ES2340314T3 - Membrana para el filtrado de agua. - Google Patents
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Abstract
Membrana de agua que comprende una construcción en sándwich que tiene al menos dos capas permeables de soporte separadas por al menos una bicapa de lípidos que comprende canales de agua de acuaporina funcionales.
Description
Membrana para el filtrado de agua.
La presente invención se refiere a membranas de
agua que comprenden canales de acuaporina funcionales o tetrámeros
adecuados para la filtración de agua pura y/o glicerol, un
dispositivo de filtración/sistema de purificación que comprende
esta membrana, y procedimientos de utilización de la misma para la
producción de agua ultra pura y para extraer el exceso de agua de
una composición acuosa.
Varios sistemas y procedimientos de tratamiento
de agua tradicionalmente han sido desarrollados para purificar las
fuentes de agua natural y contamina para obtener agua purificada,
que es adecuado para el consumo humano y/o animal. Además, el agua
ultra pura tiene una gran demanda en la industria de los
semiconductores y farmacéutica. La producción de agua ultra pura
demanda filtros más especializados y el tratamiento químico de la
fuente de agua. Una pluralidad de técnicas se utilizan, tal como la
filtración de membrana, intercambiadores de iones, filtros de
partículas de submicrones o nano-filtros,
tratamiento con luz ultravioleta y ozono. El agua producida es
extremadamente pura y contiene muy bajas concentraciones de sales,
compuestos orgánicos, gases disueltos como oxígeno, sólidos en
suspensión, y microorganismos como virus y bacterias. Sin embargo,
debido a factores tales como la continua miniaturización en la
industria de los semiconductores, las especificaciones del agua
ultra pura cada vez son más estrictas.
Tradicionalmente, el agua se purifica o trata a
través de una variedad de dispositivos disponibles de tratamiento
de agua diseñados para comunidades y para aplicaciones de punto de
uso, por ejemplo sobre la base de las siguientes tecnologías:
carbón activado para la retirada de componentes orgánicos;
desinfección con luz ultravioleta; intercambio de iones para la
eliminación de la dureza (ablandar el agua), y la desalinización de
membrana, tal como ósmosis inversa (OI) o nanofiltración (NF). Sin
embargo, la nanofiltración es relativamente nueva en el campo de la
tecnología de tratamiento de agua. Una membrana de NF produce agua
dulce mediante la retención de la dureza, creando iones divalentes
presentes en el agua. Una membrana de NF permite que un alto
porcentaje de iones monovalentes, tales como sodio y cloruro, pasen
mientras se mantiene un alto porcentaje de iones divalentes. Son
los iones monovalentes los que crean la presión osmótica que
requiere la moderada a alta presión necesaria para bombear agua a
través de una membrana de OI. Por lo tanto, las membranas de
nanofiltración requieren mucha menos presión para bombear agua a
través de la membrana debido a que la fuerza de conducción
hidráulica no tiene que superar el efecto de la presión osmótica
derivada de los iones monovalentes. En términos generales, las
membranas de OI utilizadas para aplicaciones de tratamiento de agua
residencial y comercial eliminan todos los sólidos disueltos en
aproximadamente un 98%, mientras que las membranas de nanofiltración
eliminan iones divalentes (componentes de la dureza: calcio y
magnesio) en aproximadamente un 90% e iones monovalentes (cloruro
de sodio) en aproximadamente un
50%.
50%.
Los dispositivos de desalinización que utilizan
elementos de membrana (por ejemplo: OI o NF) siempre crean dos
corrientes de agua al salir el agua del elemento, agua de producto
desalinizado (que ha pasado a través de la membrana), y una
salmuera de residuos (que ha fluido a través de la membrana de
superficie). Esta corriente de salmuera de residuos es necesaria
para eliminar las sales y los minerales fuera de la membrana para
evitar la acumulación de suciedad en la superficie de la membrana.
Si la acumulación de sales y minerales en el agua alimentada a una
membrana se produce de forma continua, las sustancias disueltas
pueden precipitar y formar una película sólida, ensuciando de la
superficie de la membrana. Además, contaminantes y partículas
coloidales también pueden adherirse a la superficie de la membrana
y causar la contaminación. Con muchos contaminantes transmitidos
por el agua, si una membrana se vuelve irreversiblemente escalada, o
sucia, no puede limpiarse y debe ser reemplazada. Esta
característica de los procesos de membranas plantea un problema
importante en la reducción de los residuos de efluentes,
especialmente en sistemas de tratamiento de agua de punto de uso
(POU), que son típicamente compactos y son de la forma más económica
posible.
Los dispositivos de intercambio iónico se
utilizan también para suavizar las llamadas "aguas duras". El
problema con los sistemas de ablandamiento de agua por intercambio
iónico es quitar los componentes de la dureza del agua (iones de
calcio y magnesio) intercambiándolos por iones de sodio para crear
lo que se llama "agua dulce". Cuando se realiza la
regeneración del medio de intercambio iónico, una corriente de agua
concentrada de sodio, cloruro, calcio y magnesio va a través del
sistema de desagüe, creando un problema de eliminación de residuos
ambiental. Un ejemplo de un sistema de purificación de agua de este
tipo se describe en la patente US 5.741.416 para un "sistema de
depuración de agua que tiene pares plurales de filtros y una cámara
de contacto de ozono"; describiendo un sistema de purificación
de agua que es efectivo para oxidar contaminantes orgánicos y
destruir la mayor parte de las bacterias, virus y otros microbios
en estas corrientes de agua. Sistemas que implican membranas de
diálisis que son selectivas para cationes monovalentes también se
han descrito en WO 2004/099088.
Por consiguiente, existe una continua necesidad
de sistemas de purificación de agua para el tratamiento de agua que
está o puede estar contaminada con componentes químicos, biológicos
y/o contaminantes radiológicos, tanto para uso doméstico normal,
como para la investigación avanzada, uso industrial y
farmacéutico.
Dado que la contaminación o las amenazas de
contaminación del agua son a menudo de un carácter muy local, por
ejemplo, en un barco o un pueblo alejado o en un campamento, hay una
necesidad de un sistema de purificación de agua fijo o móvil que
pueda instalarse rápida y fácilmente en un lugar de contaminación
real o potencial. De especial importancia es un sistema que sea
efectivo para eliminar los contaminantes de un suministro de agua
real o potencialmente contaminado, tal como agua del mar, para
producir agua tratada que sea apta para el consumo humano.
Desde el descubrimiento de las proteínas de
transporte de agua de acuaporina, que se distinguen por su capacidad
de transportar selectivamente moléculas de H_{2}O a través de
membranas biológicas, ha habido un cierto interés en la elaboración
de una membrana artificial de agua que incorpore estas proteínas,
ver la solicitud de Patente US 20040049230 "Membranas
biomiméticas", cuyo objetivo es describir cómo las proteínas de
transporte de agua están incrustadas en una membrana para permitir
la purificación del agua. La forma preferida descrita tiene la
forma de un disco de filtro convencional. Para fabricar un disco,
una monocapa de 5 nm de espesor, de copolímero de tribloque
sintético y proteína se deposita en la superficie de un disco de 25
mm de ultrafiltración comercial utilizando una artesa de
Langmuir-Blodgett. La monocapa en el disco se
reticula a continuación, utilizando luz UV para el polímero para
aumentar su durabilidad. El dispositivo puede ser analizado mediante
la instalación en una cámara que fuerza agua de la fuente a presión
a través de la membrana. Sin embargo, no existe una orientación de
cómo se debe seleccionar un copolímero tribloque sintético ni existe
ningún dato en soporte de la propia función de la acuaporina
incrustada.
Se ha sugerido que una tecnología de
purificación de agua podría crearse mediante la expresión de la
proteína acuaporina en vesículas bicapa de lípidos y fundir estas
membranas sobre soportes porosos, ver James R. Swartz, página de
inicio: http://chemeng.stanford.edu/01 About the
Department/03Faculty/Swartz/swaftz.html. La invención tiene
como principal finalidad el desarrollo de una membrana de filtración
de agua industrial y el dispositivo que comprende acuaporinas
incorporadas en una membrana capaz de purificar el agua con la más
alta pureza, por ejemplo, 100%. Ninguna técnica o filtros conocidos
hoy en día se pueden realizar esta tarea.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención se refiere en un aspecto a
una membrana para el filtrado de agua, cuya membrana utiliza
proteínas de transporte de agua de acuaporina que se han
reconstituido en vesículas de lípidos, y se transforman en una capa
soportada para formar una membrana de filtración de agua utilizando
un procedimiento tal como el procedimiento de
Langmuir-BlodgetT.
Las ventajas de las membranas de agua de la
invención incluyen la desalinización eficiente de agua de mar
(97-98% del agua de la tierra es agua de mar), sin
la necesidad de productos químicos de desalinización y el
suministro de filtros de desalinización transportables (un
dispositivo a modo de "filtro de café" capaz de separar agua y
sal), purificación eficiente del agua para la industria de
semiconductores, purificación del agua potable/agua doméstica
robusta y purificación de agua sin uso de electricidad, por ejemplo,
en países del tercer mundo.
Así, la invención se refiere, en un aspecto, a
una membrana de agua que comprende una construcción de sándwich que
tiene al menos dos monocapas de lípidos, cuando se montan en una
bicapa, que comprende canales de agua de acuaporina funcionales,
comprendiendo además un material hidrofóbico perforado que forma la
superficie de contacto con las monocapas de lípidos y en el que la
bicapa de lípidos se forma en las perforaciones del material
perforado hidrofóbico. De esta manera, el soporte permeable o poroso
permitirá a las moléculas de agua penetrar a través del soporte
para llegar a la por lo menos una bicapa de lípidos depositada entre
las capas de soporte. La(s) bicapa(s) de
lípidos(s) que comprende(n) dispersos canales
funcionales de acuaporina filtran entonces agua solamente, o, en
caso de que las acuaporinas sea un canal GLpF, también glicerol, en
la capa de soporte porosa opuesta, resultando en un filtrado que
consiste en agua pura. Preferiblemente, esta agua filtrada es agua
ultra pura (UPW), que es agua muy purificada, baja en iones,
partículas, material orgánico y coloides, representando la membrana
de agua de la invención una nueva generación de membranas de ósmosis
inversa utilizando los canales de transporte de agua conocidos más
selectivos.
En un segundo aspecto, la presente invención se
refiere a una membrana de agua que comprende una construcción de
sándwich que tiene al menos dos monocapas de lípidos, que cuando se
montan en una bicapa, comprende canales de agua de acuaporina
funcionales, separándose dichas al menos dos monocapas de lípidos
por al menos una capa de soporte permeable. En esta realización, la
capa de soporte permeable separa así dos monocapas de lípidos que
son capaces de formar bicapas de lípidos cuando la capa de soporte
incluye perforaciones/pinchazos.
Otro aspecto de la invención se refiere a un
dispositivo de filtración de agua que comprende la membrana de agua
de la invención, opcionalmente encerrada en la membrana de la
estabilización, que se ha montado en un alojamiento que tiene una
entrada para líquidos acuosos para la purificación y la salida de
agua purificada.
Las membranas de agua aquí descritas se pueden
preparar utilizando un procedimiento que comprende las etapas
de:
a) obtener micro-vesículas de
lípidos que contienen canales de agua de acuaporina que comprenden
al menos 0,1% mol/mol de dichas
micro-vesículas,
b) fusionar dichas vesículas en una bicapa de
lípidos plana sobre un soporte permeable esencialmente plano que
tiene una superficie hidrofílica, en el cual la proteína de
acuaporina cubre por lo menos un 1% del área de la bicapa,
c) opcionalmente, repetir la etapa b) para
obtener múltiples bicapas fundidas,
d) depositar un segundo soporte permeable
esencialmente plano con una superficie hidrofílica sobre la bicapa
de lípidos obtenida en la etapa b) o la etapa c) para obtener una
estructura de sándwich, y
e) opcionalmente, encerrar la estructura de
sándwich obtenida en una membrana permeable de estabilización.
\vskip1.000000\baselineskip
Alternativamente, las membranas de agua aquí
descritas pueden prepararse utilizando un procedimiento que
comprende las etapas de:
a) obtener micro-vesículas de
lípidos que contienen canales de agua de acuaporina que comprenden
al menos un 0,1% mol/mol de dichas
micro-vesículas,
b) fusionar dichas vesículas en bicapas de
lípidos planas unidas en torno a un soporte permeable esencialmente
plano que tiene una superficie hidrofóbica, en la cual la proteína
de acuaporina cubre por lo menos un 1% del área de la bicapa, y
c) opcionalmente, encerrar la estructura de
sándwich obtenida en una membrana de estabilización permeable.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención se refiere además a un dispositivo
de filtración de agua de ósmosis inversa que comprende, como una
membrana de filtración por ósmosis inversa, una membrana de agua
(por ejemplo, una membrana de agua de la invención), que comprende
canales de agua de acuaporina funcionales.
La invención también se refiere a un dispositivo
de filtración de agua para extraer y recuperar agua de fluidos
corporales, tal como orina, leche y sudor/transpiración, que
comprende una membrana de agua que comprende canales funcionales de
agua de acuaporina.
