，具有较高的通量，过滤速度较快，单位时间经济效益较高。

作为本发明的进一步改进，所述亲水基团为羟基，所述分离区的一侧为出液面；所述滤膜为PES滤膜，所述出液面的氧元素含量为20-28％；所述出液面的第一水接触角为25-50°；或，所述滤膜为PVDF滤膜，所述出液面的氧元素含量为2-9％；所述出液面的第一水接触角为30-60°。

本发明的除病毒滤膜的成膜材料为聚醚砜(PES)或聚偏二氟乙烯(PVDF)，其中聚醚砜(PES)具有很好的热稳定性、化学稳定性以及良好的力学性能，而聚偏二氟乙烯(PVDF)有良好的成膜加工性能，抗污染性，因此适合应用于除病毒领域；但由于聚醚砜的砜基两边是苯环，同时不含有亲水基团，使得成膜的亲水性较差；而聚偏二氟乙烯(PVDF)中含有C-F键，使得成膜的亲水性较差；如果PES滤膜或PVDF滤膜的分离区内没有亲水交联层(进行亲水改性)，那么会使得成膜的非特异性吸附很强，会对蛋白质具有较强的吸附作用，继而使得滤膜的通量在使用过程中快速降低，即膜的载量较低；

本发明中通过在分离区纤维实体上覆盖有亲水交联层，接枝了亲水基团羟基，降低了分离区的非特异性吸附，从而提高了膜的载量；由于接枝了一定数量的羟基，那么分离区内的氧元素含量就会明显的提高，而分离区的一侧即为出液面，本发明中可以通过用X射线光电子能谱(XPS)来测定出液面上氧元素含量，从而一定程度上表征出接枝的羟基数量；在一定情况下，如果接枝的羟基数量过少，那么相当于分离区内的亲水改性程度过低，滤膜的非特异性吸附依然较强，即滤膜的载量依然过低；而如果接枝的羟基数量过多，那么容易导致分离区内的亲水交联层过厚，那么过厚的亲水交联层一方面容易从分离区的纤维实体上脱落(即滤膜在使用一段时间后，分离区的亲水性能逐渐变差，直至恢复到亲水改性前)，非特异性吸附作用逐渐变强，甚至出现脱落的亲水交联层污染纯化后的流体；另一方面容易导致亲水交联层部分堵塞膜孔，使得滤膜分离区乃至整体的孔隙率均较低，继而使得滤膜对于病毒的载量也会降低；因此需要接枝合适的羟基数量，而分离区内膜孔径的大小等因素均会对羟基数量的选择造成一定的影响；

本发明中分离区的平均孔径为18-35nm,在这样的孔径作用下，不同的材料通过接枝合适数量的羟基(通过出液面上氧元素含量来表现)，其成膜出液面上具有合适的氧元素含量；当滤膜为PES滤膜，由于其自身存在一定含量的氧元素，同时接入了一定数量的羟基，出液面氧元素含量增加(通过XPS测量发现，S＝O键的氧含量基本没变，而C-0键中氧含量有了一定的增加)，最终PES成膜出液面的氧元素含量为20-28％；而当滤膜为PVDF滤膜时，其自身不带有氧元素(氧元素含量为0)，但由于接入了一定数量的羟基(出液面上存在了一定的C-O键)，使得PVDF成膜的出液面的氧元素含量为2-9％；从而获得合适的亲水交联层，一方面大大降低了分离区的非特异性吸附，提高了滤膜的载量；另一方面基本不会影响滤膜的通量，依然具有较快的过滤速度，能够长时间高效截留各种病毒；

除了出液面上氧元素的含量这一特征外，滤膜的第一水接触角(第一水接触角可采用接触角测试仪进行测量)的大小也能够一定程度上说明亲水改性的程度，滤膜出液面的第一水接触角越小，说明了滤膜出液面的亲水性越高，而羟基，酰胺基等基团的多少均会影响第一水接触角的大小；本发明中当滤膜为PES滤膜时，出液面的第一水接触角为25-50°；当滤膜为PVDF滤膜，出液面的第一水接触角为30-60°；不同材质的滤膜，其出液面上的第一水接触角也有一定的区别，但均可以说明成膜出液面具有不错的亲水性，继而说明覆盖有亲水交联层的分离区也具有不错的亲水性，分离区的非特异性吸附较低，使得膜的载量较高；

由于膜表面在宏观尺寸上具有一定一致性，所以通过一定面积的样品可以反应膜整体的一些性质；在用X射线光电子能谱测定出液面上氧元素含量时，可以选取出液面上一定区域，例如区域面积为1mm²(长为1mm，宽为1mm)内测得的氧元素含量来反映出液面整体的氧元素含量，该区域面积视实际情况而定。

作为本发明的进一步改进，所述分离区孔隙率为40-75％，所述分离区的厚度为2-20μm。

相较于预过滤区，分离区内孔洞孔径较小；如果分离区的厚度过大，那么膜整体的通量过低，过滤速度较慢；且进一步增加了分离区亲水改性的难度，交联溶液难以完全渗入分离层的各个表面上，非特异性吸附依然较强；而分离区的厚度过小，则无法满足能够高效截留各种病毒，存在病毒泄露的风险；本发明中分离区的厚度为2-20μm，作为优选，厚度为5-28μm；在保证杂质截留效率的同时，又能进一步保证膜整体具有较高的通量，过滤速度快，时间成本低；同时利于对分离膜进行亲水交联改性，使得尽可能多的分离区纤维实体上覆盖有亲水交联层，亲水改性非常充分完全，滤膜的非特异性吸附很低。

