CN115770490B - 一种不对称纤维素除病毒滤膜及其制备工艺 - Google Patents

一种不对称纤维素除病毒滤膜及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种不对称纤维素除病毒滤膜及其制备工艺，该滤膜包括具有进液面和出液面的多孔主体，进液面的SEM测量平均孔径大于出液面的SEM测量平均孔径；滤膜捕捉粒径为xnm胶体金的区域为Dx；D20区域位于多孔主体20~99%的区域内，D20区域与多孔主体的厚度之比为15~40%；D40区域位于多孔主体0~80%的区域内，D40区域与多孔主体的厚度之比为30~70%；滤膜内部还具有过渡区，过渡区的厚度不大于20μm；本申请进一步公开了前述滤膜的制备工艺。本申请中的滤膜以亲水性良好的纤维素类原料作为成膜材料，且20nm胶体金的截留区域与出液面之间存在距离、40nm胶体金的截留区域厚度占比较大、滤膜内部的过渡区厚度较小，因而本申请的滤膜兼具高病毒截留率、高载量和高蛋白质收率。

Description

一种不对称纤维素除病毒滤膜及其制备工艺
技术领域
本申请涉及膜分离技术的领域，尤其是涉及一种不对称纤维素除病毒滤膜及其制备工艺。
背景技术
生物制剂一般是指以各类微生物（如细菌、噬菌体、立克次体等）、微生物代谢产物、寄生虫、人或动物的血液或组织等，以现代生物技术、化学方法制成，对于特定传染病和免疫性疾病等具有良好的诊断、预防、治疗效果。
生物制剂独特的靶向性、高效性和低副作用等特性使得其在几十年里高速发展，而随着生物制剂的快速发展，提高生物制剂中活性物质（蛋白质）的浓度是目前公认的发展方向之一。高浓度生物制剂一般通过皮下注射给药，相较于静脉注射给药，皮下注射给药的方式治疗时间短、患者痛苦少；此外，高浓度生物制剂的灌装体积量大大降低，能显著节约生产、运输成本。
在生物制剂的生产过程中，不论是原料还是各生产工序都可能引入病毒，而不论是最新颁布的《中国药典》还是ICH颁布的Q5A《生物制品的病毒安全性评价》中，都对生物制剂的病毒安全性提出了明确的要求，病毒安全性的评估、测试报告将直接影响药物申报、审批结果。因此，各生物医药企业在生产各类生物制剂时，必须引入病毒清除和/或病毒灭活步骤，以确保生物制剂无病毒安全性问题。
膜分离技术由于分离效率高、能耗低、占地小，特别是其在清除病毒时不易引起蛋白质活性物质的变性等特性，而被广泛应用于各类生物制剂的生产中，以广泛的滤除生物制剂中各尺寸的病毒，提高生物制剂的病毒安全性，而膜分离技术最核心的部分就是滤膜。
如申请公开号为CN113842792A的中国发明专利申请文件中，公开了一种除病毒用不对称的PES滤膜，该PES滤膜包含主体，主体包括预过滤层和用于截留病毒的分离层，预过滤层的另一侧和分离层的另一侧以连续纤维过渡。该PES滤膜具有良好的病毒截留效果（LRV＞4），但是PES材质本身较差的亲水性（即使经过亲水改性，亲水性也较差）决定了其对于蛋白质具有较高的吸附作用，一旦生物制剂中的蛋白质浓度较高，被滤膜吸附的蛋白质极易导致滤膜堵塞、通量快速衰减，还会导致生物制剂浓度的下降，影响生物制剂的质量。
如赛多利斯公司申请的美国专利US20200238221A1公开了一种多孔单层聚合物膜，该聚合物膜的至少一个主要表面具有至少40%的表面孔隙率,并且聚合物膜的总孔隙率为至少40%表面孔隙率的0.8倍至1.4倍；且该聚合物膜具有1.5至10的不对称因子。该滤膜主要用于过滤病毒、蛋白质或大分子，且其只能截留上百纳米的大颗粒物质，虽然该滤膜由于具有较大的孔径而不易对粒径较小的蛋白质产生截留，也不易被病毒等堵塞，因此通量衰减速度较慢。但是该滤膜较大的孔径决定了其对于如20nm粒径的小尺寸病毒并无滤除效果，因此，无法获得对于小尺寸病毒所需的截留效果。
如米利波尔公司申请的授权公告号为CN1759924B的中国专利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滤膜层，以及至少一层具有等价的第一面和第二面的第二滤膜层，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。
上述超滤膜的制备工艺主要为，在载体表面浇筑成层的两种溶液都具有下临界溶解温度（LCST）且超滤层的LCST较高，或者超滤层不具有LCST或不具有可测量的LCST，而微孔层溶液具有LCST；通过将浇筑的多层液体薄片加热至预定的温度，该温度高于微孔层的LCST且低于超滤层的LCST，然后浸入沉淀浴，以形成湿的多层超滤膜；或，用不同聚合物溶液供应每个配料出口，及将所述溶液涂覆于所述移动的载体表面上，从而在所述载体上形成多层涂覆层，及对所述多层进行分配，且在涂覆各连续的层之前，前一层仅发生部分相分离，及对所述多层进行相分离处理以完成相分离并形成湿的多层超滤膜。也就是说，其分相机理是，聚合物溶液在低温情况下是均相液体，随着温度的升高，达到微孔层的LCST，促使微孔层中物料不再互溶，形成分相固化；而超滤层则通过后续的沉淀浴进行分相固化。也就是说，超滤层和微孔层的分相机理并不相同，并且微孔层在载体的作用下将快速达到LCST温度以上从而分相固化，而超滤层则在微孔层完全分相固化后，在沉淀浴的作用下分相固化。
这就意味着，上述超滤膜的制备工艺为了“高温致微孔层相分离”、“沉淀浴致超滤层相分离”，必须先将微孔层的溶液浇筑到载体上，再将超滤层的溶液浇筑到微孔层的溶液上。否则超滤层的溶液将无法直接接触沉淀浴，且载体必须先加热超滤层的溶液才能进一步加热微孔层的溶液，这将导致多层超滤膜无法成型，该制备工艺限制较多，且在制备过程中，超滤膜层长时间保持液膜状态，很可能导致超滤膜层均匀性的下降，进而导致超滤膜层分相固化后孔结构均匀性下降，这也是该制备工艺的缺陷之一。
另外，虽然该专利中提到了，相较于双层PVDF滤膜（在预制的固态PVDF膜上进一步浇筑液态PVDF铸膜液，分相固化后即得双层PVDF滤膜），该专利中的滤膜在交界处不易产生集中截留；然而，虽然该专利中两层铸膜液均为液态，但是分相存在明确的先后阶段，且两层铸膜液的分相机理也不同，因此，分相固化后两层结构的纤维结构、孔结构存在较大差异，这一点从滤膜截面SEM图上存在较为明显的分界线也能够看出；较大纤维、孔结构差异的两层膜虽然一定程度上缓解了双层PVDF膜存在的集中截留问题，但是膜内部不同层之间分界线的存在使得层与层的交界处仍然存在较大程度的集中截留现象，这也是该专利中的滤膜仍然存在的问题之一。
此外，该专利中各实施例的成膜物质均为聚醚砜（PES），PES材料的特性使得其即使进行亲水改性，亲水性仍然较差；亲水性较差的成膜材料结合超滤膜层孔径较小的孔结构，很可能导致蛋白质收率的降低，而在生物医疗领域，蛋白质高昂的价格使得低蛋白收率是较难接受的。
对于各类以蛋白质、多肽及其衍生物为主要活性物质的生物制剂而言，具有较高的病毒截留效果的滤膜往往通量衰减速度较快、蛋白质收率较低，而通量衰减速度较慢、蛋白收率较高的滤膜往往无法获得所需的病毒截留效果，多种特性难以兼得，这是目前用于各类生物制剂病毒滤除工序的除病毒滤膜亟待解决而又难以解决的问题。
发明内容
本申请提供一种不对称纤维素除病毒滤膜及其制备工艺，本申请的滤膜以亲水性良好的纤维素类原料作为成膜材料，具有较高的蛋白质收率；截留20nm胶体金时，20nm胶体金的截留区域与出液面之间存在距离，因而病毒泄露风险较低；截留40nm胶体金时，40nm胶体金的截留区域厚度占比较大，纳污量较大，此外，滤膜内部的过渡区厚度较小，说明40nm及以上的杂质对于20nm胶体金的截留区域影响较小，不易发生堵塞，因而具有较高的载量；即本申请的滤膜能够兼具高蛋白质收率、高病毒截留率和高载量。此外，本申请中的滤膜制备工艺采用双层浇筑的工艺，通过调节两层铸膜液各自的固含量、溶剂体系的表面张力，能够相对简单的对滤膜的膜结构进行调节；且相较于铜氨纤维的制备工艺，本申请中滤膜的制备工艺更为绿色，环境污染较少。
第一方面，本申请提供一种不对称纤维素除病毒滤膜，采用如下的技术方案：
一种不对称纤维素除病毒滤膜，包括多孔主体，所述多孔主体内具有非定向曲折通路，所述多孔主体的一侧表面为进液面，所述多孔主体的另一侧表面为出液面，所述进液面的SEM测量平均孔径大于所述出液面的SEM测量平均孔径；
在湿润状态下以所述滤膜截留胶体金，捕捉粒径为xnm胶体金的区域为Dx，在厚度方向上，以所述多孔主体的进液面作为膜厚度为0%的位置，以所述多孔主体的出液面作为膜厚度为100%的位置；
所述D20区域位于所述多孔主体膜厚位置20~99%的区域内，所述D20区域的厚度与所述多孔主体的厚度之比为15~40%；
所述D40区域位于所述多孔主体膜厚位置0~80%的区域内，所述D40区域的厚度与所述多孔主体的厚度之比为30~70%；
所述D40区域相较于所述D20区域更靠近进液面，所述D40区域靠近出液面一侧与所述D20区域靠近进液面一侧之间的区域为过渡区，所述过渡区的厚度不大于20μm。
通过采用上述技术方案，本申请提供的滤膜以纤维素类材料作为成膜原料，因而具有良好的亲水效果，对于蛋白质的吸附较低，以提高蛋白质收率。
在本申请所提供的滤膜的主体结构中，能够清楚的看到滤膜的两个表面具有不同的孔结构，其中一个表面的孔结构具有明显更大的尺寸和更大量的孔结构，该面即为滤膜的进液面；另一个表面的孔结构具有明显更小的尺寸和更少的孔结构，该面即为滤膜的出液面。多孔主体内相互连通的非定向曲折通路配合滤膜靠近进液面一侧较大的孔结构，能够对料液中粒径较大的颗粒杂质进行截留；多孔主体内相互连通的非定向曲折通路配合滤膜靠近出液面一侧较小的孔结构，能够对料液中的病毒进行截留；通过将不同粒径的颗粒截留在滤膜厚度方向上的不同区域，能够降低滤膜局部堵塞的可能，以获得更高的载量。