Además, la presente invención se refiere a un
procedimiento de preparación de agua pura resultante de la
filtración de una fuente natural de agua contaminada o de agua a
través de la membrana de la invención. Dicha agua pura se
caracteriza por la ausencia de contaminantes, tales como sustancias
disueltas o partículas. La invención se refiere además a un
procedimiento para obtener agua purificada mediante el filtrado una
fuente de agua utilizando una membrana de ósmosis inversa que
comprende canales de acuaporina funcionales.
Finalmente, el diseño general de las membranas
de agua también se cree que es aplicable a membranas para otros
fines, donde otras proteínas de transmembrana que las acuaporinas se
han incorporado en membranas diseñadas diferentes a las membranas
de agua de la presente invención. Estas membranas son en todos los
aspectos, excepto en la opción de proteínas de transmembrana,
idénticas a las membranas aquí descritas, y todas las descripciones
sobre estas membranas se aplican mutatis mutandis a las membranas
que contienen otras proteínas de transmembrana de acuaporinas.
Las proteínas de transmembrana diferentes de las
acuaporinas adecuadas para su inclusión en las membranas se
seleccionan, por ejemplo, pero no limitado a, cualquier proteína de
transmembrana encontrada en la Base de datos de Clasificación
Transporter (TCDB). TCDB puede consultarse en
http://www.tcdb.org.
Ejemplos de proteínas de transmembrana incluidos
en la presente invención de TCDB son:
\newpage
Otros aspectos de la invención incluyen el uso
de la membrana de agua para extraer el exceso de agua de soluciones
o sustancias acuosas, por ejemplo, para obtener una mayor
concentración de un soluto deseable.
La figura 1 es un diagrama que muestra los
diferentes componentes de una membrana de agua de acuerdo con una
realización de la presente invención que tiene soportadas bicapas de
lípidos con moléculas de acuaporina incorporadas en un sándwich de
ejemplo estructurado de una membrana de agua de acuerdo con la
invención.
La figura 2 es un diagrama que muestra los
diferentes componentes de una membrana de agua de acuerdo con una
realización de la presente invención que tiene soportadas bicapas de
lípidos con moléculas de acuaporina incorporadas en un sándwich de
ejemplo estructurado de una membrana de agua, en donde la bicapa de
lípidos que comprende los canales de acuaporina está dentro de los
poros del material de soporte permeable o poroso.
La figura 3 es un dibujo que describe el diseño
de una membrana biomimética que comprende acuaporinas. La figura
muestra los diferentes componentes de la membrana de acuerdo con
otra realización de la presente invención que tiene soportadas
bicapas de lípidos con moléculas de acuaporina incorporadas
insertadas alrededor de una película de teflón poroso.
La figura 4 es un dibujo que describe el diseño
de una membrana biomimética que comprende acuaporinas. La figura
muestra los diferentes componentes de la membrana de acuerdo con
otra realización de la presente invención que tiene soportadas
bicapas de lípidos con moléculas de acuaporina incorporadas
insertadas alrededor de una película de teflón poroso, y además
encapsuladas en una construcción de sándwich.
La figura 5 es un diagrama que muestra los
diferentes componentes de una membrana de agua que comprenden una
bicapa de lípidos estructurada en sándwich encapsulada con moléculas
de acuaporina incorporadas.
La figura 6 es una ilustración de la membrana de
agua encapsulada de la invención cuando se monta en un alojamiento
del filtro que tiene una entrada y una salida de acuerdo con otra
realización de la presente invención.
La figura 7 es un diagrama que muestra los
diferentes componentes de un sistema de purificación de agua, de
acuerdo con otra realización de la presente invención. El sistema
comprende los componentes de una entrada de agua cruda,
compartimiento de filtración de medios dual, compartimiento
ablandador de agua, bisulfito opcional y adición cáustica, filtros
de ósmosis inversa 1 y 2 (RO1, RO2) conectados a una bomba con un
bucle para la purificación adicional a través de los filtros RO1 y
RO2, salidas para el drenaje y tanque de almacenamiento con
compartimento de desinfección UV.
La figura 8 muestra los distintos miembros del
grupo de acuaporina y acuagliceroporina de proteínas.
La figura 9 es una foto de microscopio de fuerza
atómica de las membranas formadas en mica. Las membranas se han
preparado de acuerdo con los protocolos descritos en el Ejemplo
1.
La figura 10 muestra un dispositivo de
filtración que comprende membranas de agua enrolladas en espiral de
la invención.
La figura 11 es una vista en sección transversal
tomada a lo largo de la línea II-II de la figura
10.
La figura 12 es un dibujo que ilustra la
preparación de bicapas soportadas por deposición de
Langmuir-Blodgett de lípidos de la interfaz
aire-agua. La deposición de la primera monocapa se
muestra a la izquierda y de la segunda capa a la derecha.
La figura 13 es un dibujo que ilustra el
procedimiento de la fusión de vesículas. Las vesículas se absorben
en el sustrato y se rompen para hacer una bicapa soportada.
La figura 14 es un dibujo que ilustra la
preparación de la bicapa de lípidos soportada mediante recubrimiento
giratorio.
Las células vivas están encerradas por una
membrana bicapa de lípidos, que separa las células de otras células
y su medio extracelular. Las membranas de lípidos bicapa son
esencialmente impermeables a agua, iones y otras moléculas polares;
sin embargo, en muchos casos, estas entidades han de transportarse
rápida y selectivamente a través de una membrana, a menudo en
respuesta a una señal extra o intracelular. La tarea de transporte
del agua se realiza mediante proteínas de canal de agua de
acuaporina (Preston et al., 1992). Las acuaporinas son
cruciales para la vida en cualquier forma y se encuentran en todos
los organismos, desde bacterias a plantas para el hombre. Las
acuaporinas facilitan un transporte de agua rápido y altamente
selectivo, lo que permite así a la célula regular su volumen y su
presión interna osmótica según diferencias de presión hidrostática
y/o osmótica a través de la membrana celular. La importancia
fisiológica de la acuaporina en los seres humanos es quizás más
evidente en el riñón, donde \sim150-200 litros de
agua necesitan ser reabsorbidos de la orina primaria cada día, es
decir, la acuaporina que facilita el transporte de agua se invoca
cuando el agua debe ser recuperada rápidamente de un fluido
corporal. En los riñones, esto es posible principalmente por dos
acuaporinas indicadas AQP1 y AQP2 (11 acuaporinas diferentes se
conocen en los humanos). En las plantas, las acuaporinas son
también críticas para la absorción de agua en la raíz y para
mantener el equilibrio de agua en toda la planta (Agre et
al., 1998, Borgnia et al., 1999). Los estudios de
transporte de agua en diversos organismos y tejidos sugirió que las
acuaporinas tienen un poro estrecho impidiendo que cualquier
molécula grande, iones (sales) e incluso protones (H_{3}O+) e
iones hidroxilo (OH-), fluyan mientras se mantiene un índice de
permeabilidad extremadamente alto; \sim10^{9} moléculas de H2O
por canal por segundo (Agre et al., 1998, Borgnia et
al., 1999). Hasta el año 2000 y 2001 donde se informó de la
primera estructura en 3D de alta resolución de AQP1 y del GlpF de
acuagliceroporina de proteína de canal bacteriano de conducción de
glicerol (Fu et al., 2000; Murata et al.; 2000; Ren
et al., 2001; Sui et al., 2001), poco se sabía sobre
el origen de la selectividad del agua.
Sin embargo, basándose en las estructuras
experimentales, se propusieron modelos informáticos detallados no
explicando solamente el índice de alta permeabilidad y la estricta
selectividad del agua, sino también la capacidad de las acuaporinas
para evitar fugas de protones (de Groot y Grubmüller, 2001;
Tajkhorshid et al., 2002, Jensen et al., 2003, Zhu
et al. 2003, de Groot et al., 2003, y Burykin Warshel
2003, Ilan et al., 2004, Chakrabarti et al., 2004). En
esencia, la arquitectura del canal de acuaporina permite que las
moléculas de agua pasen sólo en un único aspecto durante la
afinación electrostática de los controles interiores de canales de
selectividad de acuaporina contra cualquier especie cargada, es
decir, el transporte de cualquier sal (ión), suprimiéndose así
también los protones y los iones hidroxilo (de Groot y Grubmüller,
2001; Tajkhorshid et al., 2002, Jensen et al., 2003,
Zhu et al. 2003, de Groot et al., 2003, y Burykin
Warshel 2003, Ilan et al., 2004, Chakrabarti et al.,
2004). En pocas palabras, esto implica que las moléculas de agua
sólo atraviesan el poro de agua de acuaporina, nada más.
Cada unidad en un canal de acuaporina transporta
\sim10^{9} moléculas de H_{2}O/seg, es decir, \sim4 x
10^{9} moléculas/canal/seg. Por lo tanto, 1 g de acuaporina es
capaz de transportar \sim720 litros de agua por segundo a una
presión muy alta. El agua resultante del filtrado a través de un
canal de acuaporina funcional es agua \sim100% purificada,
ausente de iones, partículas, materia orgánica y coloides, por
ejemplo, que consiste en \sim100% H_{2}O.
La familia de acuaporinas de proteínas de
membrana tal como se usa aquí incluye también proteínas GLpF, además
de moléculas de agua también canaliza glicerol. Una acuaporina
preferida es de origen vegetal, tal como una acuaporina TIP, una
PIP, o una PIN, ver la figura. 8.
Las membranas de la invención descritas a
continuación sólo dejarán pasar el agua, lo que facilita la
purificación del agua, su desalinización, y la concentración
molecular a través de ósmosis inversa. Las acuaporinas son
conocidas para excluir el paso de todos los contaminantes,
incluyendo bacterias, virus, minerales, proteínas, ADN, sales,
detergentes, gases disueltos, protones e incluso de una solución
acuosa, pero las moléculas de acuaporina son capaces de transportar
el agua debido a su estructura. La familia de las acuagliceroporinas
relacionadas (GLpF) son además capaces de transportar glicerol.
Todos los dominios transmembrana de acuaporina comprenden
alfa-helicoidales que anclan la proteína en una
membrana y dos bucles muy conservados de NPA
(Asn-Pro-Ala) que se unen vértice a
vértice en el centro de la proteína para formar una especie de forma
de reloj de arena. Se ha demostrado que el movimiento del agua es
simétrico y puede proceder en cualquier dirección; este hecho es
importante porque este proceso no consume energía. El agua se mueve
a través de la membrana en una dirección particular debido a la
presión hidráulica u osmótica.
En consecuencia, el agua purificada se puede
obtener a partir de fuentes no potables o, si el agua de la fuente
contiene sustancias químicas de interés, el agua puede ser
eliminarse selectivamente, dejando una alta concentración de las
sustancias químicas deseadas en la cámara de entrada. Es importante
destacar, sin embargo, que las acuaporinas también son adecuadas
para esta invención por razones distintas a su selectividad en
exclusiva para el agua. Muchos miembros de esta familia de
proteínas son capaces de soportar las duras condiciones de las
fuentes de agua contaminada sin perder la función. Las acuaporinas
resisten la desnaturalización o que se deshagan en la exposición a
ácidos, voltajes, detergentes, y el calor. Por lo tanto, la membrana
de la invención puede utilizarse para purificar el agua mineral
contaminada con materiales que podrían dañar o destruir otras
membranas, y puede utilizarse en áreas que experimentan altas
temperaturas de manera consistente.
Las acuaporinas también son mutables. Como las
proteínas pueden expresarse específicamente en bacterias huésped de
acuerdo con una secuencia genética que influye en su forma y función
final, un técnico puede cambiar fácilmente su código genético con
el fin de cambiar las características de la proteína. Por lo tanto,
la proteína puede diseñarse para cumplir con una aplicación deseada
que puede ser diferente de la función original de la proteína. Por
ejemplo, cambiando simplemente un residuo de aminoácido particular,
cerca del centro del canal de agua a cisteína, las acuaporinas
producidas se unirían a cualquier mercurio libre en la solución y
dejarían de transportar agua debido a la obstrucción. Por lo tanto,
estas proteínas mutantes utilizadas en un dispositivo de membrana
podrían detectar contaminación por mercurio en una muestra de agua
con sólo cesando el flujo cuando la concentración de la sustancia
tóxica aumenta demasiado.
Por último, las nuevas membranas a base de
proteínas son también muy baratas de producir. Las
micro-vesículas de lípidos que comprenden
fracciones de la membrana celular con AQP1 derivada de glóbulos
rojos bovinos son una fuente barata de acuaporinas.
Por otra parte, la acuaporina se puede recoger
en cantidades de miligramos de ingeniería de cepa bacteriana E.
coli. Se estima que alrededor de 2,5 mg de proteína pura se
pueden obtener de cada litro del cultivo que la produce, ver la
solicitud de patente US 20040049230.
Así, aquí se describen procedimientos y aparatos
que utilizan componentes biológicos para lograr la producción
altamente eficiente de agua completamente pura a partir de agua
sucia, salada, o contaminada de otra manera. La invención demuestra
la integración de las proteínas biológicas transportadoras de agua
con un dispositivo externo, y señala el camino hacia una vía de
fabricación capaz de producir dispositivos de depuración de agua a
gran escala.