本发明中在分离区的纤维实体上覆盖有亲水交联层，亲水交联层的存在，提高了分离区的亲水性，降低了滤膜的非特异性吸附；同时由于亲水交联层很薄很薄，对分离区的孔隙率影响较小，使得分离区依然具有较高的孔隙率，其40-75％，能够对细小病毒起到足够的充足的保留作用，膜的使用寿命较长；同时滤膜也具有较高的通量。

本发明中分离区的孔隙率，厚度等参数可以通过先将滤膜撕开，分成分离区和预过滤区，再对分离区进行相应参数测试；或者通过使用扫描电子显微镜对膜截面结构进行形貌表征后，再利用计算机软件(如Matlab、NIS-Elements等)或手工进行测量后计算测得；此外分离区的厚度也可以通过用20nm的胶体金作为杂质颗粒进行截留测试，滤膜中20nm胶体金截留区域的长度即为分离区的厚度，具体测试方法可以参考中国专利CN105980037B-去除病毒的膜；当然本领域技术人员也可以通过其他测量手段获得上述参数，上述测量手段仅供参考。

作为本发明的进一步改进，所述亲水交联层覆盖在预过滤区的纤维实体表面上，所述进液面的第一水接触角为20-50°；所述进液面的氧元素含量为5-20％。

作为本发明的进一步改进，所述预过滤区的平均孔径为100-250nm，孔隙率为65-93％；所述预过滤区厚度占膜厚度的70％-90％。

本发明的滤膜至少包括分离区和预过滤区，其中分离区的非特异性吸附较强，很容易吸附蛋白质；而预过滤区内的膜孔较大，虽然非特异性吸附较弱，但由于预过滤区的厚度较大(预过滤区厚度占膜厚度的70％-90％)，因此也会吸附一定的蛋白质；为了进一步保证蛋白质收率，提高滤膜载量(滤膜能够纯化更多的流体)，因此也对预过滤区进行了一定的亲水改性，即亲水交联层也覆盖在预过滤区的纤维实体表面上，通过接枝亲水基团羟基，降低了预过滤区的非特异性吸附，进一步提高了膜的载量；由于接枝了一定数量的羟基，那么预过滤区内的氧元素含量就会有一定的提高(PES膜中氧元素含量约为20.7％)，而预过滤区的一侧为进液面，本发明中可以通过用X射线光电子能谱(XPS)来测定进液面上氧元素含量，从而一定程度上表征出接枝的羟基数量；通过接枝合适的羟基数量，既降低了预过滤区的非特异性吸附，提高膜的载量，又不影响预过滤区内孔隙率，保证滤膜具有较高的通量；而预过滤区内膜孔径的大小等因素均会对羟基数量的选择造成一定的影响；

本发明中预过滤区的平均孔径为100-250nm,在这样的孔径作用下，通过接枝合适数量的羟基(通过出液面上氧元素含量来表现)，从而获得合适的亲水交联层，一方面大大降低了预过滤区的非特异性吸附，提高了滤膜的载量；另一方面基本不会影响滤膜的通量，依然具有较快的过滤速度，能够长时间高效截留各种病毒；

除了进液面上氧元素的含量这一特征外，滤膜进液面的第一水接触角(第一水接触角可采用接触角测试仪进行测量)的大小也能够一定程度上说明亲水改性的程度，滤膜进液面的第一水接触角越小，说明了滤膜进液面的亲水性越高，而羟基，酰胺基等基团的多少均会影响第一水接触角的大小；本发明中进液面的第一水接触角为20-50°，从而说明了进液面具有不错的亲水性，继而说明覆盖有亲水交联层的预过滤区也具有不错的亲水性，预过滤区的非特异性吸附较低，进一步提高膜的载量；

本发明中预过滤区的平均孔径，孔隙率，厚度等参数可以通过先将PES滤膜撕开，分成分离区和预过滤区，再对预过滤区进行相应参数测试；或者通过使用扫描电子显微镜对膜截面结构进行形貌表征后，再利用计算机软件(如Matlab、NIS-Elements等)或手工进行测量后计算测得；当然本领域技术人员也可以通过其他测量手段获得上述参数，上述测量手段仅供参考。

作为本发明的进一步改进，所述滤膜的平均孔径从靠近进液面一侧区域向靠近出液面一侧区域连续梯度缩小；所述进液面的平均孔径为200-400nm，所述滤膜的平均孔径变化梯度为1.5-6nm/1μm。

众所周知，膜孔的孔径越小，交联溶液就越难渗入到膜孔内的表面上，无法形成理想的亲水交联层，这使得分离区的亲水改性不够充分；而作为优选，本发明滤膜孔洞的孔径是随着厚度进行梯度变化的，孔径从进液面逐渐的缩小，最终缩小至出液面；这样的膜结构，更适合本发明的交联，首先将交联溶液喷涂在膜的进液面，由于进液面的孔洞孔径较大，交联溶液很容易渗入；而随着重力作用，并且由于滤膜内有非定向曲折通路，同时交联溶液具有合适流动性(在低浓度交联剂作用下)，那么就会使得部分位于预过滤区的交联溶液流动分离区内，从而使得分离区内的亲水改性更加充分完全，分离区的非特异性吸附大大降低。

本发明中通过平均孔径变化梯度的大小来反映膜孔径随厚度变化的快慢，其值越大，说明孔径变化越快，其值越小，说明孔径变化越小；其值可以通过(第一外表面平均孔径-第二外表面平均孔径)/厚度获得，因此单位为nm(代表孔径)/1μm(代表厚度)，本发明中滤膜的平均孔径变化梯度为1.5-6nm/1μm，使得膜整体具有不错的机械强度，耐压，在较大压力下不容易损坏；并且能保证膜对病毒的高效截留，滤膜还具有较快的通量，且具有较大的纳污量。