以滤膜进行胶体金截留实验后，胶体金在滤膜的分布结果测定可以根据中国专利CN105980038B-去除病毒的膜中的测试方法进行测试：由过滤胶体金溶液之后的除病毒的滤膜切出切片，对于切片的截面中被胶体金染色的部分的多个位点的亮度分布，用光学显微镜进行测定；胶体金由于吸收光，因此亮度的位移取决于胶体金的捕捉量。需要说明的是，根据需要可以由亮度分布去除本底噪声。然后制成横轴具有膜厚、纵轴具有亮度的位移的图；从而得到一定粒径的胶体在膜厚度方向上被截留的区域。需要注意的是，在通过光学显微镜的测量中，由常数(255)减去所测得的亮度分布得到的亮度的位移，其光谱该区域位置的绝对值为光谱绝对值的最大值的10％以下时，从该去除病毒的膜的病毒去除能力的观点考虑，该区域中的胶体金的捕捉也可以看作误差的范围内。
也可以这样理解，在沿膜厚度方向的一些区域位置上，虽然也存在一定量的胶体金，但其很低，因此该区域不被认为是截留胶体金的区域，该区域仅仅是残留着一些胶体金；因此在除病毒的膜中，优选由在膜厚方向上连续地形成捕捉直径20nm的胶体金的部位，即为真正截留相应粒径胶体金的区域。
可以理解的是，除了光学显微镜外，本领域技术人员也能够通过已知的方式对胶体金的截留区域、截留量进行表征。例如，以能谱仪（EDS）对截留有胶体金的滤膜的截面进行金元素的分析，同样能够得到金元素在滤膜厚度方向上的分布曲线，得到类似的谱图。
一般认为，为了确保滤膜对于小尺寸病毒具有良好的截留效果，需要滤膜能够将约20nm的病毒滤除（如20nm左右的鼠细小病毒或按照PDA TR41中的相关规定，小尺寸病毒的模式病毒PP7噬菌体），而粒径为20nm的胶体金由于具有与小尺寸病毒基本相同的粒径，因此，20nm胶体金在滤膜中被截留的位置及截留情况能够基本表征滤膜对于小尺寸病毒的截留情况。并且相较于难以表征的病毒，胶体金因为具有不透光的特性而容易被表征。
为了确保滤膜对于较大尺寸的杂质颗粒具有良好的截留效果，需要滤膜能够将约40nm的杂质滤除（更大尺寸的杂质基本在之前的步骤中被滤除），同样的，40nm胶体金在滤膜中的截留行为也能够基本表征滤膜对于大颗粒杂质的截留情况。
其中，D20区域位于多孔主体靠近出液面的一侧并且并未到达出液面，并且D20区域的厚度占多孔主体厚度的15~40%，这说明D20区域具有一定的厚度，也说明20nm胶体金在膜厚度方向上的分布范围较宽（厚度占比大于15%），并未集中截留于小范围的区域内，也就不易因为小范围的集中截留而导致滤膜堵塞、通量下降。当然，D20区域的厚度占比也不宜过大（如大于40%），这是由于，D20区域的厚度占比过大，说明滤膜对于20nm胶体金的截留效果较差，导致20nm胶体金能够不断向滤膜的出液面方向渗透，从而使20nm胶体金在滤膜厚度方向上形成大范围的分布，D20区域的厚度占比较高。然而，由于滤膜的孔结构的孔径分布形成类似正态分布，其中，孔径较小的孔结构一般更快堵塞，此时，料液更易于通过未堵塞的、孔径较大的孔结构渗透，而孔径较大的孔结构发生病毒泄露的风险大大提高、LRV下降。即，D20区域的厚度占比过小，容易因为滤膜的小范围集中截留而导致通量的快速衰减；而D20区域的厚度占比过大，容易因为滤膜孔径较大的孔结构导致病毒泄露风险提高、LRV下降。
此外，D20区域在滤膜厚度方向上的分布不宜过于靠近进液面和出液面（即截留位置不宜小于20%，不宜大于99%），若D20区域过于靠近进液面，虽然往往意味着滤膜具有较高的LRV，但是也同时说明了滤膜的小孔径孔结构过于靠近进液面，而小孔径的孔结构对于料液的阻力较大，往往导致滤膜通量较低；若D20区域过于靠近出液面，并且D20区域的厚度占比较大，虽然滤膜往往具有较大的通量，但是往往意味着滤膜病毒泄露风险的大大提高。
同样的，D40区域的厚度占比也不宜过高、过低，若D40区域的厚度占比过高，往往意味着滤膜对于40nm的大颗粒杂质截留效果较差，而若40nm的大颗粒杂质泄露至小孔径区域，将导致小孔径区域的快速堵塞，导致通量的快速衰减和病毒泄露风险的提高；若D40区域的厚度占比过低，说明40nm的大颗粒杂质在小范围内被集中截留，导致滤膜的局部堵塞，同样会导致滤膜通量的快速衰减，且40nm的大颗粒杂质泄露至小孔径区域的风险也进一步提升。
此外，滤膜中还存在连接大孔径孔结构和小孔径孔结构的过渡区，其位于D20区域和D40区域之间或位于D20区域和D40区域的重合区域，该区域的厚度不宜大于20μm。这是由于，若过渡区为D20区域和D40区域的重合区域，且D20区域和D40区域的重合区域较大，这意味着滤膜中存在部分区域，该区域不但截留40nm胶体金，还截留20nm胶体金，在该区域内，40nm胶体金和20nm胶体金分别将不同孔径的孔结构堵塞，将很可能导致滤膜的局部堵塞，导致通量的快速下降；若过渡区位于D20区域和D40区域之间，且D20区域和D40区域距离较大，说明滤膜中存在部分区域，不但未起到截留40nm胶体金的作用，也未起到截留20nm胶体金的作用，该区域虽然能够大大降低40nm胶体金对于小孔径孔结构的影响，但是过大厚度的过渡区往往形成对于料液较大的阻力，导致滤膜的通量较低。
通过D20区域孔径相对较小的孔结构结合D20区域的一定厚度，孔与孔在厚度方向上不断层叠，所具有的截留效果将小于实际的孔结构的尺寸，例如，上层的孔结构的投影面上可能是下层孔的纤维结构，该纤维结构将上层孔结构分隔，从而提高孔结构对于更小尺寸颗粒物质的截留效果；通过该种孔结构在膜厚度方向上的层叠，能够确保孔结构对于尺寸更小的颗粒具有良好的截留效果。
此外，由于D20区域并未达到出液面，说明D20区域与出液面之间还存在一部分区域，该区域对于自D20区域泄露的病毒具有良好的截留效果，这大大降低了病毒泄露的风险，使滤膜具有较高的LRV；结合滤膜采用亲水性较好的纤维素类原料，使滤膜在具有较高LRV的同时，具有较高的蛋白质收率，本申请中的滤膜的蛋白质收率基本能够稳定的保持在98%以上。需要说明的是，D20区域位于20~99%内，并不意味D20区域必须达到99%，也可能仅达到80%的区域，甚至50%的区域。
而通过D40区域孔径相对较大的孔结构结合D40区域较大的厚度，不但能够形成对40nm胶体金的高效截留，还能够提供足够大的纳污空间，确保滤膜在长时间过滤后仍有空间容纳大颗粒杂质，降低大颗粒杂质对于D20区域的影响。
因此，通过对D20区域的分布位置、分布厚度的限定，可以确保滤膜具有较高的LRV和蛋白质收率；而通过对D40区域的分布位置、分布厚度的限定，能够确保滤膜具有较高的纳污量，也能够确保大颗粒杂质不易影响滤膜的小孔径孔结构，使滤膜具有较大的通量和载量；通过对过渡区的位置和厚度的限定，可以确保滤膜具有较大的载量和通量；从而使滤膜不但具有高LRV，还具有高载量和高蛋白质收率。
可以理解的是，所谓非定向曲折通路是指，无规取向的沟槽结构和/或离散分布的孔洞结构，且各非定向曲折通路相互连通，过滤时料液在曲折的孔洞结构内流动，通过筛分、吸附等方式将料液中的杂质截留。
需要注意的是，本申请中的滤膜虽然为多层结构，但是并非是通过将多层膜复合得到的，且本申请中的滤膜并不存在明显的分界线，因而并不易发生层与层的分离现象。此外，本申请中进行胶体金截留测试、病毒挑战测试时，压力均为30psi，由于不同测试压力下，滤膜对于不同粒径颗粒的截留区域可能会发生变化，病毒的泄露风险也不同，因此，需要对测试压力进行限定。
此外，滤膜的各类表面形貌参数（如纤维直径、孔径等）的测量方式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，并进行相应计算；在膜的制备过程中，在垂直于膜厚度方向上（如果膜是平板膜形态，则该方向是平面方向；如果膜是中空纤维膜形态，则该方向是垂直于半径方向），其各项特征如孔径分布是大致均匀的，基本保持一致；所以可以通过测定相应平面上部分区域的平均孔径大小，来反映该平面上整体的平均孔径大小。在实际进行测量时，可以先用电子显微镜对膜表面（或截面）进行表征，获得相应的SEM图，并选取一定的面积，例如1μm2（1μm乘以1μm）或者25μm2（5μm乘以5μm），具体面积大小视实际情况而定，再用相应计算机软件或者手工测出该面积上所有孔洞的孔径，然后进行计算，获得该区域的平均孔径；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。
可选的，所述D20区域位于所述多孔主体膜厚位置40~99%的区域内，所述D40区域位于所述多孔主体膜厚位置0~60%的区域内。
通过采用上述技术方案，进一步限定D20区域在多孔主体中的位置和D40区域在多孔主体中的位置，能够进一步降低因为小孔径孔结构过于靠近进液面导致的通量过低的问题，也能够降低40nm胶体金过于靠近出液面影响滤膜中小孔径孔结构的可能，从而进一步确保滤膜不但具有较高的通量，还具有较高的载量。
可选的，所述D20区域中，20nm胶体金的捕捉峰值部位与所述出液面的距离为L1，所述L1与所述多孔主体的厚度之比为10~50%；所述D40区域中，40nm胶体金的捕捉峰值部位与所述进液面的距离为L2，所述L2与所述多孔主体的厚度之比为1~40%。
通过采用上述技术方案，所谓胶体金的捕捉峰值部位是指，在膜厚度方向上，对应粒径的胶体金的截留数量最多，通过观察光谱等，可以观察到该部位的亮度偏移量最大（若通过EDS能够看到谱图上金元素的含量最多），胶体金的截留数量自该峰值部位向两侧逐渐减少。D20区域的捕捉峰值部位与出液面的距离L1能够表征20nm胶体金的泄露风险；而D40区域的捕捉峰值部位与进液面的距离L2能够表征滤膜对于大颗粒物质的纳污量，两者都应当控制在合理的范围内，并且，两者的范围并不相同。
其中，若L1的厚度占比过小（如厚度占比不到10%），说明20nm胶体金的捕捉峰值部位距离出液面的距离过近，这说明能够对20nm胶体金起到良好截留作用的小孔径孔结构距离出液面较近，虽然这样的膜结构往往具有较高的通量；但是，正如前述，滤膜孔结构的孔径分布为类似正态分布，小孔径孔结构区域中同样存在孔径稍大的孔结构，小孔径孔结构过于靠近出液面，将使得20nm胶体金通过孔径稍大的孔结构泄露的风险大大提高。若L1的厚度占比过小（如厚度占比超过50%），说明20nm胶体金的捕捉峰值部位距离出液面的距离过大，这说明滤膜对于20nm胶体金过早开始截留，虽然能够降低20nm的泄露风险，但是往往需要以通量的大幅下降作为代价，使滤膜的实际应用价值大大降低。