En el primer aspecto de la invención descrito
anteriormente, la membrana de agua comprende una construcción en
sándwich que tiene al menos dos capas permeables de soporte
separadas por al menos una bicapa de lípidos comprendiendo canales
de agua de acuaporina funcionales.
La membrana de agua del primer aspecto de la
invención consiste así en una membrana de lípidos anfifílicos, tal
como una membrana compuesta de lípidos descritos en la Tabla 1. Por
lo tanto, la(s) bicapa(s) de lípidos(s)
consiste(n) esencialmente en lípidos anfifílicos
seleccionados del grupo formado por fosfolípidos, fosfoglicéridos,
esfingolípidos y cardiolipina, así como sus mezclas, por ejemplo,
fosfolípidos tales como
1,2-dipalmitoilo-sn-fosfatidilcolina
(DPPC), o mezclas de fosfolípidos.
Alternativamente, las bicapas de lípidos pueden
consistir esencialmente en, o contener, lípidos polimerizables, ver
la Tabla 1.
La membrana de agua de la invención comprende
así canales de agua de acuaporina reconstituida sobre un soporte
poroso. Los materiales de soporte útiles con una superficie
hidrofílica para la preparación de las membranas de agua de acuerdo
con la invención se seleccionan preferentemente de mica, tal como
muscovita, cinta de mica, polisulfona, AlO_{2} y materiales
poliméricos que tienen una superficie hidrofílica, por ejemplo,
celulosa. Los materiales de soporte son esencialmente planos, lo
que significa que el soporte es preferiblemente plano, pero la
curvatura del soporte es admisible, tal como es necesario cuando se
fabrican filtros enrollados en espiral. En este caso, el material
de soporte es preferentemente flexible, tal como membranas de
celulosa.
El soporte poroso puede comprender
preferentemente un material tal como mica que tiene una estructura
esencialmente plana con una superficie hidrofílica y en la que se
han formado micro o nano poros, por ejemplo, por grabado. Por lo
tanto, en una realización del primer aspecto, la capa de soporte
permeable comprende una capa hidrofílica esencialmente plana que
comprende mica o cinta de mica con un espesor de capa en una escala
de mm a micras, y en donde se han formado nanoporos que tienen un
diámetro menor de aproximadamente 50 nm (normalmente en el rango de
10-40 nm) (por ejemplo, por grabado, tal como
mediante una técnica de grabado de pista). La mica es
preferentemente muscovita.
Las capas permeables de soporte pueden incluir
también una superficie de la membrana hidrofilizada, tal como una
membrana seleccionada del grupo formado por membranas de silicona,
polisulfona, AlO_{2} y polímeros tales como celulosa con una
superficie hidrofílica, en donde se han formado nanoporos que tienen
un diámetro de menos de aproximadamente 50 nm (típicamente en el
rango de 10-40 nm).
La membrana de lípidos que comprende canales de
acuaporina puede ser una bicapa semejante a la constitución natural
de las membranas celulares biológicas, o la membrana de lípidos
puede consistir en varias bicapas de vesículas de lípidos
depositadas fusionadas. Los lípidos son preferentemente de
naturaleza anfífílica, tales como fosfolípidos (o fosfoglicéridos),
esfingolípidos y cardiolipina. Al depositar las capas de lípidos en
el sustrato poroso, los canales de acuaporina preferentemente pueden
ser depositados junto a los ya existentes o en los poros en el
material de soporte.
El soporte permeable o poroso utilizado en
realizaciones preferidas de la invención se prepara preferentemente
de acuerdo con R.M. Webber, J.L. Anderson, M.S. John, Macromolecules
23 (1990), 1026-1034, en el cual se describe
que:
"Las membranas estaban hechas de delgadas
láminas de mica muscovita, de aproximadamente 7 nm de espesor,
mediante una técnica de grabado de pista. Con membranas grabadas
con pista, los poros se crean al grabar las pistas creadas por
fragmentos de fisión colimada de una fuente de californio 252, con
una solución de ácido fluorhídrico. El número de poros (n) se
controla mediante el tiempo de exposición de la membrana a la fuente
de fisión, mientras que el radio de poro se determina por el tiempo
de grabado, la temperatura y la concentración del baño de ácido
fluorhídrico acuoso. Los poros son de tamaño uniforme y
perpendicular a la superficie de la membrana. La uniformidad del
tamaño de poro es una característica importante de estas membranas,
porque una distribución importante de tamaño de poros daría lugar a
resultados ambiguos para el espesor hidrodinámico de la capa de
polímero debido al flujo sesgado a través de los poros de mayor
tamaño. La fracción de área de los poros en sección transversal de
la parte irradiada de las membranas era de aproximadamente el 1%;
por lo tanto, el número total de poros individuales, modelados
mediante una distribución binomial de tamaños de poros, fue
superior al 96%. La longitud del poro (1) igualó el espesor de la
membrana, ya que los poros eran perpendiculares respecto a la cara
de membrana; el espesor se determinó a partir de las dimensiones
conocidas y el peso de la membrana".
Se prefiere obtener un número final y una
distribución de poros que sea aproximadamente igual al número y la
distribución de canales de acuaporina en la capa de lípidos.
\vskip1.000000\baselineskip
También es posible reconstituir canales de agua
de acuaporina en una bicapa de lípidos plana montada alrededor de
una membrana de soporte poroso con una superficie hidrofóbica, tal
como una película de teflón, donde monocapas de lípidos se montan a
cada lado de la membrana de soporte porosa. En los poros de la
membrana de soporte porosa se montarán las bicapas de lípidos,
donde los canales de agua de acuaporina se pueden reconstituir.
El segundo aspecto de la invención está así
constituido por una membrana de agua que comprende una construcción
en sándwich con al menos dos monocapas de lípidos, que cuando se
monta en una bicapa, comprende canales de agua de acuaporina
funcionales, estando dichas por lo menos dos monocapas de lípidos
separadas mediante al menos una capa de soporte permeable.
Típicamente, la capa de soporte comprende un material hidrofóbico
perforado que forma la superficie de contacto con las monocapas de
lípidos y en el que la bicapa de lípidos se forma en las
perforaciones del material perforado hidrofóbico.
Se prefiere que el material hidrofóbico tenga un
grado de hidrofobicidad que corresponda a un ángulo de contacto de
al menos 100º entre una gota de agua desionizada y el material
hidrofóbico, donde se realiza la medición del ángulo de contacto a
20ºC y de la presión atmosférica, pero superiores grados de
hidrofobicidad se prefieren, tales como los correspondientes a
ángulos de contacto de al menos 105º, 110º, 120º y 120º. Los
materiales hidrofóbicos preferidos son parafilm o teflón.
El material hidrofóbico es típicamente plano
(pero puede ser flexible y por lo tanto curvo) y las perforaciones
están normalmente distribuidas de manera uniforme y sustancialmente
todas de la misma forma geométrica en el plano intermedio entre las
2 superficies del material hidrofóbico, proporcionándose a
continuación los detalles relacionados con las perforaciones en el
material hidrofóbico.
El "plano intermedio" se define como el
plano que consiste en de puntos desde los cuales la distancia
perpendicular a cualquiera de las dos superficies del material
hidrofóbico plano es la misma.
El tamaño de las perforaciones en el material
hidrofóbico debe asegurar meramente que se pueden formar bicapas
estables de lípidos anfifílicos en las perforaciones, de manera que
pueden tener tamaños en el rango de nm, \mum o mm.
El material hidrofóbico está preferentemente
perforado de tal manera que la relación entre el área de perforación
y el área no perforada del material se maximiza, ya que esto
proporciona una superficie máxima de bicapa de lípidos con
acuaporinas para realizar el transporte del agua. El patrón
constituido por las perforaciones es así de importancia, ya que es
la distancia entre cada perforación. Un patrón óptimo es una
disposición hexagonal de las perforaciones con un "espesor de
pared" mínimo entre cada perforación en el patrón. Sin embargo,
el patrón cuadrático también puede resultar suficiente.
La membrana de agua del segundo aspecto de la
invención, por lo tanto, también comprende una membrana de lípidos
anfifílica, tal como una membrana que comprende los lípidos que se
describen en la Tabla 1. Así, la(s) bicapa(s)
de lípidos(s) consiste(n) esencialmente en lípidos anfifílicos seleccionados del grupo formado por fosfolípidos, fosfoglicéridos, esfingolípidos y cardiolipina, así como sus mezclas, por ejemplo, fosfolípidos tales como 1,2-dipalmitoilo-sn-fosfatidilcolina (DPPC), o mezclas de fosfolípidos. La diferencia con el primer aspecto es sobre todo que la membrana sólo constituye una bicapa en las zonas donde el soporte hidrofóbico está perforado, mientras que los lípidos se organizan con sus extremos hidrófobos hacia el soporte hidrofóbico y los extremos hidrofílicos hacia el medio acuoso.
de lípidos(s) consiste(n) esencialmente en lípidos anfifílicos seleccionados del grupo formado por fosfolípidos, fosfoglicéridos, esfingolípidos y cardiolipina, así como sus mezclas, por ejemplo, fosfolípidos tales como 1,2-dipalmitoilo-sn-fosfatidilcolina (DPPC), o mezclas de fosfolípidos. La diferencia con el primer aspecto es sobre todo que la membrana sólo constituye una bicapa en las zonas donde el soporte hidrofóbico está perforado, mientras que los lípidos se organizan con sus extremos hidrófobos hacia el soporte hidrofóbico y los extremos hidrofílicos hacia el medio acuoso.
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La permeabilidad intrínseca del material de la
membrana debe estar asegurada. Un material con baja permeabilidad
es preferible, sin embargo, debe al mismo tiempo ser robusto y capaz
de incorporar acuaporinas 2D para constituir una matriz de filtrado
conjunto estable y denso. Varios procedimientos se utilizan para
preparar el bicapas de lípidos de soporte. Una técnica simple es el
procedimiento de Langmuir-Blodgett. Una solución de
lípidos en un disolvente orgánico apropiado se extiende en una
subfase acuosa en una artesa de Langmuir y el solvente orgánico se
evapora. Un par de barreras móviles se utilizan para comprimir la
película de lípidos lateralmente a una presión de superficie
deseada. Luego, el sustrato se pasa verticalmente a través de la
película, transfiriendo así de una capa de lípidos de una molécula
de espesor (monocapa) en el sustrato (ver la fig. 12). Una segunda
monocapa puede transferirse mediante el paso del sustrato a través
de la película otra vez. Un total de tres monocapas han sido
transferidas mediante el procedimiento de deposición vertical
(Langmuir-Blodgett), sin embargo, una cuarta capa
puede ser transferida mediante la deposición horizontal, llamada de
Langmuir-Schaeffer (LS), de la última capa. Los
procedimientos se pueden utilizar con una variedad de lípidos. Las
membranas biológicas nativas a menudo son asimétricas. Ambos LB y
LS ofrecen la posibilidad de preparar bicapas asimétricas. Esto se
hace mediante el intercambio de la película de lípidos en la subfase
entre las deposiciones.
Otra forma de preparar bicapas soportadas es el
procedimiento de fusión de vesículas (Brian y McConnell 1984). Una
solución de pequeñas vesículas unilamelares (SUVs) se aplica sobre
la superficie de una pieza de silicio hidrofilizada o mica recién
separada. Cuando la muestra se deja a temperatura baja (4ºC) las
vesículas se funden con la superficie para hacer una bicapa
continua (fig. 13). Sin estar sujeto a ninguna teoría, se ha
hipotetizado que las vesículas se adsorben primero en la superficie
del sustrato, a continuación se fusionan para crear una estructura
plana a modo de panqueque y, finalmente se rompen y se extienden
hacia fuera, resultando en una única bicapa en la superficie
(Reviakine y Brisson 2000). También se ha sugerido que después de la
fusión con el sustrato, sólo la parte de la vesícula que está en
contacto directo con el sustrato se convierte en la bicapa
soportada (Leonenko et al. 2000). Con este mecanismo, las
vesículas se rompen en los bordes con la mayor curvatura y la parte
superior de la bicapa puede migrar entonces a la superficie del
sustrato para aumentar el tamaño de la bicapa soportada formada. Se
ha informado que se forman bicapas en cuestión de minutos al
aplicar la solución sobre el sustrato (Tokumasu et al. 2003),
pero este tiempo de incubación corto puede resultar en bicapas
incompletas. También se ha informado de horas o una noche de
incubación (Reimhult et al. 2003, Rinia et al.
2000).