作为本发明的进一步改进，所述滤膜还包括有支撑区，所述支撑区的一侧为出液面，支撑层内的另一侧与分离区靠近支撑层的一侧通过连续的纤维实体过渡；所述支撑区的厚度为5-25μm，孔隙率为50-85％，平均孔径为30-120nm。

面前市面上的一部分除病毒滤膜只包括有预过滤区和分离区；而另一部分除病毒滤膜中，除了包括预过滤区和分离区，还存在支撑区；支撑区的存在，进一步保证了滤膜具有不错的拉伸强度和断裂伸长率；而支撑区的一侧为出液面，此时分离区位于预过滤区和支撑区之间，支撑区能够对分离区起到一个保护作用，分离区不直接与外界相接触，这样分离区不容易受到外界因素的影响；支撑区的平均孔径一般大于分离区的平均孔径且小于预过滤区的平均孔径，本发明中支撑区的平均孔径为30-120nm，也会有一定的非特异性吸附作用，因此也可以对支撑区进行一定亲水交联改性，即支撑区的纤维实体上也覆盖有亲水交联层，亲水交联层的存在既能提高支撑区的亲水性，降低滤膜的非特异性吸附，又基本不会影响支撑区的孔隙率，支撑区的孔隙率为50-85％；同时也具有合适的厚度，支撑区的厚度为5-25μm。

作为本发明的进一步改进，所述滤膜的厚度为50-150μm，孔隙率为60-85％；所述亲水交联层厚度小于10nm。

膜的厚度可以通过使用扫描电子显微镜对膜结构进行形貌表征后，再利用计算机软件(如Matlab、NIS-Elements等)或手工进行测量后计算测得；当然本领域技术人员也可以通过其他测量手段获得上述参数，上述测量手段仅供参考；当膜的厚度过小时，其膜的机械强度就会较低；同时由于过滤时间过短，就无法进行有效的过滤；当膜的厚度过大时，其过滤时间就会过长，时间成本过大；本发明PES滤膜的厚度为50-150μm，保证了PES滤膜不仅具有较高的机械强度，而且能够进行有效的过滤且过滤效率较高，过滤时间较短，时间成本较低；

亲水交联层的存在，确实能够大大提高分离区乃至滤膜的亲水性，继而降低滤膜的非特异性吸附，但由于滤膜分离区的膜孔为几十纳米的孔洞，亲水交联层的存在很容易堵塞膜孔，大大降低滤膜的孔隙率，继而使得滤膜的通量很低；本发明中亲水交联层的厚度小于10nm,厚度很小很小，在放大倍数为100K的SEM图(图2)中依然无法看到亲水交联层的存在，从而说明了亲水交联层的存在基本不会影响膜的孔隙率，膜依然具有较大的孔隙率为60-85％，使得膜具有较快的过滤速度，流速大，还具有较高的纳污量，能够截留较多的杂质颗粒，使用寿命长，经济成本较低。

通过PMI孔径测试仪对滤膜的平均孔径进行测试，得到本发明滤膜的PMI平均孔径为15-25nm，再通过主体结构的曲折通路以及膜一定的厚度，保证了该PES滤膜对纳米级的细小病毒(即使是粒径为20nm的鼠细小病毒)具有较强的截留作用，能够满足实际应用的需求，适合作为病毒膜使用；

作为本发明的进一步改进，所述亲水单体为丙烯酸酯；所述交联剂为丙烯酰胺。

本发明选用的交联体系为丙烯酸类单体交联体系，即交联剂和亲水单体均为丙烯酸类单体，丙烯酸类单体主要是指丙烯酸酯或丙烯酰胺，其中交联剂为带有多个不饱和键的丙烯酰胺，如N，N－亚甲基双丙烯酰胺，除了交联作用，酰胺基团的存在也能进一步提高分离区的亲水性；而亲水单体为丙烯酸酯，如丙烯酸羟丙酯和丙烯酸羟乙酯中的至少一种(同时带有亲水基团羟基和不饱和键)，羟基不会发生电离，最终的滤膜基本不带有电荷，因此滤膜对各种蛋白质均不容易吸附(不会有电荷吸附)，因此滤膜对各种蛋白质均具有较高的收率，应用范围广。

另一方面，本发明还提供了一种低非特异性吸附的除病毒滤膜的制备方法，包括如下步骤：

S1：制备交联溶液；所述交联溶液包括下列重量份物质组成：引发剂0.1-0.3份；亲水单体2-5份；交联剂2-5份；去离子水90-110份；

所述亲水单体为含有亲水基团的非离子不饱和单体，所述交联剂为含有多个不饱和键的单体；

S2：交联预处理；将交联溶液至少涂覆在多孔基材的分离区上；将涂覆后的多孔基材在温度为50-80℃的环境下放置10-30min，得到预处理的多孔基材；

S3：交联；将预处理的多孔基材在波长为100-300nm的紫外线照射下进行交联处理，交联温度为40-60℃，交联时间为30-60min；交联结束后，在纯水中洗涤1-3小时，烘干后制得滤膜。

作为本发明的进一步改进，所述引发剂为二苯甲酮或2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮；所述亲水单体为丙烯酸羟丙酯和丙烯酸羟乙酯中的至少一种；所述交联剂为N，N－亚甲基双丙烯酰胺。