同样的 ，若L2的厚度占比过小（如厚度占比小于1%），说明40nm胶体金在进液面处就产生了大量的截留（而不是相对均匀、分散的分布），这将很可能将滤膜进液面附近的孔结构堵塞，导致滤膜通量的快速衰减。若L2的厚度占比过大（如厚度占比大于40%），说明滤膜靠近进液面附近的膜结构对于40nm胶体金的截留能力较弱，孔结构的孔径过大，而孔径较大的孔结构往往意味着较低的机械性能（如耐压性能较差）；此外，L2的厚度占比过大也往往意味着40nm泄露的风险提高，一旦将滤膜的小孔径孔结构堵塞，将导致通量的快速衰减和病毒泄露风险的提高。
可选的，20nm胶体金的捕捉峰值部位与40nm胶体金的捕捉峰值部位之间的距离为L3，L3与所述多孔主体的厚度之比不小于20%。
通过采用上述技术方案，20nm胶体金的捕捉峰值部位与40nm胶体金的捕捉峰值部位之间的距离L3，能够表征滤膜的膜厚度方向上20nm胶体金和40nm胶体金的集中截留区域的距离，也一定程度上表征了40nm胶体金对D20区域产生影响从而导致滤膜局部堵塞的可能性。本申请的发明人们发现，当L3的厚度占比大于20%时，40nm胶体金影响D20区域，导致小孔径孔结构局部堵塞的可能性大大降低，滤膜的通量衰减速度较慢。
可选的，所述D20区域中，20nm胶体金捕捉量不低于峰值捕捉量0.8倍的区域为集中捕捉区域，所述集中捕捉区域的厚度与所述D20区域的厚度之比为10~45%。
通过采用上述技术方案，在D20区域中峰值捕捉量0.8倍以上的区域认为是集中捕捉区域，在集中捕捉区域内，20nm胶体金被大量截留。若集中捕捉区域的厚度与D20区域的厚度之比过小（如小于10%），说明大量20nm胶体金在小范围内被大量、集中的截留，D20区域的孔结构孔径本就较小，因此，小范围的集中截留很可能导致滤膜局部的堵塞，导致通量的快速衰减。若集中捕捉区域的厚度与D20区域的厚度之比过大（如大于50%），说明集中捕捉区域形成了类似平台状的吸收曲线，也说明20nm胶体金能够较为顺畅的穿过D20区域中小孔径的孔结构，这大大提高了20nm胶体金的泄露风险。
可选的，所述D40区域中，40nm胶体金捕捉量不低于峰值捕捉量0.8倍的区域为集中纳污区域，所述集中纳污区域的厚度与所述D40区域的厚度之比为60~90%。
通过采用上述技术方案，在D40区域中峰值捕捉量0.8倍以上的区域认为是集中纳污区域，在集中纳污区域内，40nm胶体金被大量截留。若集中纳污区域的厚度与D40区域的厚度之比过小（如小于60%），说明大量40nm胶体金在小范围内被大量、集中的截留，由于40nm胶体金的体积远大于20nm胶体金的体积，因此，40nm胶体金的集中截留很可能导致滤膜局部的堵塞，导致通量的快速衰减。若集中纳污区域的厚度与D40区域的厚度之比过大（如大于90%），说明40nm胶体金在D40区域形成了十分广泛的分布，这大大提高了40nm胶体金堵塞滤膜小孔径孔结构的风险。
需要注意的是，作为除病毒滤膜，病毒泄露风险是必须严格控制的，因此，D20区域中的集中捕捉区域并不宜过大，以尽量控制病毒泄露风险。而D40区域主要起到预过滤、纳污的作用，大颗粒杂质相对均匀、分散的分布有利于提高滤膜的纳污量，大大降低滤膜被大颗粒杂质堵塞导致通量快速衰减的可能性，而即使有少量大颗粒杂质泄露，仍有过渡区和D20区域将其截留；对于D40区域而言，集中纳污区域并不宜过小，以尽量提高滤膜的纳污量，降低滤膜的通量衰减速度。因此，对于本申请的滤膜而言，集中捕捉区域的厚度不宜过大，而集中纳污区域的厚度不宜过小，从而使滤膜同时具有高LRV和高载量。
可选的，所述D40区域靠近出液面一侧与所述D20区域靠近进液面一侧存在重合区域；或，
所述D40区域靠近出液面一侧与所述D20区域靠近进液面一侧相互不重合，存在不重合区域；
所述重合区域或所述不重合区域为所述过渡区，所述过渡区靠近进液面一侧视为0，所述过渡区靠近出液面一侧视为1，所述过渡区0~0.5的区域为上过渡区，所述过渡区0.5~1的区域为下过渡区，所述上过渡区的SEM测量平均孔径大于所述下过渡区的SEM测量平均孔径。
通过采用上述技术方案，不论过渡区是D40区域和D20区域的重合区域，或者过渡区是D40区域和D20区域之间的区域，若将过渡区按照厚度均分为上过渡区和下过渡区，上过渡区的SEM测量平均孔径大于下过渡区的SEM测量平均孔径。即过渡区的孔径从靠近进液面到靠近出液面方向SEM测量平均孔径逐渐减小，因此，过渡区同样具有一定的大颗粒物质截留效果，以进一步降低大颗粒杂质影响滤膜小孔径孔结构，导致滤膜局部堵塞的可能性。
可选的，所述过渡区的SEM测量平均孔径为100~300nm，所述过渡区的SEM测量平均孔径小于所述D40区域的SEM测量平均孔径且大于所述D20区域的SEM测量平均孔径。
通过采用上述技术方案，过渡区的SEM测量平均孔径不宜过大也不宜过小，若过渡区的SEM测量平均孔径过大，说明D40区域的SEM测量平均孔径更大，虽然通过孔结构的层叠同样能够对大颗粒杂质进行截留，但是大颗粒杂质的泄露风险较高，由于过渡区的SEM测量平均孔径同样较大，大颗粒杂质将很可能堵塞D20区域内的小孔径孔结构，导致滤膜通量的快速衰减。而若过渡区的SEM测量平均孔径过小，说明D20区域的SEM测量平均孔径更小，虽然能够提高滤膜的LRV，但是对于料液的阻力大大提高，导致滤膜通量的降低；此外，滤膜的纳污量也可能较低，容易被杂质堵塞。
可选的，所述过渡区0.3~0.5区域的SEM测量平均孔径与所述过渡区0.5~0.7区域的SEM测量平均孔径之差为30~100nm。
通过采用上述技术方案，过渡区的孔结构尺寸沿厚度方向梯度变化，过渡区厚度的0.3~0.7区域是过渡区相对较为中间的区域，而该区域内滤膜的SEM测量平均孔径变化并不大，这说明过渡区的中间区域并无孔径的突变，自然不易因为孔径的突变导致杂质的集中截留，以降低过渡区发生堵塞导致滤膜通量快速衰减的可能性。
可选的，所述上过渡区的非对称系数与所述下过渡区的非对称系数之比为0.8~1.2，所述上过渡区的非对称系数为所述过渡区0~0.1区域的SEM测量平均孔径与所述过渡区0.4~0.5区域的SEM测量平均孔径之比；所述下过渡区的非对称系数为所述过渡区0.5~0.6区域的SEM测量平均孔径与所述过渡区0.9~1区域的SEM测量平均孔径之比。
通过采用上述技术方案，上过渡区和下过渡区的非对称系数相差不大，两者之比仅为0.8~1.2；这说明上过渡区和下过渡区的孔径变化速度相差较小，结合过渡区的中间区域不存在孔径的突变区域，孔径的变化以较为缓和的方式变化，说明上过渡区和下过渡区均不存在孔径的突变区域，从而降低过渡区堵塞的可能，确保滤膜具有较高的载量。
可选的，所述上过渡区的非对称系数为1.1~1.6，所述下过渡区的非对称系数为1.1~1.6。
通过采用上述技术方案，上过渡区和下过渡区的非对称系数均较小，结合过渡区的总厚度不超过20μm并且过渡区的中间区域孔径变化不超过100nm，说明上过渡区和下过渡区均不存在孔径的突变，以降低过渡区堵塞的可能。
可选的，所述上过渡区的SEM测量纤维直径与所述下过渡区的SEM测量纤维直径之比为0.8~1.2，所述上过渡区的SEM测量纤维直径为20~50nm，所述下过渡区的SEM测量纤维直径为20~45nm。
通过采用上述技术方案，上过渡区的SEM测量平均孔径相较于下过渡区的SEM测量平均孔径更大，若纤维结构的SEM测量纤维直径小于20nm，将很可能导致上过渡区的孔结构无法获得良好的支撑；若纤维结构的SEM测量纤维直径大于50nm，虽然孔结构能够受到良好的支撑，但是作为实体部分的纤维结构对于料液产生的阻力过大，容易导致通量的降低。相类似的，对于下过渡区的孔结构而言，纤维结构的SEM测量纤维直径需要控制在20~45nm。
可选的，所述过渡区0.3~0.5区域的SEM测量纤维直径与所述过渡区0.5~0.7区域的SEM测量纤维直径之差不大于10nm。
通过采用上述技术方案，本申请中滤膜过渡区中间部分的SEM测量纤维直径差异较小，过渡区0.3~0.5区域的SEM测量纤维直径与过渡区0.5~0.7区域的SEM测量纤维直径之差不大于10nm。这意味着过渡区不但孔结构的孔径以相对较为缓和的方式过渡，过渡区的纤维结构的直径也以相对较为缓和的方式过渡，体现在滤膜的SEM图上就是截面并无明显的分界线或分层现象。
在观察滤膜截面的SEM图时，其表面形貌是影响SEM图观感的主要因素，如孔结构和纤维结构，若上过渡区和下过渡区的孔结构的孔径、纤维结构的直径等相差较大，将会在SEM图中展现出明显的分界线。本申请中的滤膜虽然上过渡区和下过渡区存在孔径的小幅差异，但是纤维结构相差无几，这意味着，在进行过滤时，料液在该处不会因为突变的实体部分（即纤维结构）而受到异常变化的阻力，料液的流动顺畅，不易在过渡区发生集中截留，这对于提高滤膜的载量具有较大的帮助。
可选的，所述D40区域的SEM测量平均孔径沿进液面到出液面逐渐减小；所述D20区域的SEM测量平均孔径沿进液面到出液面基本不变。
通过采用上述技术方案，可以理解的是，所谓SEM测量平均孔径基本不变是指，D20区域靠近进液面和D20区域靠近出液面的孔结构SEM测量平均孔径变化梯度不大于5nm/μm，变化梯度不明显，并非是指D20区域的SEM测量平均孔径沿膜厚度方向必须严格不变。
其中，D40区域具有梯度变化的孔结构意味着D40区域靠近进液面侧具有较大孔径的孔结构，而料液更易于通过大孔径的孔结构进入到滤膜内部，以降低料液所受阻力，同时，大孔径的孔结构还确保D40区域具有较大的纳污量；D40区域靠近出液面具有相对较小孔径的孔结构，以确保对于大颗粒杂质的截留效果；因此，梯度变化的D40区域不但具有对大颗粒杂质较好的截留效果，还具有较大的纳污量，不易被快速堵塞。