Una tercera técnica que se puede utilizar para
preparar las bicapas soportadas es el recubrimiento giratorio
(Reimhult et al. 2003, Simonsen y Bagatolli 2004). En el
recubrimiento giratorio el lípido se disuelve en un solvente
adecuado y una gota se coloca en el sustrato, que luego se rota
mientras el solvente se evapora y se produce un recubrimiento de
lípidos. Dependiendo de la concentración de la solución de los
lípidos, la película recubierta giratoria consiste en una o varias
bicapas de lípidos. Sin embargo, tras la hidratación las múltiples
capas se han demostrado inestables, y usualmente sólo una bicapa
soportada permanece en la superficie (fig. 14). Este procedimiento
es fácil y rápido, y se ha hecho con lípidos de baja fusión (POPC),
así como con lípidos intermedios (DPPC) y con una temperatura de
transición muy alta (ceramida). Los lípidos útiles incluyen, por
ejemplo, fosfolípidos y lípidos anfifílicos.
Cuando uno también quiere incorporar péptidos y
proteínas en las bicapas soportadas, la técnica de fusión de
vesículas es la más aplicable, ya que los procedimientos mencionados
implican la solubilización de las proteínas o péptidos en solventes
orgánicos. Muchas proteínas de membrana puede desnaturalizarse en
solventes orgánicos, especialmente si contienen grandes dominios
expuestos a la solución acuosa a ambos lados de la membrana. Por
tanto, se prefiere insertar los péptidos o proteínas en las
vesículas. Muchos péptidos y proteínas como acuaporinas pueden
co-solubilizarse con lípidos en el solvente orgánico
antes de la formación de vesículas, y el péptido que contiene las
vesículas se aplica a continuación al sustrato. Esto se ha hecho con
una serie de péptidos, por ejemplo WALP (Rinia et al. 2000),
gramicidina (Mou et al. 1996), clavanina A (Van Kan et
al. 2003) y proteína amiloide p (Lin et al 2001). Las
proteínas de la membrana tales como acuaporinas preferentemente se
insertan en vesículas por otros medios. Esto se puede hacer usando
las estrategias para la reconstitución de las proteínas de membrana
en las vesículas, tal como se describe para citocromo c oxidasa como
proteína modelo en la introducción de capítulo 4 de las páginas
41-45 de la tesis que aquí incorporada "Supported
bilayers as models of biological membranes" por Danielle Keller,
febrero de 2005, centro MEMPHYS de física de biomembranas,
Departamento de Física, Universidad del Sur de Dinamarca y Centro de
Polímeros Danés, Riso National Laboratory, Dinamarca.
El apilamiento de múltiples capas de matrices 2D
individuales es posible y puede ser deseable. Las dimensiones
finales de las matrices apiladas dependerán de la solidez general y
de la permeabilidad intrínseca del material de la
membrana/composición de la membrana elegido. El apilamiento puede
apartarse de un sistema donde las proteínas trivialmente están
incrustadas en una bicapa de lípidos única, y probablemente
soportada. Una serie posterior de eventos de colapso de vesículas
sobre la bicapa soportada podrían proporcionar dispositivos de
unidad de filtrado de múltiples capas, ya que las vesículas son
requisito previo reconstituido con una acuaporina apropiada. La
incorporación del dispositivo de unidad apilado en una membrana de
estabilización o matriz polimérica de estabilización y el posterior
cosido de dichas unidades individuales daría una malla de filtrado
global, eventualmente a través de procesos de automontaje.
Una serie de características son comunes para
los diferentes aspectos de la invención:
Las acuaporinas útiles para la preparación de
las membranas de agua de acuerdo con la invención son: AQP1, TIP,
PIP, NIP, ver la figura. 8, y las mezclas y sus híbridos. Las
acuaporinas de origen vegetal son especialmente deseables, ya que
el riesgo de incluir contaminantes, tales como virus y priones
patógenos, que son perjudiciales para los seres humanos, es muy
reducido. Además, las acuaporinas de plantas son productos de genes
naturales de plantas y pueden sobreexpresarse y producirse en
plantas.
El canal de agua de acuaporina preferentemente
se selecciona del grupo consistente en acuagliceroporinas (GLpF),
tal como un canal GLPA, un canal GLPB1, un canal GLPB2, un canal
GLPB3, y un canal GLPY2, y mezclas y sus híbridos.
Las membranas de agua de la invención están
preferiblemente dentro de una membrana permeable o porosa de
estabilización, que puede ser rígida o flexible y que puede servir
como protección de la membrana de agua, así como un filtro previo
para excluir el material en partículas gruesas de los líquidos
acuosos que se purifican. Como alternativa o adicionalmente, la
membrana de agua de la invención puede depositarse en un disco de
filtro para crear un filtro de agua.
Los materiales útiles para la estabilización de
la membrana, opcionalmente utilizados para encerrar las membranas
de agua de la invención son membranas de silicona microporosa que
tienen un tamaño de poro relativamente pequeño y que se solidifican
a temperatura ambiente o a una temperatura por debajo de 50ºC
aproximadamente.
Los lípidos útiles para la reconstitución de las
acuaporinas y formación de las bicapas de lípidos son: POPC, DPPC,
ceramida, ver la Tabla 1 y las mezclas de los mismos.
La tabla 1 es una lista de los lípidos útiles
para la formación de bicapas de lípidos que se utilizarán en las
membranas de agua de la invención:
1,2-dimiristoilfosfatidilcolina
(DMPC)
1,2-dipaimitoilfosfatidilcolina
(DPPC)
1,2-distearoilfosfatidilcolina
(DSPC)
1,2-dioleoilfosfatidilcolina
(DOPC)
1,2-dimiristoleoilfosfatidilcolina
1,2-dipalmitoleoilfosfatidilcolina
1,2-dipetroselinoilfosfatidilcolina
1,2-dielaidoilfosfatidilcolina
1,2-dilinoleoilfosfatidilcolina
1,2-dilinolenoilfosfatidilcolina
1,2-dieicosenoilfosfatidilcolina
1,2-diaraquidonoilfosfatidilcolina
1,2-dierucoilfosfatidilcolina
1,2-dnervonoilfosfatidilcolina
1-paimitoil-2-oleoilfosfatidilcolina
(POPC)
1-palmitoil-2-linoleoilfosfatidilcolina
1-palmitoil-2-araquidonoilfosfatidilcolina
1-palmitoil-2-docosahexaenoilfosfatidilcolina
1-estearoil-2-oleoilfosfatidilcolina
(SOPC)
1-estearoil-2-linoleoilfosfatidilcolina
1-estearoil-2-araquidonoilfosfatidilcolina
1-estearoil-2-docosahexaenoilfosfatidilcolina
1-oleoil-2-palmitoilfosfatidilcolina
1-oleoil-2-estearoilfosfatidilcolina
1,2-didocosahexaenoilfosfatidilcolina
\vskip1.000000\baselineskip
1,2-dimiristoilfosfatidiletanolamina
(DMPE)
1,2-dipalmitoilfosfatidiletanolamina
(DPPE)
1,2-distearoilfosfatidiletanolamina
(DSPE)
1,2-dioleoilfosfatidiletanolamina
(DOPE)
1-palmitoil-2-oleoilfosfatidiletanolamina
(PAPA)
1-palmitoil-2-1-linoleoilfosfatidiletanolamina-palmitoil-2-1-palmitoil
araquidonoilfosfatidiletanolamina-2-1-docosahexaenoilfosfatidiletanolamina
estearoil-2-oleoilfosfatidiletanolamina
(SOPE)
1-estearoil-2-1-linoleoilfosfatidiletanolamina
estearoil-2-1-araquidonoilfosfatidiletanolamina
estearoil-2-docosahexaenoilfosfatidiletanolamina
1,2-dielaidoilfosfatidiletanolamina
1,2-dilinoleoilfosfatidiletanolamina
1,2-dilinolenoilfosfatidiletanolamina
1,2-iaraquidonoilfosfatidiletanolamina
1,2-didocosahexaenoilfosfatidiletanolamina
1,2-dipalmitoleoilfosfatidiletanolamina
\vskip1.000000\baselineskip
1,2-dimiristoilfosfatidilglicerol
(DMPG)
1,2-dipalmitoilfosfatidilglicerol
(DPPG)
1,2-dlstearoilfosfatidilglicerol
(DSPG)
1,2-dioleoilfosfatidilglicerol
(DOPG)
1-palmitoil-2-oleoilfosfatidilglicerol
(POPG)
1-palmitoil-2-linoleoyifosfatidilglicerol
1-palmitoil-2-araquidonoilfosfatidilglicerol
1-palmitoil-2-docosahexaenoilfosfatidilglicerol
1-estearoil-2-oleoilfosfatldilglicerol
(SOPG)
1-estearoil-2-linoleoilfosfatidilglicerol
1-estearoil-2-araquidonoilfosfatidilglicerol
1-estearoil-2-docosahexaenoilfosfatidilglicerol
\vskip1.000000\baselineskip
1-palmitoil-2-oleoilfosfatidilserina
(POPS)
1-palmitoil-2-linoleoilfosfatidilserina
1-palmitoil-2-araquidonoilfosfatidilserina
1-palmitoil-2-docosahexaenoilfosfatidilserina
\global\parskip0.930000\baselineskip
1-estearoil-2-oleoilfosfatidilserina
(SOPS)
1-estearoil-2-linoleoilfosfatidilserina
1-estearoil-2-araquidonoilfosfatidilserina
1-estearoil-2-docosahexaenoilfosfatidilserina
1,2-dimiristoilfosfatidilserina
(DMPS)
1,2-dipalmitoilfosfatidilserina
(DPPS)
1,2-distearoilfosfatidilserina
(DSPS)
1,2-dioleoilfosfatidilserina
(DOPS)
1,2-didocosahexaenoilfosfatidilserina
1,2-dierucoilfosfatidilserina
\vskip1.000000\baselineskip
Cardiolipina
Lípidos bipolares
\vskip1.000000\baselineskip
Fosfatidilcolina de yema de huevo
Fosfatidilcolina de corazón de bovino
Fosfatidilcolina de cerebro
Fosfatidilcolina de hígado de bovino
Fosfatidilcolina de soja
Fosfatidiletanolamina de E. Coli
Fosfatidiletanolamina de corazón de bovinos
Fosfatidiletanolamina de cerebro
Fosfatidiletanolamina de hígado de bovino
Fosfatidiletanolamina de huevo
Fosfatidilinositol de hígado de bovino
Fosfatidilinositol de soja
Fosfatidilserina de cerebro
Fosfatidilserina de soja
\vskip1.000000\baselineskip
1,2-di-10,12-tricosadiinoil-sn-glicero-3-fosfocolina
(DTPC)
1,2-di-10,12-tricosadiinoil-sn-glicero-3-fosfoetanolamina
(DTPE)
1-palmitoil-2,10,12-tricosadiinoil-sn-glicero-3-fosfoetanolamina
(PTPE)
(DC-8,9PC
[1,2-bis(10,12-tricosadiinoil)-sn]-glicero-3-fosfocolina
diPhyPC
[1,2-difitanoil-sn-glicero-3-fosfocolina]
\global\parskip1.000000\baselineskip
En una realización, la invención tiene la forma
de un disco de filtro convencional, ya que es fácil para estudiar
su funcionalidad. Para fabricar este disco, una bicapa de membrana
de fosfolípidos que comprende proteína de acuaporina funcional se
deposita en la superficie de un disco de 25 mm de ultrafiltración
comercial utilizando una artesa de
Langmuir-Blodgett. En una realización preferida de
la invención, la membrana de agua se enrolla en espiral
opcionalmente junto con membranas convencionales para formar un
módulo RO enrollado en espiral, ver las figuras. 10 y 11.
El disco de filtro se monta en una cámara
cerrada con una entrada y una salida, tal como una cámara de disco
de filtro conectada a través de un tubo a una fuente de agua con una
bomba que impulsa el agua a presión de la fuente través de la
membrana y sale a través de la salida. El dispositivo se considera
funcional cuando sólo agua pura lleva a través del otro lado de la
membrana y los solutos contaminantes permanecen concentrados en la
cámara de origen. La solución contaminada debe ser presurizada para
superar la tendencia natural del agua pura a fluir en el
compartimiento de la cámara que tiene el mayor número de partículas
disueltas, superando así la presión osmótica del agua, que es de
aproximadamente 10 psi para el agua potable. Es el propósito de la
membrana de agua de la invención invertir la ósmosis y separar el
agua pura de los solutos contaminantes. Esta tendencia, o presión
osmótica, del sistema se puede expresar en libras por pulgada
cuadrada (psi). Por ejemplo, la presión osmótica del agua de mar
está en el rango de 360 a 400 psi.
Hay varios procedimientos que pueden utilizarse
para permitir que el dispositivo tolere este tipo de presiones. Un
procedimiento consiste en agregar una alta concentración de un
soluto no tóxico y fácilmente extraíble en la cámara de agua fresca
para fomentar la ósmosis regular a través de la membrana, mientras
la ósmosis inversa también se está produciendo debido a la
presurización de la cámara. Además, la presión necesaria para la
ósmosis inversa se puede reducir mediante el uso de membranas
múltiples acuaporinas en una cascada de cámaras selladas conectadas
que contienen concentraciones de contaminantes cada vez más
pequeñas. La presión resultante para purificar el agua en cada par
de cámaras es una fracción de la presión total necesaria para la
ósmosis inversa. Por lo tanto, cada membrana sólo tiene que
soportar una presión pequeña y tiene una mayor probabilidad de
permanecer intacta. Por lo tanto, si la diferencia de concentración
entre cada par de cámaras era sólo del 10% en lugar del 100%, sólo
10% de la presión alta antes mencionada sería necesaria para
purificar el suministro de agua en cada unión. El agua pura se
produce continuamente en la cámara de final con una presión y un
flujo constantes.