作为本发明的进一步改进，所述交联溶液还包括10-30份渗透添加剂，所述渗透添加剂为异丙醇、乙醇、乙二醇和丙三醇中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，S2中将交联溶液至少涂覆在多孔基材的分离区上具体是指至少将多孔基材的分离区浸入交联溶液中，浸入时间为10-30s；

S3中预处理的多孔基材在紫外线下进行交联处理具体为进行多次交联，每次交联10-20min，交联完后再次喷涂交联溶液，交联次数为2-4次。

为了保证最终的滤膜能够高效截留各种病毒，因此本发明中选用的多孔基材为纳米膜，其包括有预过滤区和分离区(还可以包括有支撑区)，其中分离区内的膜孔只有几十纳米，孔径很小；相较于微米膜的亲水交联改性，纳米膜(特别是膜的分离区)的亲水交联改性是十分困难的，一方面，交联溶液较难渗入纳米孔中，这使得亲水交联层更容易脱落或者是交联效果不佳，例如仅仅是线性的交联，而无法形成空间网络状的交联，这样使得成膜的载量依然较低；另一方面在亲水交联改性过程中，交联溶液的渗入容易堵塞纳米孔，从而使得成膜的初始通量就较低；

为了使得分离区进行理想的亲水交联改性，本发明在配置交联溶液时，就需要严格控制交联溶液中交联剂和亲水单体的含量，各自浓度不超过5％，交联剂和亲水单体的总含量不超过8％；从而尽可能减少了分离区内部分区域亲水交联层过厚的现象发生；此外，由于交联溶液中交联剂和亲水单体的含量均较低，使得交联溶液的粘度较低，交联溶液的流动性好，继而交联溶液相对容易渗透进基膜的分离区内；作为优选，在交联溶液中还可以加入一定量的渗透添加剂，其中渗透添加剂为异丙醇、乙醇、乙二醇和丙三醇中的至少一种，这些渗透添加剂的加入能够使得交联溶液更容易渗透进分离区内，从而保证相应的交联效果；

本发明中选用的交联体系为丙烯酸类单体交联体系，即交联剂和亲水单体均为丙烯酸类单体，丙烯酸类单体主要是指丙烯酸酯或丙烯酰胺，进一步的，交联剂为N，N－亚甲基双丙烯酰胺(带有多个不饱和键)，亲水单体为丙烯酸羟丙酯和丙烯酸羟乙酯中的至少一种(同时带有亲水基团羟基和不饱和键)，引发剂为二苯甲酮或2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮；因为经过研究发现，丙烯酸类单体交联体系适合应用于滤膜的亲水改性，特别是PES滤膜的亲水改性，其交联效率高，只要加入少量便可获得稳定的交联结构，并且不发生有害反应和凝聚作用，无毒害；

为了进一步降低分离区内膜孔由于亲水交联层而堵塞的风险，亲水交联层的厚度要小，亲水改性后的滤膜通过SEM50K倍下(图4)无法肉眼观察到亲水交联层的存在；而要使亲水交联层的厚度较小，那么多孔基材(至少将多孔基材的分离区)浸入交联溶液的时间(浸渍时间)要很短，浸入时间为10-30s；

而由于交联溶液中交联剂的含量很低，很容易出现交联效果较差的情况；为了保证交联效果；需要对涂覆有交联溶液的多孔基材进行一个预处理，具体方式为将涂覆后的多孔基材在温度为50-80℃℃的环境下放置10-30min，这样处理的目的是通过蒸发一定量的去离子水和渗透添加剂，使得交联溶液中交联剂和亲水单体的浓度有一个明显的提高，便于后续的交联，交联更加充分完全；而由于原本交联溶液中交联剂和亲水单体的浓度很低，且浸渍时间短，因此交联剂和亲水单体总的量是较低的，不可能出现亲水交联层过厚的情况；

预处理结束后，对预处理的多孔基材进行交联处理，在交联处理时必须要在紫外线的照射下，引发剂才能进行引发作用，继而使得交联剂形成交联基层，并至少覆盖于分离区的纤维实体部分表面上，而亲水单体接枝于交联基层上，提高分离区的亲水性，降低滤膜的非特异性吸附；由于分离区内的膜孔孔径很小，因此紫外线的波长要相对短一点，为100-300nm，波长短一点，能力更强一点，能够深入纳米孔中，进行充分完全交联；此外作为优选，交联可以进行多次，多次交联，每次交联10-20min，交联完后再次喷涂交联溶液，交联次数为2-4次；继而保证了分离区内具有合适的亲水交联层，对分离区具有不错的亲水改性；最后洗涤烘干后制得低非特异性吸附的滤膜，该滤膜具有较高的载量，经济效益高。

经过各项性能测试：本发明中滤膜的拉伸强度为6-12MPa，断裂伸长率为8-30％；滤膜的通量大于600L*h-1*m-2@30psi；滤膜对于病毒杂质的LRV不低于4；滤膜的蛋白质收率不低于98％。

评价滤膜机械强度大小的重要指标就是滤膜的拉伸强度和断裂伸长率；在一定条件下，滤膜的拉伸强度越大，也就说明了该滤膜的机械强度越好；拉伸强度是指膜所能承受平行拉伸作用的能力；在一定条件下测试时，膜样品受到拉伸载荷作用直至破坏，根据膜样品破坏时对应的最大拉伸载荷和膜样品尺寸(长度)的变化等，就可以计算出膜的拉伸强度和断裂伸长率；拉伸强度，断裂伸长率均可以通过万能拉力试验机测得，拉伸强度的测试方法在本领域中是公知的，例如在ASTM D790或ISO178就详细解释了拉伸强度测试的程序；本发明滤膜的拉伸强度6-12MPa；断裂伸长率为8-30％，说明了本发明滤膜具有较大的拉伸强度和断裂伸长率，其机械性能较好，工业实用价值较高，完全能够满足市场需求。