其中，D20区域具有孔径基本不变的孔结构，能够显著降低具有小孔径孔结构的D20区域对于滤膜通量的影响。这是由于，若D20区域的孔结构孔径以较大的梯度变化，虽然随着孔径的降低对于20nm胶体金的截留效果更高，但是20nm胶体金的集中截留可能性也随之提高，D20区域的纳污量更低、发生局部堵塞的可能性也提高；除此之外，为了降低20nm胶体金的泄露风险，20nm胶体金的截留区域并不能达到滤膜的出液面，若孔结构的孔径变化梯度较大，滤膜靠近出液面处的孔结构往往具有较小的孔径，这部分区域将对料液形成极大的阻力，导致滤膜通量的较大幅降低。而具有孔径基本不变的孔结构的D20区域由于不具有明显的小孔径孔结构，料液在D20区域中所受阻力并未在局部区域骤增，滤膜具有更大的通量。
此外，一般认为，孔径基本不变的孔结构往往具有更大的病毒泄露风险，然而，本申请的发明人们发现，D20区域具有孔径基本不变的孔结构，结合D20区域的厚度占比为15~40%、D20区域的位置并未达到出液面，同样能够确保滤膜具有较高的LRV、较低的泄露风险。
可选的，所述进液面的SEM测量平均孔径为350~2000nm；所述出液面的SEM测量平均孔径为30~45nm。
通过采用上述技术方案，滤膜进液面的SEM测量平均孔径不宜过大（如超过2000nm），以免导致滤膜进液面附近的多孔主体因为耐压强度不足而在受压时发生结构的坍缩，从而导致滤膜甚至丧失通量和病毒分离能力；滤膜进液面的SEM测量平均孔径不宜过小（如小于350nm），以免料液受到较大的阻力，并且D40区域的纳污量不足，导致通量和载量的下降。
滤膜出液面的SEM测量平均孔径同样不宜过大（如超过45nm），这是由于，本申请中滤膜的D20区域具有孔径基本不变的孔结构，虽然结合D20区域的厚度仍然能够形成对20nm胶体金的良好截留，但是随着过滤时间的延长，20nm胶体金的泄露风险大大提高，滤膜靠近出液面附近的多孔主体为滤膜的最后屏障，出液面较小的SEM测量平均孔径能够确保对于D20区域泄露的少量20nm胶体金的高效截留；滤膜出液面的SEM测量平均孔径也不宜过小（如小于30nm），这是由于，出液面过小孔径的孔结构对于料液的阻力过大，导致滤膜通量的大幅下降。
需要注意的是，目前国内外较为公认的是，若除病毒滤膜对于病毒的截留效果能够达到LRV＞6，即认为除病毒滤膜已经将病毒基本全部滤除。在此基础上，进一步提高滤膜的截留效果（如通过进一步降低滤膜出液面的SEM测量平均孔径），虽然理论上的确能够进一步提高滤膜的病毒截留效果，但是往往需要以通量的大幅下降作为代价。且滤膜的病毒截留效果提升存在边际递减效应，这意味着，若滤膜的病毒截留效果已经较好，滤膜病毒截留效果的进一步小幅提升， 很可能需要以通量的较大幅下降作为代价。而当滤膜出液面的SEM测量平均孔径为30~45nm内时，不但能够显著降低滤膜的病毒泄露风险，且滤膜的通量下降较少。此时可根据实际需求适当调节出液面的SEM测量平均孔径，以获得更高的病毒截留效果或更高的通量。
可选的，所述D20区域与所述出液面之间的区域为防渗漏区；和/或，所述D40区域与所述进液面之间的区域为缓冲区。
通过采用上述技术方案，由于D20区域的位置并未达到出液面，因此，D20区域与出液面之间存在虽然并未截留20nm胶体金，但是具有20nm胶体金截留能力的区域，该区域即为防渗漏区，防渗漏区能够截留D20区域泄露的少量20nm胶体金，大大降低长时间过滤后的泄露风险。与之相对应的，是D40区域与进液面之间可能存在对于40nm胶体金截留能力较差的区域，虽然该区域对于40nm胶体金的截留效果较差，但是该区域能够更好的引导料液进入滤膜内部，降低料液在进液面附近所受阻力。
需要注意的是，当滤膜进液面的孔径较小时，40nm胶体金也可能从进液面附近开始截留，因此，D40区域也可能包括进液面，因此，缓冲区并不必然存在，缓冲区的厚度也可能为0。
可选的，所述防渗漏区的厚度与多孔主体的厚度之比为5~30%； 和/或，所述缓冲区的厚度与所述多孔主体的厚度之比为1~10%。
通过采用上述技术方案，防渗漏区的厚度占比应当控制在合适的范围内，若防渗漏区的厚度占比过大（如大于30%），虽然滤膜的病毒风险进一步降低，但是滤膜的通量往往较低，导致过滤效率低下；若防渗漏区的厚度占比过小（如小于5%），防泄漏区对于20nm胶体金的截留效果不足，从D20区域泄露的少量20nm胶体金通过防泄漏区的可能性大大提高，最终导致病毒泄露风险的大幅提高。
同样的，缓冲区的厚度占比也应当控制在合适的范围内，缓冲区的主要作用是引导料液进入到滤膜内部以及容纳更大粒径的颗粒杂质（前置大颗粒过滤程序过滤后的料液仍然可能会存在少量粒径大于40nm的颗粒杂质），若缓冲区的厚度占比过高（如大于10%），意味着对于40nm胶体金截留效果较差的区域的占比较高，一般认为，该区域的孔结构往往具有较大的孔径，能够更好的引导料液进入到滤膜内部，并且具有对于更大粒径的颗粒杂质的纳污量；然而，由于除病毒滤膜一般的过滤方式为死端过滤，过滤过程中，外加压力是主要的过滤驱动力，因此，滤膜受到料液较大的压力，而缓冲区的孔结构孔径较大，结合纤维素材料本就较软的质地，很容易在受到料液压力时发生孔结构的坍缩，而一旦缓冲区的孔结构坍缩，不论是对于料液的引导能力，还是纳污能力，都将大幅下降，因此，缓冲区的厚度占比不宜过大。缓冲区的厚度占比也不宜过小，以免料液在进液面附近受到过大的阻力、更大粒径的颗粒杂质堵塞进液面附近的孔结构。
需要注意的是，虽然防渗漏区厚度占比的进一步提升的确能够进一步降低病毒的泄露风险、提高滤膜的LRV，但是随着防渗漏区厚度占比的提高，滤膜LRV的提高存在边际递减效应，即进一步提高防渗漏区的厚度占比，滤膜LRV的提高速度放缓；但是随着防泄漏区厚度占比的进一步提高，滤膜的通量将产生大幅下降。
可选的，所述D40区域的SEM测量平均孔径为150~500nm，所述D20区域的SEM测量平均孔径为60~200nm。
通过采用上述技术方案，D40区域主要起到截留料液中大颗粒物质（如粒径与40nm胶体金近似的颗粒杂质）的作用，因此，D40区域需要有较大的纳污量和对于大颗粒物质的良好截留作用。若D40区域的SEM测量平均孔径过大（如大于500nm），虽然D40区域具有更大的纳污量，但是对于大颗粒物质的截留作用不足；若D40区域的SEM测量平均孔径过小（如小于150nm），虽然D40区域具有对于大颗粒杂质的良好截留效果，但是过小的孔径意味着D40区域的纳污量不足，很容易被大颗粒杂质堵塞从而导致通量的快速衰减。
D20区域主要起到截留小颗粒物质（如粒径与20nm胶体金近似的小尺寸病毒）的作用，考虑到除病毒膜必须确保低病毒泄露风险，因此，D20区域必须具有对小尺寸病毒的良好截留效果，在此基础上，要确保D20区域对于小尺寸病毒具有一定的纳污量，不易被小尺寸病毒快速堵塞。若D20区域的SEM测量平均孔径过大（如大于200nm），由于本申请中的D20区域孔径基本不变，主要通过孔结构在厚度方向上的层叠形成对小尺寸病毒的截留，因此，D20区域的SEM测量平均孔径过大往往意味着病毒泄露风险的提高；若D20区域的SEM测量平均孔径过小（如小于60nm），较小孔径的孔结构配合厚度方向上的层叠结构，能够对小尺寸病毒产生良好的截留效果，但是D20区域的纳污量可能过低，导致滤膜被快速堵塞，通量衰减速度过快。
可选的，所述防渗漏区的SEM测量平均孔径为40~80nm，所述防渗漏区的SEM测量平均孔径变化梯度不大于2nm/μm。
通过采用上述技术方案，防渗漏区作为进一步降低病毒泄露风险的结构，必须具有对小尺寸病毒的良好截留效果，因此需要适当降低防渗漏区孔结构的孔径；但是随着防渗漏区的SEM测量平均孔径的降低，必然导致防渗漏区纳污量、通量的进一步下降，而将防渗漏区设置为基本对称结构（SEM测量平均孔径变化梯度不大于2nm/μm），能够在确保对小尺寸病毒截留效果的基础上，确保防渗漏区具有更高的纳污量、通量。
需要注意的是，纳污量的下降速度远大于孔径的下降速度，例如，若将孔结构看做虚拟的球形，当孔结构的孔径降低为一半时，孔结构的虚拟球形的体积将降低为八分之一，这意味着，孔结构能够容纳小尺寸病毒的孔径大幅下降，供料液通过的流道空间也大幅下降（即使仅考虑流道的截面积，也将降低为四分之一）；因此，孔结构孔径的小幅降低将导致孔结构纳污量、通量的大幅下降，而孔结构的小幅降低对于小尺寸病毒的截留效果的影响很可能并不大（即存在边际递减效应）。鉴于此，虽然适当降低防渗漏区的SEM测量平均孔径能够降低病毒泄露风险，但是渗漏区的SEM测量平均孔径并不宜过低。
可选的，所述防渗漏区的SEM测量平均孔径不大于所述D20区域的SEM测量平均孔径，且两者之差不大于130nm；所述防渗漏区的SEM测量平均孔径变化梯度与所述D20区域的SEM测量平均孔径变化梯度之差不大于1nm/μm。
通过采用上述技术方案，D20区域和防渗漏区为相邻的区域，两者的SEM测量平均孔径之差不大于130nm，并且两者的SEM测量平均孔径变化梯度之差不大于1nm/μm；由于D20区域和防渗漏区都具有基本对称的结构，结合两者的SEM测量平均孔径变化梯度基本相同（小于1nm/μm），说明D20区域和防渗漏区并不存在孔径的突变区域，因此，D20区域和防渗漏区都不易因为局部的集中截留导致堵塞，通量衰减较慢。
可选的，所述缓冲区的SEM测量平均孔径大于所述D40区域的SEM测量平均孔径，所述缓冲区的SEM测量平均孔径为300~1500nm，所述缓冲区的SEM测量平均孔径与所述D40区域的SEM测量平均孔径之差为200~1000nm。