La membrana de ósmosis inversa de acuaporina
puede purificar el agua que posee diferentes tipos de contaminación
en una sola etapa. Los sistemas tradicionales de alta pureza
requieren varios componentes que pueden incluir un ablandador de
agua, filtros de carbón, intercambiadores de iones, UV o
esterilización química, y un conjunto de filtro de ósmosis inversa
de dos pasos que debe utilizarse en combinación antes que el agua
purificada se pueda producir. Esta elaborada puesta a punto no
puede eliminar los gases disueltos o sustancias menores de 150
Daltons de la fuente de agua, como puede la membrana de acuaporinas.
Además, todos estos componentes requieren de mantenimiento. Las
lámparas UV requieren reemplazo y energía. Los intercambiadores de
iones necesitan ser regenerados químicamente cuando estén llenos.
Los suavizadores necesitan sal. Los cartuchos de carbono y de
ósmosis inversa deben ser reemplazados cuando se ensucian. Por
último, un dispositivo de un único paso requeriría mucho menos
espacio y pesaría mucho menos que un sistema de purificación típica,
y la ventaja de esta opción es posible mediante dispositivos que
tienen la membrana de agua acuaporina de la invención para ser
portátil.
Las membranas de acuaporina son también más
rápidas que los sistemas convencionales. Una unidad convencional de
ósmosis inversa de alta velocidad puede producir alrededor de 28,4
litros (7,5 galones) de agua limpia por minuto. La investigación
actual muestra el movimiento de las moléculas de agua a través de
una membrana de lípidos de acuaporina saturada (0,0177 mm^{2})
con un índice de 54 mmol/seg. (Pohl, P., Saparov, SM, Borgnia, MJ,
y Agre, P., (2001), Actas de la Academia Nacional de Ciencias 98, p.
9624-9629). Por lo tanto, una membrana de
acuaporina teórica de ósmosis inversa con una superficie de 1,0
m^{2} puede filtrar hasta 3295 litros de agua pura por minuto.
Esa tasa es superior a 116 veces más rápido que un purificador
normal.
La presente invención en un aspecto adicional se
refiere a un sistema de tratamiento de agua para eliminar los
productos químicos, radiológicos, biológicos y/o partículas
contaminantes del mismo, comprendiendo este sistema un alojamiento
unitario que tiene una entrada dispuesta para su conexión a una
fuente externa de agua, en donde el alojamiento unitario tiene
dispuesto en el mismo una o más unidades de filtración de agua
compuestas que comprenden una membrana de agua de la invención
dispuesta para tratar el agua de la fuente externa de agua para
producir una corriente de agua ultra pura, y en donde el alojamiento
unitario comprende una salida para descargar dicho corriente de
agua ultra-pura del mismo. Ejemplos de tales
sistemas de tratamiento son dispositivos de filtrado de ósmosis
inversa.
Sin embargo, también es posible el intercambio
de una membrana de agua de la invención con otras membranas que
comprenden acuaporinas funcionales, por ejemplo, las membranas que
contienen acuaporinas descritas en el documento 2004/049230. Se
cree que estos sistemas de tratamiento de agua y los dispositivos de
filtro aquí descritos son inventivos por derecho propio,
independientemente de la naturaleza exacta de las acuaporinas que
contiene la membrana.
Así, la invención también incluye un dispositivo
de filtrado de agua de ósmosis inversa para la producción de agua
desalinizada de una fuente de agua salada, siendo dicha agua
desalada útil para la agricultura de riego y/o como agua potable,
en donde al menos uno de una(s) membrana(s) de
filtración de ósmosis inversa final ha sido sustituida por una
membrana de agua que comprende los canales de agua de acuaporina
funcionales, tal como una membrana de la invención. Del mismo modo,
la invención también incluye un dispositivo de filtrado de agua de
ósmosis inversa para la producción de agua ultra pura de una fuente
de agua cruda, siendo dicha agua ultra pura útil en la industria de
los semiconductores y/o en la industria farmacéutica, en donde al
menos una de una(s) membrana(s) de filtrado de ósmosis
inversa final ha sido sustituida por una membrana dl agua que
incluye canales de agua de acuaporina funcionales. Además, la
invención se refiere a un dispositivos de filtrado de agua de
ósmosis inversa para la producción de agua pura de una fuente de
agua cruda útil en la industria del agua municipal, industria
química, industria del agua potable, industria alimentaria,
industria electrónica, industria de petróleo y gas, refinerías de
industria, industria de pulpa y papel, industria metalúrgica,
industria minera, e industria de alimentación, en donde al menos uno
de una(s) membrana(s) de filtrado de ósmosis inversa
final ha sido sustituida por una membrana de agua que incluye
canales de agua acuaporina funcionales. Típicamente, una presión
osmótica se aplica a la parte posterior de dicha membrana de agua
para conducir el flujo de agua. La presión osmótica normalmente se
deriva de una solución concentrada para tener una mayor presión
osmótica que la fuente de agua a purificar.
La invención también se refiere a un dispositivo
de filtración de agua para extraer y recuperar agua de fluidos
corporales, como orina, leche y sudor/transpiración, que incluye una
membrana de agua que comprende los canales de agua de acuaporina
funcionales, tal como una membrana de agua de la invención.
El sistema de purificación de agua y el
dispositivo de filtración de la presente invención pueden comprender
además un módulo de filtración de partículas antes de la unidad de
membrana de agua, para el tratamiento previo de la corriente de
agua y la eliminación de al menos una parte de las partículas
contaminantes de la misma.
Este módulo de filtración de partículas funciona
para reducir la carga de la unidad de filtración de agua posterior,
de modo que se requiere menos presión para el flujo suficiente de la
corriente de agua, aumentando así el consumo de energía de todo el
sistema y la eficiencia de operación.
El módulo de filtración de partículas
preferentemente comprende uno o más elementos de filtración
seleccionados del grupo compuesto por (a) separadores de membrana
de fibra hueca, y (b) elementos de ultrafiltración. Múltiples
separadores de membrana de fibra hueca y elementos de
ultrafiltración se pueden emplear de forma alterna, para maximizar
la capacidad de retirada de partículas de este módulo de filtración
particular.
Los elementos de filtración preferentemente
comprenden dispositivos de filtración de flujo tangencial o de
flujo cruzado, ya que son bien conocidos en la materia, para evitar
la oclusión de la superficie de filtración.
Con el fin de reducir la vulnerabilidad de este
módulo de filtración de partículas de fallo de los filtros
individuales, y para reducir el tiempo de inactividad del sistema
durante la limpieza y el mantenimiento de los filtros individuales,
este módulo de filtración de partículas preferentemente contiene
múltiples elementos de filtración dispuestos en paralelo, cada uno
de los cuales proporciona un ruta de filtración independiente para
el flujo de agua.
Se utiliza preferiblemente un filtro preliminar
anterior de dicho módulo de filtración de partículas, que puede por
ejemplo, tener una porosidad en un intervalo de aproximadamente 10
\mum a aproximadamente 20 \mum, para filtrar las partículas
grandes (tal como partículas sólidas, esporas y bacterias) de la
corriente de agua y para extender la vida de los filtros utilizados
en el módulo de filtración de partículas posterior.
Dicha unidad de eliminación de la contaminación
podrá comprender bien un módulo de nanofiltración (NF) o un módulo
de ósmosis inversa (RO) para la eliminación de los iones de la
corriente de agua. El módulo RO ha sido convencionalmente utilizado
para este propósito y ha demostrado ser efectivo. Además, la
nanofiltración requiere menos presión y menos consumo de energía y
agua en comparación con los módulos de ósmosis inversa.
El sistema de tratamiento de agua de la presente
invención puede comprender además un tanque acumulador hidráulico,
en el que fluye el agua tratada, para el propósito de mantener una
presión uniforme en el sistema y proporcionar un suministro
constante de agua sustancialmente a la instalación de consumo de
agua posterior.
El sistema de tratamiento de agua de la presente
invención puede comprender además un módulo de supervisión de la
calidad del agua, controlando una o más variables (por ejemplo,
incluyendo pero no limitado a: concentración de cloro, pH,
conductividad, carbono orgánico total, oxígeno disuelto, demanda de
oxígeno químico, turbidez, y radiactividad) que son indicativos de
la calidad del flujo de agua a tratar, comparándose dichas variables
con un valor de referencia determinado por los valores observados
previamente de dichas variables, identificando una desviación
significativa de este valor de referencia, y produciendo una señal
de salida indicativa de dicha desviación. Se pueden utilizar
sensores automáticos para hacer mediciones precisas de tales
variables, y una toma de muestras se puede utilizar para recoger
muestras discretas de agua de forma regular, lo que permite el
aislamiento de una muestra del marco de tiempo cuando se produce una
desviación. Varios procedimientos analíticos pueden realizarse en
la muestra, de forma que se identifiquen los contaminantes en el
agua que causan la desviación. Este módulo de supervisión de la
calidad del agua puede funcionar más para activar o apagar el
sistema de tratamiento de agua según sea necesario, y/o para alertar
a las autoridades que la calidad del agua no está cumpliendo con
las normas preestablecidas de calidad del agua potable.
El sistema de tratamiento de agua de la presente
invención pueden ser fijo o portátil. Es preferible fabricar e
instalar para el transporte y la implementación vehicular, por lo
que puede ser utilizado para abastecer de agua a sitios
remotos.
El sistema de la presente invención es
susceptible de ser configurado con diferentes componentes de manera
redundante en paralelo y/o en serie, para aumentar la fiabilidad del
sistema y el rendimiento general del sistema. Se reconoce, además,
que el sistema y las realizaciones aquí descritas pueden utilizar
redundancia funcional para efectuar la eliminación completa de los
contaminantes del agua.
El sistema/dispositivo de filtración de agua es
útil para purificar agua, y la invención, tal como se mencionó
anteriormente, también se refiere a procedimientos de preparación de
agua purificada, donde dichos procedimientos comprenden que el agua
pase a través de un sistema o dispositivo de la invención. El agua
así obtenida estará, por ejemplo, esencialmente libre de iones,
partículas, materia orgánica y coloides, ya que tales fracciones se
han retenido en el dispositivo.
Tal como se desprende de la descripción anterior
del 2º aspecto de la invención, es decir, la membrana de
agua que puede comprender un material hidrofóbico en una capa
intermedia de soporte flanqueada por monocapas de lípidos, es
posible preparar un material en forma de una película hidrofóbica
que incluye perforaciones distribuidas uniformemente con una forma
y tamaño uniforme.
Se describe una película de polímero hidrofóbico
que comprende múltiples perforaciones, en la que dichas
perforaciones se distribuyen uniformemente en la película y
substancialmente la totalidad o substancialmente la misma forma
geométrica en el plano intermedio entre las 2 superficies de la
película. Cuando tales perforaciones tienen, cada una, una
superficie de apertura lo suficientemente grande para permitir el
paso de vapor de agua, pero lo suficientemente pequeña para impedir
el paso de agua líquida, tal como un espacio en el rango de entre
100 nm^{2} a 1 mm^{2}, la película funcionará de una manera
equivalente a materiales como Goretex®, es decir, la
película es transpirable, pero no obstante, a prueba de agua. Se
cree que las películas de la presente invención son superiores a
los materiales tales como películas de Goretex®, porque el tamaño y
la geometría de las perforaciones se encuentra bajo un control
superior.
El término "película hidrofóbica" en el
contexto actual indica un material hidrofóbico sustancialmente
plana. La película es típicamente flexible, de modo que el material
plano puede alcanzar la forma de un plano curvo (es decir,
si el material se enrolla alrededor de un eje), haciendo así la
película hidrofóbica adecuada como parte de un tejido de prendas de
vestir y otras estructuras flexibles.
Las perforaciones típicamente tienen una
longitud máxima de corte transversal en un rango de nm a mm, por
ejemplo en el rango de micras, y la película suele tener un espesor
en el rango de milímetros a micras.
Típicamente, la forma geométrica de las
perforaciones se selecciona entre circular y elíptica. Ambas formas
son fáciles de obtener cuando se utilizan equipos láser para la
introducción de las perforaciones en la película - por ejemplo,
orificios circulares se obtienen utilizando un rayo láser
estacionario, mientras que el movimiento de la película en relación
con el rayo láser (ya sea moviendo la película o el rayo láser)
durante la exposición ofrecerá una perforación elíptica o incluso
en forma de varilla. En realizaciones preferidas, las perforaciones
tienen sustancialmente la misma dimensión. El material de la
película suele seleccionarse de los materiales hidrofóbicos
descritos anteriormente en relación con la descripción del 2º
aspecto de la invención.
Otros aspectos, características y realizaciones
de la invención se desprenden de forma más completa de la
descripción y de las reivindicaciones adjuntas.