渗透通量也称渗透速率，简称通量，指滤膜在分离过程中一定工作压力下单位时间内通过单位膜面积上的物质透过量；通量的大小，就反映着过滤速度的快慢；通量越大，说明膜的过滤速度越快；本发明中滤膜的通量大于600L*h-1*m-2@30psi，其通量较大，说明滤膜的过滤速度较快，在保证截留效率的同时，流体能够快速通过滤膜，时间成本较低，经济效益较高。

本发明所截留的病毒主要针对的是粒径为20nm及其以上的各种病毒(例如鼠细小病毒，其粒径就为20nm左右)，经过截留测试后发现，本发明滤膜对各种病毒的LRV均不低于4，说明了该滤膜对病毒具有非常大的截留率，对病毒杂质起到足够的保留作用，满足实际应用的需求；滤膜的蛋白质收率不低于98％，说明了流体中的有效物质蛋白质不容易吸附在膜上，一方面不会将膜孔堵住，保证滤膜依然具有较高的使用寿命，另一方面保证流体中的有效物质蛋白质的含量变化很小，蛋白质基本不会损失，经济效益有保证；病毒杂质的测试方法可以参考专利-CN105980037B-去除病毒的膜，CN101816898B-超滤膜及其制备方法，CN1759924B-超滤膜及其制备方法等。

本发明的有益效果：本发明提供的除病毒滤膜，其膜材料为PES或PVDF；该滤膜包括预过滤区和用于截留病毒的分离区，分离区的平均孔径为18-35nm；在分离区的纤维实体部分表面上覆盖有亲水交联层，通过交联剂形成交联基层，亲水单体接枝于交联基层上；即对滤膜的分离区进行交联亲水改性，使得滤膜的非特异性吸附大大降低，不容易吸附蛋白质，在使用过程中滤膜通量变化较慢，使用寿命较长，蛋白质收率较高；同时不影响滤膜孔隙率，使得滤膜依然具有较大的通量；此外本发明还提供该滤膜的制备方法，该制备方法方便，快速有效，操作简单，绿色环保，适合大规模推广。

附图说明

图1为实施例1制备获得的滤膜中进液面的扫描电镜(SEM)图，其中放大倍率为2000×；

图2为实施例1制备获得的滤膜中出液面的扫描电镜(SEM)图，其中放大倍率为100K×；

图3为实施例1制备获得的滤膜纵截面的扫描电镜(SEM)图，其中放大倍率为700×；

图4为实施例1制备获得的滤膜分离区的扫描电镜(SEM)图，其中放大倍率为50K×；

图5为实施例4制备获得的滤膜预过滤区的扫描电镜(SEM)图，其中放大倍率为50K×；

图6为实施例4制备获得的滤膜分离区的扫描电镜(SEM)图，其中放大倍率为50K×；

图7为本发明滤膜通量测试装置的示意图；

图8为本发明滤膜用胶体金进行截留效率测试时测试装置的示意图。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面以实施例的方式进行详细说明。如未特殊说明，在下述实施例中，制备滤膜所用的原料及设备均可通过商业途径购得。其中，采用日立公司提供的型号为S-5500的扫描电镜对滤膜的结构形貌进行表征。

实施例1

一种低非特异性吸附的除病毒滤膜的制备方法，包括如下步骤：

S1：制备交联溶液；交联溶液包括下列重量份物质组成：引发剂0.2份；亲水单体3份；交联剂4份；去离子水100份；其中引发剂为二苯甲酮；亲水单体为丙烯酸羟丙酯；交联剂为N，N－亚甲基双丙烯酰胺；

S2：交联预处理；先将多孔基材的分离区浸入交联溶液(即从多孔基材的出液面开始浸入交联溶液)中，浸入时间为20s；然后将含有交联溶液的多孔基材放置在温度为70℃的环境下20min，得到预处理的多孔基材；该多孔基材为PES滤膜，包括预过滤区和分离区，预过滤区的一侧为进液面，分离区的一侧为出液面；

S3：交联；将预处理的多孔基材在波长为200nm的紫外线照射下进行交联处理，交联温度为50℃，交联时间为45min；交联结束后，在纯水中洗涤2小时，烘干后制得滤膜，该滤膜分离区的纤维实体上覆盖有亲水交联层。

实施例2

S1：制备交联溶液；交联溶液包括下列重量份物质组成：引发剂0.3份；亲水单体4份；交联剂4份；去离子水95份；渗透添加剂20分；

其中引发剂为2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮；亲水单体为丙烯酸羟乙酯；交联剂为N，N－亚甲基双丙烯酰胺；渗透添加剂为异丙醇；

S2：交联预处理；先将多孔基材(实施例1中的多孔基材)的分离区浸入交联溶液(即从多孔基材的出液面开始浸入交联溶液)中，浸入时间为16s；然后将含有交联溶液的多孔基材放置在温度为75℃的环境下15min，得到预处理的多孔基材；该多孔基材为PES滤膜，包括预过滤区和分离区，预过滤区的一侧为进液面，分离区的一侧为出液面；

S3：交联；将预处理的多孔基材在波长为150nm的紫外线照射下进行交联处理，交联温度为55℃，交联时间为50min；交联结束后，在纯水中洗涤2小时，烘干后制得滤膜，该滤膜分离区的纤维实体上覆盖有亲水交联层；