通过采用上述技术方案，缓冲区的SEM测量平均孔径不宜过大也不宜过小，若缓冲区的SEM测量平均孔径过小（如小于300nm），不但会导致料液在进液面附近处受到的阻力过大，纳污量较小的缓冲区也容易被大颗粒杂质堵塞，导致通量衰减速度过快；若缓冲区的SEM测量平均孔径过大（如大于1500nm），由于本申请中滤膜的成膜材料为纤维素，纤维素质地较软的特性以及滤膜进液面附近直接承受料液的压力，都给缓冲区的耐压性能提出更大的要求，而随着缓冲区的SEM测量平均孔径的提高（孔结构的体积呈现指数级增长），缓冲区的耐压性能将产生大幅下降，在外部压力的作用下发生结构坍缩的风险较大。
此外，缓冲区的SEM测量平均孔径和D40区域的SEM测量平均孔径之差不大于1000nm，在制膜过程中，由于靠近进液面一侧的铸膜液与外界分相环境直接接触，因而往往具有变化相对较大的孔结构；缓冲区的SEM测量平均孔径和D40区域的SEM测量平均孔径之差不大于1000nm能够确保滤膜对于大颗粒杂质的良好截留效果和具有足够的纳污效果；两者之差不小于200nm，因此缓冲区和D40区域通过孔径的变化能够形成对大颗粒物质的良好截留，降低大颗粒物质的泄露风险。
可选的，所述滤膜的通量保留系数为T，所述T不小于0.4@（10g/L），所述T通过下式计算得到：
；
上式中，V为滤膜的载量，且通量衰减a%时的载量为Va；V25为通量衰减25%时滤膜的载量、即V50为通量衰减50%时滤膜的载量、V75为通量衰减75%时滤膜的载量。
通过采用上述技术方案，T不小于0.4@（10g/L）是指，在蛋白质浓度为10g/L的体系中，滤膜的通量保留系数T不小于0.4；需要注意的是，相较于目前常见的蛋白质浓度仅1g/L的体系，以蛋白质浓度10g/L的体系进行测试，对于滤膜的载量挑战更大，更容易造成滤膜的堵塞。
本申请的发明人们发现，在确保滤膜具有对小尺寸病毒具有良好截留效果（高LRV）的基础上，对于滤膜的通量衰减速度快慢，能够通过上式进行良好的表征。相较于以较为定性的方式确定滤膜的通量衰减速度，以定量的方式表征、判断滤膜的通量衰减速度，具有更高的参考价值。
需要注意的是，上述数据的测量体系为：蛋白质浓度10g/L、Buffer体系为50mM醋酸+100mM NaCl、pH5.0、Cond30.5μs/cm、密度1g/mL，该体系以0.22μm除菌膜进行预过滤；该体系中，蛋白质为IVIG。
可选的，所述滤膜的通量不低于60L/（h·m2）@30psi，所述滤膜的最大载量Vmax不低于300L/m2；所述滤膜对于PP7噬菌体的对数减少率LRV不低于5；所述滤膜进行工艺停留后的LRV不低于4。
通过采用上述技术方案，由于滤膜具有的特殊结构，能够确保滤膜不但具有较高的通量、还具有较高的载量和LRV；进一步的，由于滤膜特定具有的防渗漏区的结构，能够确保滤膜在进行工艺停留后仍能够达到LRV＞4。
所谓工艺停留是指，在进行病毒挑战测试时，当滤膜的通量下降至25%时或挑战液过滤至仅剩余底部少许时，撤去外加压力，并加入Buffer静置15min，随后再加压进行工艺停留后的病毒挑战测试，测试得到的滤液单独收集并进行病毒滴度测定，并计算工艺停留后的LRV。
需要注意的是，在进行常规的病毒挑战测试时，往往会在通量衰减至25%时结束过滤，此时，并不能测得滤膜的最大载量Vmax（通量衰减至99%以上），因此，滤膜的最大载量Vmax是通过将病毒挑战测试过程中的载量变化数据拟合曲线，并推算得到的。
第二方面，本申请提供前述滤膜的制备工艺，采用如下的技术方案：
一种滤膜的制备工艺，包括以下工艺步骤：
S1、流延，将第一铸膜液和第二铸膜液依次流延到载体上，形成双层液膜，所述第一铸膜液包括以下质量份的原料：第一成膜聚合物10~30份、第一溶剂体系30~150份；所述第二铸膜液包括以下质量份的原料：第二成膜聚合物10~20份、第二溶剂体系70~300份；所述第一铸膜液的固含量不小于17%，所述第二铸膜液的固含量不大于13%；所述第一溶剂体系的表面张力不大于30dyne/cm，和/或，所述第二溶剂体系的表面张力不大于30dyne/cm；
S2、分相固化，将双层液膜浸入凝固浴中使铸膜液分相固化，至双层液膜完全固化，凝固浴为水或乙醇，得到生膜；
S3、再生，将生膜浸入再生浴中进行再生，得到再生膜。
通过采用上述技术方案，本申请中滤膜采用双层浇筑工艺，即以固含量不同的第一铸膜液和第二铸膜液分别形成滤膜的小孔径孔结构和大孔径孔结构，由于本申请中的分相机理为非溶剂致相分离（NIPS），需要凝固浴浸入到铸膜液内部才能引起铸膜液的分相固化，因此，第一铸膜液和第二铸膜液的分相开始时间并不相同。此外，第一铸膜液和第二铸膜液大致相同的配方体系使得两者会发生相互传质，结合前述提到的，第一铸膜液和第二铸膜液的分相开始时间存在差异，这就使得，将两者依次浇筑到载体上后、第一铸膜液分相之前，第一铸膜液和第二铸膜液会发生相互传质形成混合铸膜液，并且混合铸膜液形成从第一铸膜液到第二铸膜液的固含量梯度。也正因为第一铸膜液、混合铸膜液、第二铸膜液虽然存在差异，但是体系大致相同、分相机理相同，因而最终制得的滤膜并不存在明显的分界线或分层结构。
第一铸膜液在分相固化后主要形成对于小尺寸病毒具有良好截留效果的小孔径区域，第一铸膜液更高的固含量使得其更易于形成小孔径结构；而第二铸膜液在分相固化后主要形成对于大颗粒物质具有良好截留效果的大孔径区域，第二铸膜液相对较低的固含量使得其更易于形成大孔径结构。此外，由于第二铸膜液侧更先接触到凝固浴，固含量较低的第二铸膜液往往具有更低的粘度，凝固浴的渗透阻力更小，凝固浴更易于渗透到铸膜液内部引发分相的进行。若第二铸膜液的固含量过高，不但可能会形成孔径过小的孔结构，从而导致无法获得纳污量足够大的大孔径区域，且凝固浴所受阻力过大，也可能会导致铸膜液的分相不均；若第一铸膜液的固含量过低，可能会形成孔径较大的孔结构，从而导致病毒泄露风险的提高。
需要注意的是，第一溶剂体系和第二溶剂体系的表面张力均不能过高（低于30dyne/cm），这是由于，本申请中所采用的分相机理决定了，凝固浴作为最主要的分相动力，凝固浴浸入、渗透到铸膜液内部的速度，对于铸膜液的分相速度影响较大。为了提高铸膜液各处的分相均匀性，需要降低凝固浴在铸膜液中的阻力，从而提高凝固浴在铸膜液中各处的分散均匀性，降低因为凝固浴分散不均导致的分相速度不均，而分相速度不均会导致孔结构的孔径分布均匀性下降，孔径的标准差变大，病毒从较大孔径的孔结构处的泄露风险大大提高。
另外，通过控制第一溶剂体系和第二溶剂体系的表面张力，能够确保凝固浴以较快的速度浸入、渗透到载体侧，从而使第一铸膜液的分相更均匀，以获得基本对称、均匀性较高的孔结构，由于高固含量的第一铸膜液形成的极小孔径孔结构占比较低、较大孔径孔结构占比也较低，因此，不但能够降低病毒泄露风险，还能够确保滤膜具有相对较大的通量。
可选的，所述步骤S2具体包括：
S21、预处理，将双层液膜浸入预处理浴中进行预处理，预处理时间为0.5~10s，预处理浴为40~100%的溶剂水溶液，得到预处理膜；
S22、固化，将预处理膜浸入凝固浴中至预处理膜完全分相固化，得到生膜，所述凝固浴为水或乙醇。
通过采用上述技术方案，本申请的发明人们发现，纤维素类材料的表面成孔较为困难，若直接将铸膜液浸入至凝固浴中，第二铸膜液即使固含量较低，也很容易形成较为致密的皮层结构，这可能与纤维素类材料对于凝固浴的敏感性较高有关，即纤维素类材料在遇到凝固浴的较短时间内就快速分相，一般认为，分相速度越快，形成的孔结构孔径越小，因此，第二铸膜液与凝固浴接触的表面很可能形成皮层结构。而在凝固浴透过皮层后浸入、渗透到铸膜液内的过程中，铸膜液中的溶剂体系将凝固浴稀释，从而使凝固浴的浓度降低，铸膜液分相速度有所降低，因此，在皮层结构内部的铸膜液形成孔径较大的孔结构；进一步的，由于较大的孔结构能够容纳较大量的凝固浴，这部分凝固浴能够较为快速地渗透到混合铸膜液和第一铸膜液中，促使混合铸膜液和第一铸膜液的快速分相。
本申请特定的在浸入至凝固浴之前先进行预处理，预处理浴可以是溶剂和水的混合物，也可以是纯溶剂；当预处理浴为纯溶剂时，将双层液膜浸入后，第二铸膜液的表面被纯溶剂稀释，使第二铸膜液的表面形成一定的低固含量区域（相较于第二铸膜液的固含量更低），从而大大降低浸入至凝固浴后生成皮层的可能性；当预处理浴为溶剂与水的混合物时，相较于凝固浴，预处理浴中由于加入了一定量的溶剂，凝胶效果显著降低，因此，第二铸膜液在预处理浴中以明显更慢的速度凝胶分相，结合第二铸膜液本就较低的固含量、预处理浴中溶剂的稀释作用，同样能够大大降低第二铸膜液形成皮层的可能性。
可以理解的是，预处理浴为40~100%的溶剂水溶液是指，在预处理浴中，溶剂的体积百分比为40~100%，即预处理浴可以是溶剂和水的混合物，也可以是纯溶剂。所谓溶剂是指，能够将成膜聚合物溶解的物质，在本申请中，溶剂可以是丙酮、二氧六环、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸、丙酸、丁酸和戊酸中的一种。
可选的，所述第一溶剂体系的表面张力小于所述第二溶剂体系的表面张力；所述第一铸膜液的固含量比所述第二铸膜液的固含量高5~25wt%。
通过采用上述技术方案，一般认为，对于大致相同的体系而言，固含量较高的第一铸膜液往往具有更高的粘度，而更高的粘度不但意味着凝固浴阻力的提高，还意味着第一铸膜液和第二铸膜液之间相互传质阻力的提高。而一旦第一铸膜液内因为过大的传质阻力导致凝固浴在第一铸膜液内较大的不均匀度，将导致第一铸膜液内部各处的分相速度均匀性下降，难以形成均匀、基本对称的孔结构；此外，若由于第一铸膜液的传质阻力过大导致第一铸膜液和第二铸膜液难以相互传质形成混合铸膜液，将很可能导致第一铸膜液形成的膜结构和第二铸膜液形成的膜结构具有突变孔径的孔结构，从而导致分界线的产生或层与层之间明显的界限；而这种孔径的突变、分界线等，都很可能因为颗粒物的集中截留而导致局部堵塞，从而造成滤膜通量的快速衰减，因此，第一铸膜液和第二铸膜液的固含量之差不宜大于25wt%。