\vskip1.000000\baselineskip
El siguiente protocolo se ha utilizado para
preparar una membrana de agua de acuerdo con la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
a. Un lípido DPPC seco se suspende en agua
milli-Q para obtener una concentración de
1,3-1,5 mM.
b. La suspensión es hidratada mediante
incubación a 55ºC durante 1 hora en las vesículas resultantes
multilamelares (MLVs).
c. SUVs son preparados mediante la extrusión de
la solución MLV 12 veces a través de dos filtros de policarbonato
de 100 nm.
d. La solución SUV se almacena a 55ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
a. Aprox. 4 g BloBeads^{TM} se lavan 5 veces
con agua milli-Q.
b. Las BioBeads^{TM} lavadas son sonicadas
durante 1 hora bajo agua de aspiración.
\vskip1.000000\baselineskip
a. Un volumen apropiado de la solución SUV se
pipeta en un tubo eppendorf
b. Se añaden 50 \mul 20% Triton
X-100
c. Se añaden 10 \mul AQP-1 en
forma desnaturalizada en un tampón fosfato de purificación según el
procedimiento descrito por Zeidel et al. (1992) (Conc. 0,5
mg/ml)
d. Se añade agua milli-Q a un
volumen final de 200 l
e. La solución se incuba a temperatura ambiente
mientras se agita durante 15 min
f. Aprox. 75 mg de BioBeads lavadas se añaden a
la solución, que a continuación se incuba y se agita durante
30-45 min
g. La solución se pipeta en un tubo eppendorf
limpio
h. Las etapas f-g se repiten 3
veces (4 veces BloBeads en total)
l. La solución de proteoliposomas ya está lista
para su uso.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 9 muestra imágenes de microscopio de
fuerza atómica (AFM) de las membranas DPPC de muscovita, y muestra
una imagen AFM de AQP1 reconstituido en membranas DPPC, que muestra
que la reconstitución funciona y que las bicapas soportadas de las
vesículas resultantes se han hecho. El área de las pequeñas
estructuras circulares en las imágenes es de aproximadamente 36
nm2, medido en las imágenes. Esto se corresponde bien con el área
de superficie de la proteína en la bicapa de lípidos. Por término
medio (6 imágenes de diferentes tamaños a partir de tres áreas
diferentes) la proteína cubre el 48% de la superficie, y el 52% de
los lípidos. Asumiendo un área de lípidos de 0,5 nm2 la proporción
de lípidos y proteínas (LPR) calculada es de 77. Las bicapas
soportadas se hicieron mediante la fusión de vesículas de
proteoliposomas preparados con un LPR de 50.
\vskip1.000000\baselineskip
Se obtuvo extracto de lípido total E.
coli en cloroformo a partir de Avanti Polar Uplds, (Alabaster,
AL). Los solventes (cloroformo, etanol, metanol, decano) fueron
comprados a Sigma-Aldrich (St. Louis, MO).
SM-2 BioBeads fueron adquiridos a BioRad
Laboratories (Hercules, CA). El agua utilizada en todos los
preparativos fue agua ultrapura Milli-Q (18,2
M\Omega cm^{-1}). Acuaporina-1 purificada de
eritrocitos bovinos se obtuvo como una suspensión de proteínas
desplegadas por el Dr. Jan Enghild de la Universidad de Aarhus.
El cloroformo se evaporó de la solución de
lípidos y la película de lípidos seca se hidrató con 100 mM KCl
durante 30 minutos a 55ºC. La solución se agitó, y pequeñas
vesículas unilamelares (SUV) se formaron haciendo pasar la solución
12 veces a través de dos filtros de policarbonato de 100 nm en un
extrusor Lipex (Northern Lipids, Vancouver, CD). La mezcla de
reconstitución se preparó mediante la adición de Triton
X-100 (Sigma) a una concentración final de 1,25%
(peso/vol), seguido de AQP-1 a una proporción de
lípidos y proteínas (LPR) de 1000:1. Los proteoliposomas se
formaron mediante la eliminación del detergente. Esto se realizó por
adsorción en BioBeads hidrofóbicos (SM-2). Los
proteoliposomas se utilizaron en el día de la preparación o al día
siguiente. La solución se almacenó a 4ºC entre los
experimentos.
\vskip1.000000\baselineskip
Una fijación de voltaje controla (o "fija")
la bicapa (o membrana celular) de potencial V en cualquier nivel
deseado. El procedimiento aquí utilizado mide el potencial a través
de una bicapa formada en una partición entre dos soluciones
acuosas. Un electrodo de plata AgCl recubierto se coloca en una
cámara, y por vía electrónica se compara esta tensión con la
tensión que se mantenga (llamada tensión de mando). El circuito de
la fijación a continuación pasa una corriente de vuelta a la otra
cámara a través de otro electrodo. Este circuito de
retroalimentación electrónica tiene el potencial de transbicapa en
el nivel deseado, incluso frente a los cambios de permeabilidad. Lo
más importante, el dispositivo permite la medida simultánea de la
corriente que se necesita para mantener el potencial transbicapa en
una tensión dada. Por lo tanto, la técnica de fijación de voltaje
indica cómo el potencial de la membrana influencias el flujo de
corriente iónica a través de la membrana. Esta influencia se
expresa en una relación corriente-voltaje
(I/V).
(I/V).
Se formaron bicapas planas a partir de
soluciones n-decano (2,5% p/vol) de E.coli
(Avanti Polar Lipids, Alabaster, AL) a través de un orificio (1,3
mm de diámetro) en una partición de teflón que separa dos soluciones
acuosas de 0,1 M sin búfer KCl que fueron preparados el día del
experimento. Los experimentos bicapa I/V se realizaron a 22ºC con
un amplificador AxoPatch200 (Axon Instruments, Sunnyvale, CA) usando
cables de AgCl recubiertos de plata como electrodos. Se
construyeron protocolos I/V fueron y los datos fueron registrados
mediante el software Clampex 9.2 (Axon Instruments, Sunnyvale, CA).
Los datos fueron filtrados con paso bajo a una frecuencia de
esquina de 500 Hz (-3 dB), utilizando un filtro Bessel de ocho polos
(Frequency Devices, Haverhill, MA) y después de conversión AD de 16
bits (DigiData1332A, Axon Instruments, Sunnyvale, CA) fueron
almacenados en el PC (Dell Computers, Texas) para su análisis. Los
datos fueron analizados y mostrados utilizando ClampFit 9.2 (Axon
Instruments, Sunnyvale, CA) y OriginPro7.5 (OriginLab, Northampton,
MA).
La formación de la bicapa se monitorizó usando
un estereomicroscopio (Zeiss) equipado con una fuente de luz fría
(IntraLux 5000, Volpi, CH). Después de la deposición de lípidos en
el orificio de partición, los colores de la difracción de Newton de
las multicapas de lípidos fueron desapareciendo y después de unos 10
minutos se estableció una membrana de lípidos transparente
"negra", rodeada por un toro de lípidos/decano más grueso.
Este adelgazamiento se reflejó también en la evolución temporal en
la raíz del promedio de los cuadrados de las actuales transbicapas
en IRMS potencial cero. Inicialmente IRMS era de 1,6 pA
aproximadamente y se elevó a un valor de estado estacionario de
aproximadamente 6 pA, indicando que se formó una bicapa estable. El
diámetro de la bicapa era de 1200 micras aproximadamente. Después
de la formación de la bicapa, se obtuvieron las corrientes
transbicapa mediante un protocolo de etapa en el que el potencial se
incrementó de -100 mV a +90 mV en incrementos de 10 mV. Cada etapa
se prolongó 1000 ms con 1000 ms entre etapas.
AQP-1 se incorporó a la bicapa
plana después de la adición de vesículas que contienen
AQP-1 a la solución que forma la bicapa (2:1
vol/vol), y se obtuvieron resultados similares.
La incorporación de AQP-1 en las
bicapas de lípidos no cambió las corrientes iónicas, pero cambió las
constantes de tiempo de la bicapa que contiene
AQP-1 en comparación con el control. En una primera
aproximación, esta última observación se puede interpretar como
cambios en las constantes dieléctricas efectivas del toro y de la
bicapa. Esto es probable, ya que la constante dieléctrica más baja
del material de proteína AQP-1 en comparación con
el material de hidrocarburos podría dar lugar a menores constantes
de tiempo, tanto en la bicapa como en el toro.
\vskip1.000000\baselineskip
Después de la formación de bicapas de lípidos
que contienen AQP-1, se observó un flujo de agua
activado por gradiente osmótico a través de la membrana, mediante
la medición de los cambios en la concentración de iones K+ en la
capa no agitada cerca de la membrana.
Se construyeron electrodos K+ de doble barril
utilizando capilares de vidrio de 1,2 mm de diámetro exterior
(Coming 120F), de acuerdo con la técnica de Zeuthen.
Las tensiones de los electrodos de los dos
barriles se registraron usando un amplificador DUO773 (WPI)
interconectado con un PC (Dell Computer, Austin, TX), usando una
interfaz AD/DA de 12 bits BioLogic 1401+ (Biologic, Claix,
Francia).
Se realizaron registros con el electrodo de
doble barril colocado en la cámara posterior (cis) que contenía 100
mM KCl tamponado con 20 mM Tris
[hidroximetil]-aminometano hidrocloruro (TRIS)
(T3253, Sigma, St Louis, MO) a pH 7,2. El soporte del electrodo fue
montado de manera que entró en la cámara cis con un ángulo de 45º
respecto a la superficie de la solución acuosa y se manipuló usando
un micromanipulador hidráulico (David Knopf Instruments, modelo
1207B) con una longitud de paso mínima de 0,25 micras. La formación
de la bicapa y la posición aproximada del electrodo se
monitorizaron usando un estereomicroscopio tal como se describe en
la sección 5.3 y la grabación comenzó 10-20 min
después de la deposición de lípidos. La precisión global en la
distancia de bicapa-eledrodo se consideró
aproximadamente \pm7 \mum y la distancia absoluta fue juzgada
mediante de los cambios mayores en el potencial del electrodo bajo
estrecho contacto con la bicapa. El gradiente osmótico a través de
la bicapa fue inducido por tener un lado frontal (trans) de la
solución KCl que contiene 4 M urea (452042V, BDH, Poole, Reino
Unido) tamponado con 20 mM TRIS a pH 7,2.
Se observó que una bicapa de lípidos incorporada
en AQP-1 indujo un flujo de agua en presencia de un
gradiente osmótico transbicapa.
El AQP-1 incorporado en las
bicapas de lípidos aumentó la concentración de iones K+ en un 8%
aproximadamente en 20 micras de la bicapa en el lado hipotónico en
presencia de un gradiente osmótico en comparación con la mayor
concentración de K+.
Las membranas fueron capaces de soportar
gradientes osmóticos 4 M.
\vskip1.000000\baselineskip
Las figuras 10 y 11 muestran un sistema de
purificación de agua, de acuerdo con una realización de la presente
invención. La figura 10 es una vista en perspectiva esquemática
seccionada del elemento, y la figura 11 es una vista en sección
transversal tomada a lo largo de la línea II-II de
la figura 10.
El elemento tiene un tubo hueco 1 dispuesto en
el centro del elemento y que tiene una superficie del mismo formada
con una pluralidad de orificios pasantes 1a. Las membranas de
ósmosis inversa 2, elementos de paso de líquido permeados 3, y
elementos de paso de líquidos de alimentación 4 se enrollan
alrededor de la superficie exterior del tubo hueco 1 de la forma
descrita a continuación.
Cada membrana de ósmosis inversa 2 tiene una
forma similar a una bolsa en conjunto, y un elemento de paso de
líquido permeado 3 se dispone en el mismo. Las membranas de ósmosis
inversa en forma de bolsa 2 se fijan a la superficie exterior del
tubo hueco 1 con sus aberturas 2a encerrando orificios pasantes 1a
formados en el tubo hueco 1, de manera que el interior de las
membranas de ósmosis inversa 2 y los elementos de paso de líquido
permeados 3 pueden comunicarse con los orificios pasantes 1a.
Cada elemento de paso de líquido de alimentación
4 está dispuesto entre las membranas de ósmosis inversa 2 asociadas
al mismo, y los elementos de marco 5 configurados para permitir que
el líquido pase a su través están fijados a ambos extremos del
conjunto de la membrana y el elemento de paso, con lo cual se
consigue la estructura en espiral.
El elemento mencionado anteriormente se coloca
en un recipiente a presión y se adapta para suministrarse en un
extremo (lado anterior) con líquido de alimentación 6 a una presión
predeterminada.
A medida que el líquido de alimentación 6 fluye
a lo largo de los elementos de paso de líquido de alimentación 4,
se somete a una separación de ósmosis inversa mediante membranas de
ósmosis inversa 2, que se separa en líquido permeado y un soluto.
El líquido permeado, que pasa a través de las membranas de ósmosis
inversa 2, y que tiene una concentración de solutos baja, fluye en
los orificios pasantes 1a y se recoge en el tubo hueco 1. El
líquido permeado 6a se saca luego del lado posterior del
elemento.