实施例3

S1：制备交联溶液；交联溶液包括下列重量份物质组成：引发剂0.2份；亲水单体3份；交联剂3份；去离子水95份；其中引发剂为二苯甲酮；亲水单体为丙烯酸羟乙酯；交联剂为N，N－亚甲基双丙烯酰胺；

S2：交联预处理；先将多孔基材(实施例1中的多孔基材)的分离区浸入交联溶液(即从多孔基材的出液面开始浸入交联溶液)中，浸入时间为25s；然后将含有交联溶液的多孔基材放置在温度为60℃的环境下28min，得到预处理的多孔基材；该多孔基材为PES滤膜，包括预过滤区和分离区，预过滤区的一侧为进液面，分离区的一侧为出液面；

S3：交联；将预处理的多孔基材在波长为250nm的紫外线照射下进行第一次交联处理，交联温度为50℃，交联时间为15min；第一交联结束后，再将多孔基材浸入交联溶液中10s，浸渍结束后，直接在波长为250nm的紫外线照射下进行第二次交联，第二次交联时间为15min，交联温度为55℃；第二次交联后，接着将多孔基材浸入交联溶液中10s，浸渍结束后，直接在波长为250nm的紫外线照射下进行第三次交联，第三次交联时间为15min，交联温度为60℃，完成相应的交联；交联结束后，在纯水中洗涤2小时，烘干后制得滤膜，该滤膜分离区的纤维实体上覆盖有亲水交联层。

实施例4

S1：制备交联溶液；交联溶液包括下列重量份物质组成：引发剂0.2份；亲水单体3份；交联剂5份；去离子水95份；其中引发剂为2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮；亲水单体为丙烯酸羟丙酯；交联剂为N，N－亚甲基双丙烯酰胺；

S2：交联预处理；先将多孔基材浸入交联溶液(即从多孔基材的进液面开始浸入交联溶液)中，浸入时间为25s；然后将含有交联溶液的多孔基材放置在温度为65℃的环境下25min，得到预处理的多孔基材；该多孔基材为PES滤膜，包括预过滤区和分离区，预过滤区的一侧为进液面，分离区的一侧为出液面；

S3：交联；将预处理的多孔基材在波长为180nm的紫外线照射下进行交联处理，交联温度为50℃，交联时间为50min；交联结束后，在纯水中洗涤2小时，烘干后制得滤膜，该滤膜(包括预过滤区和分离区)的纤维实体上均覆盖有亲水交联层。

实施例5

S1：制备交联溶液；交联溶液包括下列重量份物质组成：引发剂0.3份；亲水单体4份；交联剂4份；去离子水100份；渗透添加剂20分；

其中引发剂为2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮；亲水单体为丙烯酸羟乙酯；交联剂为N，N－亚甲基双丙烯酰胺；渗透添加剂为乙醇；

S2：交联预处理；先将多孔基材(实施例4中的多孔基材)浸入交联溶液(即从多孔基材的进液面开始浸入交联溶液)中，浸入时间为20s；然后将含有交联溶液的多孔基材放置在温度为70℃的环境下20min，得到预处理的多孔基材；该多孔基材为PES滤膜，包括预过滤区和分离区，预过滤区的一侧为进液面，分离区的一侧为出液面；

S3：交联；将预处理的多孔基材在波长为240nm的紫外线照射下进行交联处理，交联温度为45℃，交联时间为55min；交联结束后，在纯水中洗涤2小时，烘干后制得滤膜，该滤膜(包括预过滤区和分离区)的纤维实体上均覆盖有亲水交联层。

实施例6

S1：制备交联溶液；交联溶液包括下列重量份物质组成：引发剂0.2份；亲水单体3份；交联剂4份；去离子水93份；渗透添加剂25分；

其中引发剂为2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮；亲水单体为丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯的混合物，其质量比为1:1；交联剂为N，N－亚甲基双丙烯酰胺；渗透添加剂为丙三醇；

S2：交联预处理；先将多孔基材((实施例4中的多孔基材))浸入交联溶液(即从多孔基材的进液面开始浸入交联溶液)中，浸入时间为15s；然后将含有交联溶液的多孔基材放置在温度为55℃的环境下30min，得到预处理的多孔基材；该多孔基材为PES滤膜，包括预过滤区和分离区，预过滤区的一侧为进液面，分离区的一侧为出液面；

S3：交联；将预处理的多孔基材在波长为300nm的紫外线照射下进行第一次交联处理，交联温度为45℃，交联时间为15min；第一交联结束后，再将多孔基材浸入交联溶液中10s，浸渍结束后，直接在波长为300nm的紫外线照射下进行第二次交联，第二次交联时间为15min，交联温度为55℃；第二次交联后，接着将多孔基材浸入交联溶液中10s，浸渍结束后，直接在波长为300nm的紫外线照射下进行第三次交联，第三次交联时间为20min，交联温度为65℃，完成相应的交联；；交联结束后，在纯水中洗涤2小时，烘干后制得滤膜，该滤膜(包括预过滤区和分离区)的纤维实体上均覆盖有亲水交联层。

实施例7

S1：制备交联溶液；交联溶液包括下列重量份物质组成：引发剂0.2份；亲水单体3份；交联剂4份；去离子水93份；渗透添加剂30份；

其中引发剂为二苯甲酮；亲水单体为丙烯酸羟丙酯；交联剂为N，N－亚甲基双丙烯酰胺；渗透添加剂为乙二醇；

S2：交联预处理；先将多孔基材浸入交联溶液(即从多孔基材的进液面开始浸入交联溶液)中，直至完全浸没，浸入时间为30s；然后将含有交联溶液的多孔基材放置在温度为80℃的环境下10min，得到预处理的多孔基材；该多孔基材为PVDF滤膜，包括预过滤区、分离区和支撑区，预过滤区的一侧为进液面，支撑区的一侧为出液面；