此外，第一铸膜液和第二铸膜液的固含量之差也不宜过小（如小于5%），这是由于，当两者之差过小时，往往意味着第一铸膜液固含量过小或第二铸膜液固含量过大，若第一铸膜液的固含量过小，形成的孔结构孔径较大，容易发生病毒泄露，若第二铸膜液的固含量过大，想成的孔结构孔径较小，容易因为纳污量不足而快速发生堵塞，导致滤膜通量的快速衰减。
可选的，所述第一溶剂体系为第一良溶剂和第一成孔剂按照质量比（1~8）：（5~22）的混合物；
所述第二溶剂体系为第二良溶剂和第二成孔剂按照质量比（3~13）：（4~17）的混合物；
所述第一成膜聚合物为二醋酸纤维素、三醋酸纤维素、丙酸纤维素、邻苯二甲酸乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素中的至少一种；
所述第二成膜聚合物为二醋酸纤维素、三醋酸纤维素、丙酸纤维素、邻苯二甲酸乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素中的至少一种。
通过采用上述技术方案，硝酸纤维素和醋酸纤维素、丙酸纤维素等都是纤维素的酯化物，只需在一定的条件下水解脱脂，即可再生得到再生纤维素，是目前较为主流的纤维素类成膜材料，相较于铜氨纤维更环保、绿色。
第一溶剂体系和第二溶剂体系均通过良溶剂和成孔剂混合得到，可以理解的是，良溶剂是指，对成膜聚合物具有良好溶解性能的溶剂，而成孔剂是指，虽然对成膜聚合物的溶解性能较差，但是在制膜过程中，能够促进孔结构的形成，促使凝固浴向铸膜液内部浸入、渗透的组分。
由于第一铸膜液和第二铸膜液的浇筑顺序不同、固含量不同，对于凝固浴的阻力也不同，为了促使凝固浴在第一铸膜液和第二铸膜液中快速、均匀的传质，具有更高固含量、距离凝固浴更远的第一铸膜液需要更多的成孔剂，以促进凝固浴在第一铸膜液中的传质。本申请的发明人们发现，对于本申请特定的双层浇筑工艺而言，当第一溶剂体系为第一良溶剂和第一成孔剂按照质量比（1~8）：（5~22）的混合物、第二溶剂体系为第二良溶剂和第二成孔剂按照质量比（3~13）：（4~17）的混合物，能够获得具有高LRV、高载量的滤膜。
可选的，所述第一良溶剂为丙酮、二氧六环、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸、丙酸、丁酸和戊酸中的至少一种；
所述第二良溶剂为丙酮、二氧六环、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸、丙酸、丁酸和戊酸中的至少一种；
所述第一成孔剂为乙醇、1-丙醇、异丙醇、正丁醇、1-戊醇、2-戊醇、六氟异丙醇或三氟乙醇中的至少一种；
所述第二成孔剂为乙醇、1-丙醇、异丙醇、正丁醇、1-戊醇、2-戊醇、六氟异丙醇或三氟乙醇中的至少一种。
可选的，所述步骤S3中，再生浴为氢氧化钠水溶液，且再生浴的温度为20~40℃，再生时间30~120min。
可选的，所述步骤S3之后还进行步骤S4、交联，将再生膜置于交联剂中进行交联处理，交联处理结束并清洗后得到成品膜，所述交联剂为卤代环氧化物、双卤代烷烃和双卤代醇中的至少一种。
通过采用上述技术方案，本申请中特定采用低表面张力的成孔剂，相较于目前常见的PVP、PEG成孔剂，低表面张力的成孔剂能够促使凝固浴向铸膜液内渗透，提高铸膜液内部各区域的分相均匀度；而PVP、PEG等成孔剂虽然的确去除后能够成孔，但是这些成孔剂的粘度较高，对于凝固浴的传质阻力较大，考虑到第一铸膜液的固含量较高、粘度较高，若进一步加入虽然能够成孔，但是具有增稠作用的PVP和PEG，将会给第一铸膜液的分相均匀度造成较大的影响，更容易导致大梯度、不均匀孔结构的产生。
进一步的，由于纤维素的特性之一就是质地较软，这使得水解再生后得到的再生纤维膜往往机械性能较差，而除病毒过滤往往采用死端过滤的方式，这就使得滤膜往往受到料液较大的压力，若滤膜的耐压性能不足，很可能会造成滤膜孔结构的坍缩，而一旦滤膜的孔结构因为受压坍缩，其病毒截留能力、通量将受到明显的影响。因此，在步骤S3之后进一步以交联剂进行交联处理，以提高滤膜的耐压性能，降低滤膜受压发生结构坍缩的可能性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请的滤膜以亲水性良好的纤维素类原料作为成膜材料，具有较高的蛋白质收率；截留20nm胶体金时，20nm胶体金的截留区域与出液面之间存在距离，因而病毒泄露风险较低；截留40nm胶体金时，40nm胶体金的截留区域厚度占比较大，纳污量较大，此外，滤膜内部的过渡区厚度较小，说明40nm及以上的杂质对于20nm胶体金的截留区域影响较小，不易发生堵塞，因而具有较高的载量；即本申请的滤膜能够兼具高蛋白质收率、高病毒截留率和高载量；
2.本申请还进一步公开了一种滤膜的制备工艺，该制备工艺采用双层涂覆工艺，以固含量不同的铸膜液分别形成具有小孔径的孔结构和大孔径的孔结构，并且由于两层铸膜液的体系大致相同，因而在浇筑后会发生相互传质，形成具有固含量梯度的混合铸膜液，从而大大降低滤膜中存在分界线的可能性，降低滤膜因为发生局部的集中截留而导致通量快速衰减的可能性。
附图说明
图1是本申请实施例1的滤膜的整体截面SEM图，且图中放大倍数为1.5k×。
图2是本申请实施例1的滤膜的进液面SEM图，且图中放大倍数为5k×。
图3是本申请实施例1的滤膜的出液面SEM图，且图中放大倍数为20k×。
图4是本申请实施例1中的滤膜截留20nm胶体金后，滤膜过渡区的截面SEM图，且图中放大倍数为10k×；需要注意的是，由于本图中的孔结构被20nm胶体金填充，因而孔结构呈现并不明显。
图5是本申请实施例1中的滤膜截留20nm胶体金后，滤膜D20区域的截面SEM图，且图中放大倍数为50k×；用以展现滤膜孔结构如何截留20nm胶体金。
图6是本申请实施例1中的滤膜截留40nm胶体金后，滤膜过渡区的截面SEM图，且图中放大倍数为20k×；需要注意的是，由于本图中的孔结构被40nm胶体金填充，因而孔结构呈现并不明显。
图7是本申请实施例1中的滤膜截留40nm胶体金后，滤膜D40区域的截面SEM图，且图中放大倍数为50k×；用以展现滤膜孔结构如何截留40nm胶体金。
图8是本申请实施例4中的滤膜截留40nm胶体金后，膜厚度方向上40nm胶体金的分布曲线图。
图9是本申请实施例4中的滤膜截留20nm胶体金后，膜厚度方向上20nm胶体金的分布曲线图。
图10是本申请实施例7中的滤膜截留40nm胶体金后，膜厚度方向上40nm胶体金的分布曲线图。
图11是本申请实施例7中的滤膜截留20nm胶体金后，膜厚度方向上20nm胶体金的分布曲线图。
具体实施方式
以下结合附图1-11对本申请作进一步详细说明。
实施例1
本申请实施例公开了一种不对称纤维素除病毒滤膜的制备工艺，包括以下工艺步骤：
S1、流延，按照表1中的配比将各物料混合配制得到第一铸膜液和第二铸膜液，并依次将第一铸膜液和第二铸膜液流延到载体上，即第一铸膜液位于载体侧，第二铸膜液位于第一铸膜液上方，第一铸膜液和第二铸膜液浇筑到载体上后形成双层液膜。且本实施例中，第一成膜聚合物和第二成膜聚合物均为二醋酸纤维、第一良溶剂和第二良溶剂均为二甲基乙酰胺、第一成孔剂和第二成孔剂均为乙醇。
S2、分相固化，具体包括：
S21、预处理，将双层液膜浸入到预处理浴中进行预处理，预处理时间为6s，预处理浴为100%的丙酮，预处理结束后得到预处理膜；
S22、固化，将预处理结束后得到的预处理膜浸入至凝固浴中，至预处理膜完全分相固化，得到生膜，本实施例中，凝固浴为水。
S3、再生，将充分固化后得到的生膜浸入至再生浴中再生处理80min，再生浴的温度为30℃，促使醋酸纤维素水解为再生纤维素，并将水解后的膜取出、水洗至pH为中性，得到再生膜。在本实施例中，再生浴是浓度为0.05mol/L、温度为50℃的氢氧化钠水溶液。
S4、交联，将再生得到的再生膜置于交联剂中进行交联处理，交联处理结束后即得到成品膜。本实施例中，交联剂为环氧氯丙烷浓度为10wt%的水溶液，交联时间为25min，交联温度为50℃。
实施例2~6
实施例2~6与实施例1的不同之处主要在于，各步骤的工艺参数不同、铸膜液的组成配比不同，详见表1。
实施例7
实施例7与实施例1的不同之处主要在于，实施例7中并未使用预处理浴对双层结构进行预处理，而是直接将双层液膜浸入至凝固浴中，使双层液膜分相固化。除此之外，各步骤的工艺参数、铸膜液的组成配比详见表1，步骤S2具体包括以下工艺步骤：
S2、分相固化，将双层液膜浸入至凝固浴中使铸膜液分相固化，至双层液膜完全固化，得到生膜，本实施例中，凝固浴为水。
实施例8
实施例8与实施例1的不同之处主要在于，实施例8中并未对再生膜进行交联处理，除此之外，各步骤的工艺参数、铸膜液的组成配比详见表1。
对比例
对比例1
对比例1与实施例1的不同之处主要在于，对比例1以单层浇筑的工艺进行滤膜的制备，即对比例1中仅在载体上浇筑第一铸膜液，并未在第一铸膜液上方进一步浇筑第二铸膜液，除此之外，各步骤的工艺参数、铸膜液的组成配比详见表1。对比例1中滤膜的制备工艺包括以下步骤：
S1、流延，按照表1中的配比将各物料混合配制得到第一铸膜液，并将第一铸膜液流延到载体上形成单层液膜。本对比例中，第一成膜聚合物为二醋酸纤维，第一良溶剂选用N-甲基吡咯烷酮、第一成孔剂选用1-丙醇。
S2、分相固化，具体包括：
S21、预处理，将单层液膜浸入到预处理浴中进行预处理，预处理时间为5s，预处理浴为80%的丙酮水溶液，预处理结束后得到预处理膜；
S22、固化，将预处理结束后得到的预处理膜浸入至凝固浴中，至预处理膜完全分相固化，得到生膜，本对比例中，凝固浴为水。
S3、再生，将充分固化后得到的生膜进入至再生浴中再生处理60min，再生浴的温度为30℃，促使醋酸纤维素水解为再生纤维素，并将水解后的膜取出、水洗至pH为中性，得到再生膜。在本对比例中，再生浴是浓度为0.05mol/L、温度为50℃的氢氧化钠水溶液。