El líquido de alimentación que no ha pasado por
las membranas de ósmosis inversa 2 continúa fluyendo a lo largo de
los elementos de paso de líquido de alimentación 4 en el lado
posterior. En el transcurso del flujo, el líquido de alimentación
se toma en el soluto separado del líquido de alimentación y se deja
sobre las superficies de la membrana, para ser líquido concentrado
6b que tiene una alta concentración de soluto.
Hay un problema crítico en la operación del
elemento, de forma que el rendimiento del elemento disminuye debido
a la polarización de la concentración.
La polarización de la concentración es un
fenómeno en el que las sustancias incrustantes, tales como impurezas
y contaminantes contenidos en el líquido de alimentación, se
enriquecen en la superficies de la membrana de las membranas de
ósmosis inversa 2, que están en contacto con los elementos de paso
de líquido de alimentación 4, de manera que la concentración de
soluto y de sustancias incrustantes del líquido de alimentación se
hace más alto sobre la superficie de la membrana. Como resultado,
la presión osmótica se vuelve más alta.
Cuando se produce la polarización de la
concentración, la cantidad de líquido permeado disminuye, y las
impurezas tales como gel y escala se precipitan en la superficie de
la membrana. Por esta razón, la membrana de ósmosis inversa no
puede desarrollar su capacidad y el rendimiento del elemento
disminuye.
La aparición de la polarización de concentración
puede suprimirse haciendo que el flujo del líquido de alimentación
sobre la superficie de la membrana sea turbulento. Por ejemplo, el
flujo turbulento se produce con más facilidad utilizando el
elemento de paso de líquido de alimentación 4 de un espesor menor
para aumentar la velocidad lineal del líquido de alimentación sobre
la superficie de la membrana, de modo que la capa de polarización
de la concentración pueda ser más fina.
Con el elemento de paso de líquido de
alimentación 4 con un espesor menor, sin embargo, el paso definido
por el elemento de paso de líquido de alimentación 4 se obstruye
fácilmente con sustancias de incrustación contenidas en el líquido
de alimentación, tales como impurezas y microorganismos. Como
resultado, el rendimiento disminuye y la pérdida de presión en el
líquido de alimentación aumenta. Para mantener la calidad y la
cantidad de líquido permeado, la presión operativa para el líquido
de alimentación tiene que ser aumentarse, y por lo tanto, debe
preverse una bomba de alta presión que requiere energía eléctrica
para operar y tuberías de presión, lo que resulta en un incremento
de los costes de producción de líquidos.
Al menos una de las membranas de ósmosis inversa
es una membrana de agua de acuerdo con la invención, que comprende
canales de acuaporina y/o acuagliceroporina.
\vskip1.000000\baselineskip
1. Agre, P., M. Bonhivers, y M. J.
Borgnia. (1998). The aquaporins, blueprints for
cellular plumbing systems. Journal of Biolgical Chemistry,
273, 14659-14662.
2. Borgnia, M., S. Nielsen, A.
Engel, y P. Agre. (1999). Cellular and
molecular biology of the aquaporin water channels. Annual Review
of Biochemistry, 68, 425-458.
3. A. A. Brian y H. M. McConnell.
Allogenic stimulation of cytotoxic T cells by supported planar
membranes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA,
81:6159-6163, 1984.
4. Burykin y A. Warshel
(2003). What really prevents proton transport through
aquaporin? Charge self-energy vs. proton wire
proposals, Biophysical Journal 85,
3696-3706.
5. Chakrabarti, N., Tajkhorshid,
E., Roux, B. y Pommes, R. (2004). Molecular
basis of proton blockage in aquaporins, Structure 12,
65-74.
6. Dainty, J. y C.R. House.
1966. Unstirred layers in frog skin. J Physiol
182:66-78.
7. de Groot, B. L., y Grubmüller,
H. (2001). Water permeation across biological membranes:
mechanism and dynamics of aquaporin-1 and GlpF,
Science 294, 2353-2357.
8. de Groot, B. L., Frigato, T.,
Helms, V. y Grubmüller, H. (2003). The
mechanism of proton exclusion in the aquaporin-1
channel, Journal of Molecular Biology 333,
279-293.
9. Fettiplace, R. y D.A. Haydon.
1980. Water permeability of lipid membranes. Physiol Rev
60:510-50.
10. Fu, D., Libson, A.,
Miercke, L. J., Weitzman, C., Nollert, P.,
Krucinski, J., y Stroud, R. M. (2000).
Structure of a glycerol-conducting channel and the
basis for its selectivity, Science 290,
481-6.
11. Heymann, J. B. y Engel, A.
(1999). Aquaporins: Phylogeny, Structure, and Physiology of
Water Channels. News Physiol. Sci. (14) p. 188.
12. Ilan, B., Tajkhorshid, E.,
Schulten, K. y Voth, G. (2004). The mechanism
of proton exclusion in aquaporin water channels. PROTEINS:
Structure, Function, and Bioinformatics, 55,
223-228.
13. Jensen, M. O., Tajkhorshid,
E., y Schulten, K. (2003). Electrostatic tuning of
permeation and selectivity in aquaporin water channels,
Biophysical Journal 85, 2884-2899.
14. Z. V. Leonenko, A. Carnini, y
D. T. Cramb. Supported planar bilayer formation by vesicle
fusion: the interaction of phospholipid vesicles with surfaces and
the effect of gramicidin on bilayer properties usin atomic force
microscopy. Biochim. Biophys. Acta,
1509:131-147, 2000.
15. H. Lin, R. Bhatia, y R.
Lal. Amyloid \beta protein forms ion channels: implications
for Alzheimer's disease pathophysiology. FASEB J.,
15:2433-2444, 2001.
16. Montal, M. y P. Mueller.
1972. Formation of Biomolecular Membranes from Lipid
Monolayers and a Study of Their Electrial Properties. Proc. Nat.
Acad. Sci. USA 69:3561-3566.
17. J. Mou, D. M. Czajkowsky, y Z.
Shao. Gramicidin A aggregation in supported gel state
phosphatidylcholine bilayers. Biochemistry,
35:3222-3226, 1996.
18. Murata, K., Mitsuoka, K.,
Hirai, T., Walz, T., Agre, P., Heymann,
J. B., Engel, A., y Fujiyoshi, Y. (2000).
Structural determinants of water permeation through
aquaporin-1, Nature 407,
599-605.
19. Pohl, P., S.M. Saparov, y Y.N.
Antonenko. 1997. The effect of a transmembrane osmotic
flux on the ion concentration distribution in the immediate membrane
vicinity measured by microelectrodes. Biophys J
72:1711-8.
20. Preston, G. M., P.
Piazza-Carroll, W. B. Guggino, y P.
Agre. (1992). Appearance of water channels in
Xenopus oocytes expressing red cell CHIP28 water channel.
Science, 256, 385-387.
21. E. Reimhult, F. Höök, y B.
Kasemo. Intact vesicle adsorption and supported biomembrane
formation from vesicles in solution: Influence of surface
chemistry, vesicle size, temperature, and osmotic pressure.
Langmuir, 19: 1681-1691, 2003.
22. Ren, G., Reddy, V. S.,
Cheng, A., Melnyk, P., y Mitra, A. K.
(2001). Visualization of a water-selective
pore by electron crystallography in vitreous ice, Proc Natl Acad
Sci U S A 98, 1398-1403.
23. I. Reviakine y A. Brisson.
Formation of supported phospholipid bilayers from unilamellar
vesicles investigated by atomic force microscopy. Langmuir,
16:1806-1815, 2000.
24. H. A. Rinia, R. A. Kik, R. A.
Demel, M. M. E. Snel, J. A. Killian, J. P. J.
M. van der Eerden, y B. de Kruijff. Visualization of
highly ordered striated domains induced by transmembrane peptides in
supported phosphatidylcholine bilayers. Biochemistry,
39:5852-5858, 2000.
25. Sakmann, B. y E. Neher.
1995. Single channel recording 2ed. Plenum Press, New
York. Saparov, S.M., D. Kozono, U.A.P. Rothe,
y P. Pohl. 2001. Water and Ion Permeation of
Aquaporin-1 in Planar Bilayers. J. Biol.
Chem. 276:31515-31520.
26. A. C. Simonsen y L. A.
Bagatolli. Structure of spin-coated lipid
films and domain formation in supported membranes formed by
hydration. Langmuir, 20:9720-9728,
2004.
27. Sui, H., Han, B. G.,
Lee, J. K., Walian, P., y Jap, B. K.
(2001). Structural basis of water-specific
transport through the AQP1 water channel, Nature 414,
872-8.
28. Tajkhorshid, E., Nollert, P.,
Jensen, M. O., Miercke, L. J., O'Connell, J.,
Stroud, R. M., y Schulten, K. (2002). Control of the
selectivity of the aquaporin water channel family by global
orientational tuning, Science 296,
525-530.
29. E. J. M. van Kan, D. N.
Ganchev, M. M. E. Snel, V. Chupin, A. van der
Bent, y B. de Kruljff. The peptide entibiotic
clavanin A interacts strongly and specifically with lipid bilayers.
Biochemistry, 42:11366-11372,
2003.
30. Zhu, F., Tajkhorshid, E. y
Schulten, K. (2003). Theory and simulation of water
permeation in aquaporin-1. Biophysical
Journal, 86, 50-57.
31. Zeidel, Mark L., Suresh V.
Ambudkar, Barbara L. Smith, y Peter Agre,
Biochemistry 1992, 31, 7436-7440.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no
forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto
el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u
omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad al
respecto.
\bullet US 5741416 A [0005]
\bullet WO 2004099088 A [0005]
\bullet US 20040049230 A [0008] [0033]
\bullet US 2004049230 A [0077]
\bullet R.M. Webber; J.L.
Anderson; M.S. John. Macromolecules,
1990, vol. 23, 1026-1034 [0042]
\bullet Danielle Keller. Supported
bilayers as models of biological membranes. February 2005,
41-45 [0055]
\bulletPohl, P.; Saparov, S.
M.; Borgnia, M. J.; Agre, P. Proceedings of the
National Academy of Sciences, 2001, vol. 98,
9624-9629 [0075]
\bulletAgre, P.; M. Bonhivers;
M. J. Borgnia. The aquaporins, blueprints for cellular
plumbing systems. Journal of Biolgical Chemistry,
1998, vol. 273, 14659-14662 [0130]
\bulletBorgnia, M.; S. Nielsen;
A. Engel; P. Agre. Cellular and molecular biology of
the aquaporin water channels. Annual Review of Biochemistry,
1999, vol. 68, 425-458 [0130]
\bullet A. A. Brian; H.M.
McConnell. Allogenic stimulation of cytotoxic T cells by
supported planar membranes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA,
1984, vol. 81, 6159-6163 [0130]
\bulletBurykin; A. Warshel.
What really prevents proton transport through aquaporin? Charge
self-energy vs. proton wire proposals.
Biophysical Journal, 2003, vol. 85,
3696-3706 [0130]
\bulletChakrabarti, N.;
Tajkhorshid, E.; Roux, B.; Pommes, R. Molecular
basis of proton blockage in aquaporins. Structure,
2004, vol. 12, 65-74 [0130]
\bulletDainty, J.; C.R. House.
Unstirred layers in frog skin. J Physiol, 1966, vol.
182, 66-78 [0130]
\bullet de Groot, B. L.;
Grubmüller, H. Water permeation across biological membranes:
mechanism and dynamics of aquaporin-1 and GlpF.
Science, 2001, vol. 294, 2353-2357
[0130]
\bullet de Groot, B. L.;
Frigato, T.; Helms, V.; Grubmüller, H. The
mechanism of proton exclusion in the aquaporin-1
channel. Journal of Molecular Biology, 2003, vol. 333,
279-293 [0130]
\bulletFettiplace, R.; D.A.
Haydon. Water permeability of lipid membranes. Physiol
Rev, 1980, vol. 60, 510-50
[0130]
[0130]
\bulletFu, D.; Libson, A.;
Miercke, L. J.; Weitzman, C.; Nollert, P.;
Krucinski, J.; Stroud, R. M. Structure of a
glycerol-conducting channel and the basis for its
selectivity. Science, 2000, vol. 290,
481-6 [0130]
\bulletHeymann, J. B.; Engel,
A. Aquaporins: Phylogeny, Structure, and Physiology of Water
Channels. News Physiol. Sci., 1999, 188 [0130]
\bulletIlan, B.; Tajkhorshid,
E.; Schulten, K.; Voth, G. The mechanism of proton
exclusion in aquaporin water channels. PROTEINS: Structure,
Function, and Bioinformatics, 2004, vol. 55,
223-228 [0130]
\bulletJensen, M. O.;
Tajkhorshid, E.; Schulten, K. Electrostatic tuning of
permeation and selectivity in aquaporin water channels.
Biophysical Journal, 2003, vol. 85,
2884-2899 [0130]
\bullet Z. V. Leonenko; A.
Carnini; D. T. Cramb. Supported planar bilayer
formation by vesicle fusion: the interaction of phospholipid
vesicles with surfaces and the effect of gramicidin on bilayer
properties usin atomic force microscopy. Biochim. Biophys.