S3：交联；将预处理的多孔基材在波长为100nm的紫外线照射下进行交联处理，交联温度为60℃，交联时间为60min；交联结束后，在纯水中洗涤2小时，烘干后制得滤膜，该滤膜(包括预过滤区、分离区和支撑区)的纤维实体上均覆盖有亲水交联层。

对比例1：

S1：制备交联溶液；交联溶液包括下列重量份物质组成：引发剂2份；亲水单体10份；交联剂15份；去离子水100份；其中引发剂为二苯甲酮；亲水单体为丙烯酸羟丙酯；交联剂为N，N－亚甲基双丙烯酰胺；

S2：交联预处理；先将多孔基材(实施例1中的多孔基材)的分离区浸入交联溶液(即从多孔基材的出液面开始浸入交联溶液)中，浸入时间为20s；然后将含有交联溶液的多孔基材放置在温度为70℃的环境下20min，得到预处理的多孔基材；该多孔基材为PES滤膜，包括预过滤区和分离区，预过滤区的一侧为进液面，分离区的一侧为出液面；

S3：交联；将预处理的多孔基材在波长为200nm的紫外线照射下进行交联处理，交联温度为50℃，交联时间为45min；交联结束后，在纯水中洗涤2小时，烘干后制得滤膜。

对比例2

S2：将多孔基材(实施例1中的多孔基材)的分离区浸入交联溶液(即从多孔基材的出液面开始浸入交联溶液)中，浸入时间为20s；该多孔基材为PES滤膜，包括预过滤区和分离区，预过滤区的一侧为进液面，分离区的一侧为出液面；

S3：交联；将多孔基材在波长为350nm的紫外线照射下进行交联处理，交联温度为50℃，交联时间为45min；交联结束后，在纯水中洗涤2小时，烘干后制得滤膜。

对比例3

实施例1中的多孔基材，不进行任何处理；该多孔基材分离区的纤维实体上也没有亲水交联层。

对比例4

实施例4中的多孔基材，不进行任何处理；该多孔基材(包括预过滤区和分离区)的纤维实体上均没有亲水交联层。

对比例5

实施例7中的多孔基材，不进行任何处理；该多孔基材(包括预过滤区、分离区和支撑区)的纤维实体上均没有亲水交联层。

一：结构表征

用扫描电镜对各实施例和对比例所获得的滤膜的膜结构进行形貌表征，然后获得所需数据；同时测量滤膜的孔隙率，具体结果如下表：

表1

表2

通过对比例1可知，由于对比例1的交联溶液中交联剂浓度和亲水剂浓度过大，这使得分离区内孔洞孔径有一定程度的缩小，而孔隙率会大幅度较低，使得对比例1制得的滤膜无法满足实际应用的需求；而通过实施例1-3与对比例1和3进行对比，发现了虽然其分离区进行了一定的交联改性，分离区的纤维实体上覆盖有亲水交联层，而由于亲水交联层很薄很薄，在图4下，也无法肉眼观察到，因此使得相应滤膜的膜孔大小和孔隙率几乎没变化，依然能够满足实际应用的要求。

表3

表4

通过实施例4-6与对比例4进行对比，发现了滤膜进行了一定的交联改性，预过滤区和分离区的纤维实体上均覆盖有亲水交联层，而由于亲水交联层很薄很薄，因此使得相应滤膜的膜孔大小和孔隙率几乎没变化，依然能够满足实际应用的要求。

表5

	厚度/μm	孔隙率/％	PMI平均孔径/nm	进液面的平均孔径/nm
					实施例7	100	74.3	18.6	325
对比例5	100	74.8	18.6	325

表6

通过实施例7与对比例5进行对比，发现了滤膜进行了一定的交联改性，预过滤区、分离区和支撑区的纤维实体上均覆盖有亲水交联层，而由于亲水交联层很薄很薄，因此使得相应滤膜的膜孔大小和孔隙率几乎没变化，依然能够满足实际应用的要求。

表7

用X射线光电子能谱(型号：赛默飞250XI)测定膜表面氧元素含量

	出液面的氧元素含量/％	出液面的第一水接触角/°
			实施例1	23.1	40
实施例2	23.4	38
			实施例3	23.9	37
对比例1	24.8	36
			对比例2	19.8	59
对比例3	19.2	65

由上表可知，相较于对比例3，实施例1-3制得的PES成膜的出液面均具有较高的氧元素含量，使得出液面的第一水接触角大大变小，亲水性变强，滤膜的非特异性吸附大大降低，成膜载量较高；

表8

表9

性能特征

膜通量计算如下式：

膜通量(J)的计算公式为：J＝V/(T×A)式中:

J--膜通量单位：L*h-1*m-2

V--取样体积(L)；T--取样时间(h)；A--膜有效面积(m2)

本发明中滤膜分离性能测定采用的操作条件为：进液为去离子水，操作压力为30psi，操作温度为25℃，溶液pH为7；通量测试装置为图7；

在30psi压力作用下，以0.4g/L的IVIG水溶液作为测试液，至滤膜通量衰减75％作为终点，此时已经处理的测试液体积记为滤膜的载量；

表10

由上表可知，通过对滤膜的分离区进行交联亲水改性，使得滤膜的非特异性吸附大大降低，不容易吸附蛋白质，在使用过程中滤膜通量变化较慢，滤膜的载量大幅度提高。而通过对比例1可知，由于对比例1的交联溶液中交联剂浓度和亲水剂浓度过大，亲水交联层过厚，使得膜的通量大幅度降低，载量也很低；