S4、交联，将再生得到的再生膜置于交联剂中进行交联处理，交联处理结束后即得到成品膜。本对比例中，交联剂为环氧氯丙烷浓度为10wt%的水溶液，交联时间为25min，交联温度为50℃。
对比例2
对比例2与实施例1的不同之处主要在于，对比例2中虽然仍以双层浇筑的工艺进行滤膜的制备，但是对比例2的第一溶剂体系和第二溶剂体系中，成孔剂均选用PEG-400，除此之外，各步骤的工艺参数、铸膜液的组成配比详见表1。
表1 实施例1~8铸膜液配比、工艺参数
性能检测和性能数据
一、病毒挑战测试
病毒挑战测试方法参照PDA TR41中的相关规定进行，且模式病毒为PP7噬菌体、模式蛋白为IVIG，Buffer为PBS；测试过程中记录通量和载量随时间的变化，即得到滤膜的LRV、通量、载量。当滤膜的通量下降至25%时或挑战液过滤至仅剩余底部少许时，撤去外加压力，并加入Buffer静置15min，随后再加压至30psi进行工艺停留后的病毒挑战测试，测试得到的滤液单独收集并进行病毒滴度测定，并计算工艺停留后的LRV。
其中，各实施例、对比例的胶体金截留相关数据记录于表2中：
表2 各实施例、对比例的胶体金截留相关数据
数据 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8 对比例1 对比例2
D20区域位置/% 49-83 47-78 46-74 53-79 55-92 25-54 45-68 53-83 32-41 /
D20厚度比/% 34 31 28 26 37 29 23 30 9 /
D20区域孔径/nm 74 82 68 64 141 66 64 67 61 /
D40区域位置/% 4-59 2-58 2-56 6-37 0-62 1-43 0-49 8-32 15-27 /
D40厚度比/% 55 56 54 31 62 42 49 24 12 /
D40区域孔径/nm 357 315 337 207 447 301 324 223 179 /
L1厚度比/% 41 37.5 40 34 26.5 60.5 43.5 32 59 /
L2厚度比/% 23 18 25 19 34 19 3 17 19 /
L3厚度比/% 36 44.5 35 47 39.5 20.5 53.5 51 22 /
集中捕捉区域厚度比/% 23.4 29.8 21.4 18.9 42.7 20.1 19.4 22.7 8.4 /
集中纳污区域厚度比/% 75.4 72.4 74.9 45.8 87.7 68.6 71.5 83.4 92.4 /
需要注意的是，由于对比例2中测得滤膜的LRV较低（LRV＜4），并不能达到所需的病毒截留效果，故并未对其进行进一步的胶体金截留测试。
其中，各实施例、对比例的表面形貌参数相关数据记录于表3中：
表3 各实施例、对比例的表面形貌参数
数据 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8 对比例1 对比例2
膜厚度/μm 53 64 89 104 54 45 76 66 65 58
过渡区厚度/μm 5 7 9 17 4 8 3 14 3 /
过渡区孔径/nm 189 182 177 108 229 154 162 129 94 /
上过渡区孔径/nm 212 189 202 124 268 181 194 134 143 /
下过渡区孔径/nm 165 174 151 92 189 127 129 124 78 /
上过渡区非对称系数 1.28 1.18 1.22 1.42 1.29 1.39 1.57 1.21 2.24 /
下过渡区非对称系数 1.24 1.14 1.27 1.51 1.21 1.33 1.51 1.25 1.75 /
非对称系数比 1.03 1.04 0.96 0.94 1.07 1.05 1.04 0.97 1.28 /
过渡区孔径差/nm 63 38 59 80 55 72 87 49 75 /
上过渡区纤维直径/nm 31 32 32 37 23 33 36 39 / /
下过渡区纤维直径/nm 30 28 33 42 28 37 40 39 / /
进液面孔径/nm 1341 1105 984 967 657 1024 457 1857 2614 1259
出液面孔径/nm 38 42 37 37 44 38 36 38 105 76
防渗漏区厚度比/% 17 22 26 21 8 46 32 17 59 /
防渗漏区孔径/nm 45 51 42 40 67 43 42 45 84 /
D20区域和防渗漏区孔径差/nm 29 31 26 24 74 23 22 22 -23 /
缓冲区厚度比/% 4 2 2 6 0 1 0 8 13 /
缓冲区孔径/nm 754 697 655 664 / 647 / 863 1250 /
缓冲区孔径和D40区域孔径差/nm 397 382 318 457 / 346 / 640 1071 /
其中，各实施例、对比例的滤膜的病毒截留相关数据记录于表4中：
表4 各实施例、对比例的病毒截留相关数据
数据 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8 对比例1 对比例2
T 0.53 0.51 0.49 0.55 0.67 0.47 0.44 0.43 0.24 0.74
<![CDATA[通量/L/（h·m<sup>2</sup>）]]> 87 91 81 61 121 69 67 66 34 134
<![CDATA[最大载量/L/m<sup>2</sup>]]> 428 412 389 451 646 361 374 324 204 709
LRV 7.4 7.4 8.2 8.3 7.2 7.5 7.7 7.7 8.1 3.8
停留LRV 6.9 7.1 7.9 8.1 6.4 7.5 7.7 7.2 7.5 3.2
结论
通过比较实施例1-6的技术方案和表2-4中的数据，不难看出，实施例1-6均具有较高的通量和病毒截留效果。实施例7由于未进行预处理，因而进液面的孔洞结构具有显然较小的孔径，这使得其具有较小的载量和T。而实施例8未进行交联操作，这使得滤膜虽然具有孔径较大的缓冲区结构，但是载量和T均较小，这可能是由于未经交联的纤维结构耐压性较差，孔结构受压发生坍缩。
通过比较实施例1和对比例1的技术方案和表2-4中的数据，不难看出，对比例1以单层铸膜液的制备工艺形成了孔径从大变小再变大的三层结构（出液面和防渗漏区的孔径较大）；此外，虽然对比例1中的滤膜具有较高的病毒截留效果，但是通量、载量和T均较小，这可能是由于其制膜时形成了整体较大的孔径变化梯度，不论是D20区域还是D40区域的厚度占比都较低，这说明不论是20nm胶体金还是40nm胶体金都在小范围内产生了集中截留，因而更容易发生堵塞。
通过比较实施例1和对比例2的技术方案和表2-4中的数据，不难看出，对比例2中的滤膜病毒截留效果较差，由于铸膜液中所添加的成孔剂并非是低表面张力的物质，导致溶剂体系的表面张力较高，且由于PEG的粘度较大，PEG的添加可能进一步提高了体系的粘度，从而导致凝固浴难以渗透进入铸膜液内部，导致铸膜液内部的凝固浴分散不均且量较少，因此铸膜液内部分相速度较慢且分相速度较不均匀。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (30)

1.一种不对称纤维素除病毒滤膜，包括多孔主体，所述多孔主体内具有非定向曲折通路，所述多孔主体的一侧表面为进液面，所述多孔主体的另一侧表面为出液面，其特征在于：所述进液面的SEM测量平均孔径大于所述出液面的SEM测量平均孔径；
在湿润状态下以所述滤膜截留胶体金，捕捉粒径为xnm胶体金的区域为Dx，在厚度方向上，以所述多孔主体的进液面作为膜厚度为0%的位置，以所述多孔主体的出液面作为膜厚度为100%的位置；
所述D20区域位于所述多孔主体膜厚位置20~99%的区域内，所述D20区域的厚度与所述多孔主体的厚度之比为15~40%；
所述D40区域位于所述多孔主体膜厚位置0~80%的区域内，所述D40区域的厚度与所述多孔主体的厚度之比为30~70%；
所述D40区域相较于所述D20区域更靠近进液面，所述D40区域靠近出液面一侧与所述D20区域靠近进液面一侧之间的区域为过渡区，所述过渡区的厚度不大于20μm。
2.根据权利要求1所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述D20区域位于所述多孔主体膜厚位置40~99%的区域内，所述D40区域位于所述多孔主体膜厚位置0~60%的区域内。
3.根据权利要求1所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述D20区域中，20nm胶体金的捕捉峰值部位与所述出液面的距离为L1，所述L1与所述多孔主体的厚度之比为10~50%；所述D40区域中，40nm胶体金的捕捉峰值部位与所述进液面的距离为L2，所述L2与所述多孔主体的厚度之比为1~40%。
4.根据权利要求1所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：20nm胶体金的捕捉峰值部位与40nm胶体金的捕捉峰值部位之间的距离为L3，L3与所述多孔主体的厚度之比不小于20%。
5.根据权利要求1所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述D20区域中，20nm胶体金捕捉量不低于峰值捕捉量0.8倍的区域为集中捕捉区域，所述集中捕捉区域的厚度与所述D20区域的厚度之比为10~45%。
6.根据权利要求1所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述D40区域中，40nm胶体金捕捉量不低于峰值捕捉量0.8倍的区域为集中纳污区域，所述集中纳污区域的厚度与所述D40区域的厚度之比为60~90%。