而对比例2中由于没有进行预处理，使得交联不够充分完全，因此滤膜的载量依然较低。

表11

	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/％	通量/Lh-1m-2@30psi	载量L/m²
					实施例4	9.7	11	750	380
实施例5	9.8	11	735	390
					实施例6	9.9	11	715	430
对比例4	9.5	11	760	170

由上表可知，通过对滤膜(包括预过滤区和分离区)进行交联亲水改性，使得滤膜的非特异性吸附大大降低，不容易吸附蛋白质，在使用过程中滤膜通量变化较慢，滤膜的载量大幅度提高。

表12

	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/％	通量/Lh-1m-2@30psi	载量L/m²
					实施例7	8.9	15	830	370
对比例5	8.7	15	840	150

由上表可知，通过对滤膜(包括预过滤区、分离区和支撑区)进行交联亲水改性，使得滤膜的非特异性吸附大大降低，不容易吸附蛋白质，在使用过程中滤膜通量变化较慢，滤膜的载量大幅度提高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种低非特异性吸附的除病毒滤膜，所述滤膜内包含有形成网络状分布的纤维实体，所述纤维实体之间形成供流体通过的孔隙；其特征在于：

包括

亲水交联层，通过亲水单体和交联剂交联而成，其中，所述交联剂形成交联基层，并至少覆盖于分离区的纤维实体部分表面上，所述亲水单体接枝于交联基层上，所述交联剂为含有多个不饱和键的单体，所述亲水单体为含有亲水基团的非离子不饱和单体；

所述滤膜为PES滤膜，出液面的氧元素含量为20-28%；所述出液面的第一水接触角为25-50°；

或，

所述滤膜为PVDF滤膜，所述出液面的氧元素含量为2-9%；所述出液面的第一水接触角为30-60°；

所述分离区的厚度为2-20μm；

所述亲水基团为羟基，所述分离区的一侧为出液面；

所述滤膜的孔隙率为60-85%。

2.根据权利要求1所述的一种低非特异性吸附的除病毒滤膜，其特征在于：

在30psi压力作用下，以0.4g/L的 IVIG水溶液作为测试液，滤膜初始通量为

600-1200L*h^-1*m^-2@30psi，至滤膜通量衰减75%作为终点，除病毒滤膜的载量不低于300L/m²。

3.根据权利要求1所述的一种低非特异性吸附的除病毒滤膜，其特征在于：

所述分离区孔隙率为40-75%。

4.根据权利要求1所述的一种低非特异性吸附的除病毒滤膜，其特征在于：

所述亲水交联层覆盖在预过滤区的纤维实体表面上，所述进液面的第一水接触角为20-50°；所述进液面的氧元素含量为5-20%。

5.根据权利要求1所述的一种低非特异性吸附的除病毒滤膜，其特征在于：

所述预过滤区的平均孔径为100-250nm，孔隙率为65-93%；所述预过滤区厚度占膜厚度的70%-90%。

6.根据权利要求1所述的一种低非特异性吸附的除病毒滤膜，其特征在于：

所述滤膜的平均孔径从靠近进液面一侧区域向靠近出液面一侧区域连续梯度缩小；所述进液面的平均孔径为200-400nm，

所述滤膜的平均孔径变化梯度为1.5-6nm/1μm。

7.根据权利要求1所述的一种低非特异性吸附的除病毒滤膜，其特征在于：

所述滤膜还包括有支撑区，所述支撑区的一侧为出液面，支撑层内的另一侧与分离区靠近支撑层的一侧通过连续的纤维实体过渡；

所述支撑区的厚度为5-25μm，孔隙率为50-85%，平均孔径为30-120nm。

8.根据权利要求1所述的一种低非特异性吸附的除病毒滤膜，其特征在于：

所述滤膜的厚度为50-150μm，

所述亲水交联层厚度小于10nm。

9.根据权利要求1所述的一种低非特异性吸附的除病毒滤膜，其特征在于：所述亲水单体为丙烯酸酯；所述交联剂为丙烯酰胺。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种低非特异性吸附的除病毒滤膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S3：交联；将预处理的多孔基材在波长为100-300nm的紫外线照射下进行交联处理，交联温度为40-60℃，交联时间为30-60min;交联结束后，在纯水中洗涤1-3小时，烘干后制得滤膜。

11.根据权利要求10所述的一种低非特异性吸附的除病毒滤膜的制备方法，其特征在于，所述引发剂为二苯甲酮或2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮；

所述亲水单体为丙烯酸羟丙酯和丙烯酸羟乙酯中的至少一种；

所述交联剂为N，N－亚甲基双丙烯酰胺。

12.根据权利要求10所述的一种低非特异性吸附的除病毒滤膜的制备方法，其特征在于，所述交联溶液还包括10-30份渗透添加剂，所述渗透添加剂为异丙醇、乙醇、乙二醇和丙三醇中的至少一种。

13.根据权利要求10所述的一种低非特异性吸附的除病毒滤膜的制备方法，其特征在于，

S2中将交联溶液至少涂覆在多孔基材的分离区上具体是指至少将多孔基材的分离区浸入交联溶液中，浸入时间为10-30s；

S3中将预处理的多孔基材在紫外线下进行交联处理具体为进行多次交联，每次交联10-20min，交联完后再次喷涂交联溶液，交联次数为2-4次。