7.根据权利要求1所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述D40区域靠近出液面一侧与所述D20区域靠近进液面一侧存在重合区域；或，
所述D40区域靠近出液面一侧与所述D20区域靠近进液面一侧相互不重合，存在不重合区域；
所述重合区域或所述不重合区域为所述过渡区，所述过渡区靠近进液面一侧视为0，所述过渡区靠近出液面一侧视为1，所述过渡区0~0.5的区域为上过渡区，所述过渡区0.5~1的区域为下过渡区，所述上过渡区的SEM测量平均孔径大于所述下过渡区的SEM测量平均孔径。
8.根据权利要求7所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述过渡区的SEM测量平均孔径为100~300nm，所述过渡区的SEM测量平均孔径小于所述D40区域的SEM测量平均孔径且大于所述D20区域的SEM测量平均孔径。
9.根据权利要求7所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述过渡区0.3~0.5区域的SEM测量平均孔径与所述过渡区0.5~0.7区域的SEM测量平均孔径之差为30~100nm。
10.根据权利要求7所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述上过渡区的非对称系数与所述下过渡区的非对称系数之比为0.8~1.2，所述上过渡区的非对称系数为所述过渡区0~0.1区域的SEM测量平均孔径与所述过渡区0.4~0.5区域的SEM测量平均孔径之比；所述下过渡区的非对称系数为所述过渡区0.5~0.6区域的SEM测量平均孔径与所述过渡区0.9~1区域的SEM测量平均孔径之比。
11.根据权利要求10所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述上过渡区的非对称系数为1.1~1.6，所述下过渡区的非对称系数为1.1~1.6。
12.根据权利要求7所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述上过渡区的SEM测量纤维直径与所述下过渡区的SEM测量纤维直径之比为0.8~1.2，所述上过渡区的SEM测量纤维直径为20~50nm，所述下过渡区的SEM测量纤维直径为20~45nm。
13.根据权利要求7所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述过渡区0.3~0.5区域的SEM测量纤维直径与所述过渡区0.5~0.7区域的SEM测量纤维直径之差不大于10nm。
14.根据权利要求1所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述D40区域的SEM测量平均孔径沿进液面到出液面逐渐减小；所述D20区域的SEM测量平均孔径沿进液面到出液面基本不变。
15.根据权利要求1所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述进液面的SEM测量平均孔径为350~2000nm；所述出液面的SEM测量平均孔径为30~45nm。
16.根据权利要求1所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述D20区域与所述出液面之间的区域为防渗漏区；和/或，所述D40区域与所述进液面之间的区域为缓冲区。
17.根据权利要求16所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述防渗漏区的厚度与多孔主体的厚度之比为5~30%；和/或，所述缓冲区的厚度与所述多孔主体的厚度之比为1~10%。
18.根据权利要求16所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述D40区域的SEM测量平均孔径为150~500nm，所述D20区域的SEM测量平均孔径为60~200nm。
19.根据权利要求16所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述防渗漏区的SEM测量平均孔径为40~80nm，所述防渗漏区的SEM测量平均孔径变化梯度不大于2nm/μm。
20.根据权利要求16所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述防渗漏区的SEM测量平均孔径不大于所述D20区域的SEM测量平均孔径，且两者之差不大于130nm；所述防渗漏区的SEM测量平均孔径变化梯度与所述D20区域的SEM测量平均孔径变化梯度之差不大于1nm/μm。
21.根据权利要求16所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述缓冲区的SEM测量平均孔径大于所述D40区域的SEM测量平均孔径，所述缓冲区的SEM测量平均孔径为300~1500nm，所述缓冲区的SEM测量平均孔径与所述D40区域的SEM测量平均孔径之差为200~1000nm。
22.根据权利要求1~21任一项所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述滤膜的通量保留系数为T，所述T不小于0.4@（10g/L），所述T通过下式计算得到：
；
上式中，V为滤膜的载量，且通量衰减a%时的载量为Va；V25为通量衰减25%时滤膜的载量、即V50为通量衰减50%时滤膜的载量、V75为通量衰减75%时滤膜的载量；
T不小于0.4@（10g/L）是指，在蛋白质浓度为10g/L的体系中，滤膜的通量保留系数T不小于0.4。
23.根据权利要求1~21任一项所述的不对称纤维素除病毒滤膜，其特征在于：所述滤膜的通量不低于60L/（h·m2）@30psi，所述滤膜的最大载量Vmax不低于300L/m2；所述滤膜对于PP7噬菌体的对数减少率LRV不低于5；所述滤膜进行工艺停留后的LRV不低于4。
24.权利要求1~23任一项所述的滤膜的制备工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：
S1、流延，将第一铸膜液和第二铸膜液依次流延到载体上，形成双层液膜，所述第一铸膜液包括以下质量份的原料：第一成膜聚合物10~30份、第一溶剂体系30~150份；所述第二铸膜液包括以下质量份的原料：第二成膜聚合物10~20份、第二溶剂体系70~300份；所述第一铸膜液的固含量大于所述第二铸膜液的固含量且两者之差不小于3%；所述第一溶剂体系的表面张力不大于30dyne/cm，和/或，所述第二溶剂体系的表面张力不大于30dyne/cm；
S2、分相固化，将双层液膜浸入凝固浴中使铸膜液分相固化，至双层液膜完全固化，凝固浴为水或乙醇，得到生膜；
S3、再生，将生膜浸入再生浴中进行再生，得到再生膜。
25.根据权利要求24所述的滤膜的制备工艺，其特征在于：所述步骤S2具体包括：
S21、预处理，将双层液膜浸入预处理浴中进行预处理，预处理时间为0.5~10s，预处理浴为40~100%的溶剂水溶液，得到预处理膜；处理浴为40~100%的溶剂水溶液是指，在预处理浴中，溶剂的体积百分比为40~100%；
S22、固化，将预处理膜浸入凝固浴中至预处理膜完全分相固化，得到生膜，所述凝固浴为水或乙醇。
26.根据权利要求24或25所述的滤膜的制备工艺，其特征在于：所述第一溶剂体系的表面张力小于所述第二溶剂体系的表面张力；所述第一铸膜液的固含量不小于17%，所述第二铸膜液的固含量不大于13%；所述第一铸膜液的固含量比所述第二铸膜液的固含量高5~25wt%。
27.根据权利要求24或25所述的滤膜的制备工艺，其特征在于：所述第一溶剂体系为第一良溶剂和第一成孔剂按照质量比（1~8）：（5~22）的混合物；
所述第二溶剂体系为第二良溶剂和第二成孔剂按照质量比（3~13）：（4~17）的混合物；
所述第一成膜聚合物为二醋酸纤维素、三醋酸纤维素、丙酸纤维素、邻苯二甲酸乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素中的至少一种；
所述第二成膜聚合物为二醋酸纤维素、三醋酸纤维素、丙酸纤维素、邻苯二甲酸乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素中的至少一种。
28.根据权利要求27所述的滤膜的制备工艺，其特征在于：
所述第一良溶剂为丙酮、二氧六环、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸、丙酸、丁酸和戊酸中的至少一种；
所述第二良溶剂为丙酮、二氧六环、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸、丙酸、丁酸和戊酸中的至少一种；
所述第一成孔剂为乙醇、1-丙醇、异丙醇、正丁醇、1-戊醇、2-戊醇、六氟异丙醇或三氟乙醇中的至少一种；
所述第二成孔剂为乙醇、1-丙醇、异丙醇、正丁醇、1-戊醇、2-戊醇、六氟异丙醇或三氟乙醇中的至少一种。
29.根据权利要求24或25所述的滤膜的制备工艺，其特征在于：所述步骤S3中，再生浴为氢氧化钠水溶液，且再生浴的温度为20~40℃，再生时间30~120min。
30.根据权利要求24或25所述的滤膜的制备工艺，其特征在于：所述步骤S3之后还进行步骤S4、交联，将再生膜置于交联剂中进行交联处理，交联处理结束并清洗后得到成品膜，所述交联剂为卤代环氧化物、双卤代烷烃和双卤代醇中的至少一种。
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