Acta, 2000, vol. 1509, 131-147 [0130]
\bullet H. Lin; R. Bhatia; R.
Lal. Amyloid \beta protein forms ion channels: implications
for Alzheimer's disease pathophysiology. FASEB J.,
2001, vol. 15, 2433-2444 [0130]
\bulletMontal, M.; P. Mueller.
Formation of Biomolecular Membranes from Lipid Monolayers and a
Study of Their Electrial Properties. Proc. Nat. Acad. Sci.
USA, 1972, vol. 69, 3561-3566 [0130]
\bullet J. Mou; D. M.
Czajkowsky; Z. Shao. Gramicidin A aggregation in
supported gel state phosphatidylcholine bilayers.
Biochemistry, 1996, vol. 35, 3222-3226
[0130]
\bulletMurata, K.; Mitsuoka,
K.; Hirai, T.; Walz, T.; Agre, P.;
Heymann, J. B.; Engel, A.; Fujiyoshi, Y.
Structural determinants of water permeation through
aquaporin-1. Nature, 2000, vol. 407,
599-605 [0130]
\bulletPohl, P.; S.M. Saparov;
Y.N. Antonenko. The effect of a transmembrane osmotic flux on
the ion concentration distribution in the immediate membrane
vicinity measured by microelectrodes. Biophys J, 1997,
vol. 72, 1711-8
[0130]
[0130]
\bulletPreston, G. M.; P.
Piazza-Carroll; W. B. Guggino; P.
Agre. Appearance of water channels in Xenopus oocytes
expressing red cell CHIP28 water channel. Science,
1992, vol. 256, 385-387 [0130]
\bullet E. Reimhult; F. Höök; B.
Kasemo. Intact vesicle adsorption and supported biomembrane
formation from vesicles in solution: Influence of surface
chemistry, vesicle size, temperature, and osmotic pressure.
Langmuir, 2003, vol. 19, 1681-1691
[0130]
\bulletRen, G.; Reddy, V. S.;
Cheng, A.; Melnyk, P.; Mitra, A. K.
Visualization of a water-selective pore by electron
crystallography in vitreous ice. Proc Natl Acad Sci U S A,
2001, vol. 98, 1398-1403 [0130]
\bullet I. Reviakine; A.
Brisson. Formation of supported phospholipid bilayers from
unilamellar vesicles investigated by atomic force microscopy.
Langmuir, 2000, vol. 16, 1806-1815
[0130]
\bullet H.A. Rinia; R.A. Kik;
R.A. Demel; M.M. E. Snel; J. A. Killian; J. P.
J. M. van der Eerden; B. De Kruijff. Visualization of
highly ordered striated domains induced by transmembrane peptides in
supported phosphatidylcholine bilayers. Biochemistry,
2000, vol. 39, 5852-5858 [0130]
\bulletSakmann, B.; E. Neher.
Single channel recording. Plenum Press, 1995 [0130]
\bulletSaparov, S.M.; D.
Kozono; U.A.P. Rothe; P. Pohl. Water and Ion
Permeation of Aquaporin-1 in Planar Bilayers. J.
Biol. Chem., 2001, vol. 276, 31515-31520
[0130]
\bullet A. C. Simonsen; L. A.
Bagatolli. Structure of spin-coated lipid
films and domain formation in supported membranes formed by
hydration. Langmuir, 2004, vol. 20,
9720-9728 [0130]
\bulletSui, H.; Han, B. G.;
Lee, J. K.; Walian, P.; Jap, B. K. Structural
basis of water- specific transport through the AQP1 water channel.
Nature, 2001, vol. 414, 872-8
[0130]
\bulletTajkhorshid, E.;
Nollert, P.; Jensen, M. O.; Miercke, L. J.;
O'Connell, J.; Stroud, R. M.; Schulten, K.
Control of the selectivity of the aquaporin water channel family by
global orientational tuning. Science, 2002, vol. 296,
525-530 [0130]
\bullet E. J. M. van Kan; D. N.
Ganchev; M. M. E. Snel; V. Chupin; A. van der
Bent; B. de Kruljff. The peptide entibiotic clavanin
A interacts strongly and specifically with lipid bilayers.
Biochemistry, 2003, vol. 42,
11366-11372 [0130]
\bulletZhu, F.; Tajkhorshid,
E.; Schulten, K. Theory and simulation of water permeation in
aquaporin-1. Biophysical Journal,
2003, vol. 86, 50-57 [0130]
\bulletZeidel, Mark L.; Suresh V.
Ambudkar; Barbara L. Smith; Peter Agre.
Biochemistry, 1992, vol. 31,
7436-7440 [0130]
Claims (23)
1. Membrana de agua que comprende una
construcción en sándwich que tiene al menos dos capas permeables de
soporte separadas por al menos una bicapa de lípidos que comprende
canales de agua de acuaporina funcionales.
2. Membrana de agua que comprende una
construcción en sándwich que tiene al menos dos monocapas de
lípidos, que, cuando se montan en una bicapa, comprende canales de
agua de acuaporina funcionales, comprendiendo también un material
hidrofóbico perforado que forma la superficie de contacto con las
monocapas de lípidos y en el que la bicapa de lípidos está formada
en las perforaciones del material perforado hidrofóbico.
3. Membrana de agua según la reivindicación 2,
en la que dicho material perforado hidrofóbico es una membrana de
soporte porosa con una superficie hidrofóbica, en la que las
monocapas de lípidos montadas en cada lado de bicapas de lípidos se
unirán en los poros de la membrana de soporte porosa, donde los
canales de agua de acuaporina se pueden reconstituir.
4. Membrana de agua según la reivindicación 2 ó
la reivindicación 3, en la que el material hidrofóbico es una
película de teflón y tiene un grado de hidrofobicidad que
corresponde a un ángulo de contacto de al menos 100º entre una gota
de agua desionizada y el material hidrofóbico, donde la medición del
ángulo de contacto se realiza a 20ºC y a presión atmosférica.
5. Membrana de agua según una cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 4, en la que el material hidrofóbico es plano y
las perforaciones están distribuidas uniformemente y todas
substancialmente con la misma forma geométrica en el plano
intermedio entre las 2 superficies del material hidrofóbico.
6. Membrana de agua según una cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 5, en la que las perforaciones tienen un
diámetro en el rango de milímetros a micras.
7. Membrana de agua según la reivindicación 6,
en la que cada una de dichas perforaciones tiene un área de
abertura suficientemente grande para permitir el paso de vapor de
agua, pero lo suficientemente pequeña para impedir el paso de agua
líquida, tal como un área en el intervalo entre 100
nm^{2}-1 mm^{2}.
8. Membrana de agua según una cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 7, en la que la forma geométrica de las
perforaciones se selecciona entre circular y elíptica.
9. Membrana de agua según una cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 6, en la que dicho material perforado
hidrofóbico consiste en una película de polímero hidrofóbico.
10. Membrana de agua según la reivindicación 9,
en la que la película tiene un espesor en el rango de milímetros a
micras.
11. Membrana de agua según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, en la que la bicapa de lípidos consiste
esencialmente en lípidos anfifílicos seleccionados entre el grupo
que consiste en fosfolípidos, tal como DPPC, fosfoglicéridos,
esfingolípidos y cardiolipina, o mezclas de los mismos.
12. Membrana de agua según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la acuaporina es AQP1, tal
como AQP1 bovina.
13. Membrana de agua según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la acuaporina es de origen
vegetal, tal como una acuaporina TIP, PIP, o NIP y mezclas e
híbridos de las mismas.
14. Membrana de agua según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que el canal de agua de
acuaporina se selecciona entre el grupo que consiste en
acuagliceroporinas (GLpF), tal como un canal GLPA, un canal GLPB1,
un canal GLPB2, un canal GLPB3, y un canal GLPY2, y mezclas e
híbridos de los mismos.
15. Membrana de agua según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que dicha acuaporina es una
proteína mutante.
16. Membrana de agua según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que está también encerrada en un
alojamiento para proporcionar un dispositivo de filtración de
agua.
17. Procedimiento para preparar un filtrado de
agua ultra pura, que comprende filtrar una solución acuosa a través
de la membrana de agua según una cualquiera de las reivindicaciones
1 a 15, para retener iones, partículas, materia orgánica y
coloides, mediante el cual el filtrado es agua esencialmente libre
de iones, partículas, materia orgánica y coloides.
18. Procedimiento según la reivindicación 17, en
el que se aplica una presión osmótica en el lado posterior de dicha
membrana de agua.
19. Procedimiento según la reivindicación 18, en
el que dicha presión osmótica se deriva de una solución concentrada
que tiene una presión osmótica mayor que la fuente de agua a
purificar.
20. Dispositivo de filtrado de agua por ósmosis
inversa para la producción de agua desalinizada a partir de una
fuente de agua salada, siendo útil dicha agua desalinizada para la
agricultura de riego y/o como agua potable, en donde al menos uno
de una(s) membrana(s) de filtrado de ósmosis inversa
final ha sido sustituida por una membrana de agua según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, que comprende canales de
agua funcionales de acuaporina.
21. Dispositivo de filtrado de agua por ósmosis
inversa para la producción de agua ultra pura a partir de una
fuente de agua cruda, siendo útil dicha agua ultra pura en la
industria de los semiconductores y/o en la industria farmacéutica,
en donde al menos uno de una(s) membrana(s) de
filtrado de ósmosis inversa final ha sido sustituida por una
membrana de agua según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a
15, que comprende canales de agua funcionales de acuaporina.
22. Dispositivo de filtrado de agua por ósmosis
inversa para la producción de agua pura a partir de una fuente de
agua cruda útil en la industria del agua municipal, la industria
química, la industria del agua potable, la industria alimentaria,
la industria electrónica, la industria del petróleo y gas, la
industria de refinerías, la industria de pulpa y papel, la
industria metalúrgica, la industria minera, y la industria de
alimentación, en donde al menos uno de una(s)
membrana(s) de filtrado de ósmosis inversa final ha sido
sustituida por una membrana de agua según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15, que comprende canales de agua funcionales
de acuaporina.
23. Dispositivo de filtración de agua para
extraer y recuperar agua de fluidos corporales, tal como orina,
leche y sudor/transpiración, que comprende una membrana de agua que
comprenden los canales de agua de acuaporina funcionales, tal como
una membrana de agua según una cualquiera de las reivindicaciones 1
a 15.
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PL1885477T3 (pl) | 2005-05-20 | 2010-07-30 | Aquaporin As | Membrana do filtracji wody |
AU2006294205B2 (en) | 2005-09-20 | 2010-12-16 | Aquaporin A/S | Biomimetic water membrane comprising aquaporins used in the production of salinity power |
DE102006025344A1 (de) * | 2006-05-31 | 2007-12-06 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Anordnung für eine biologisch funktionelle Membran, Sensoranordnung, Filteranordnung sowie deren Verwendungen |
JP5175928B2 (ja) | 2007-06-29 | 2013-04-03 | ユニヴェルシテ ジョセフ フーリエ−グレノーブル アン | 人工生体模倣膜を組み込んだデバイス |
GB0716264D0 (en) | 2007-08-21 | 2007-09-26 | Isis Innovation | Bilayers |
EP2244815A1 (en) * | 2007-12-11 | 2010-11-03 | Aquaporin A/S | Scaffold for composite biomimetic membrane |
AU2009301502B2 (en) * | 2008-10-07 | 2013-05-30 | Applied Biomimetic A/S | Biomimetic membrane formed from a vesicle-thread conjugate |
GB2464348A (en) * | 2008-10-17 | 2010-04-21 | Spintec Engineering Gmbh | Applying a liquid protein onto a permeable surface, and silk mono-filament having specific properties |
SG173165A1 (en) * | 2009-02-03 | 2011-08-29 | Aquaz As | Nanofabricated membrane using polymerized proteoliposomes |
KR101590963B1 (ko) * | 2009-04-22 | 2016-02-02 | 엘지전자 주식회사 | 정수 필터 및 그의 제조 방법 |
KR101662075B1 (ko) * | 2009-09-22 | 2016-10-04 | 엘지전자 주식회사 | 정수 필터 및 그의 제조 방법 |
EP2243746B1 (en) * | 2009-04-22 | 2015-04-01 | Lg Electronics Inc. | Water purifying filter and method for fabricating the same |
US9873090B2 (en) * | 2009-06-17 | 2018-01-23 | The Regents Of The University Of California | Apparatus and method for nanoporous inorganic membranes and films, methods of making and usage thereof |
US20110139707A1 (en) * | 2009-06-17 | 2011-06-16 | The Regents Of The University Of California | Nanoporous inorganic membranes and films, methods of making and usage thereof |
DK177144B1 (en) * | 2009-06-19 | 2012-02-06 | Aquaporin As | A liquid membrane suitable for water extraction |
US20110084026A1 (en) * | 2009-06-30 | 2011-04-14 | B.G. Negev Technologies Ltd. | Biomimetic membranes, their production and uses thereof in water purification |
US8505742B2 (en) * | 2009-10-29 | 2013-08-13 | Velcon Filters, Llc | Perforated hexagon-hole tube support for synthetic screen separator |
US8647853B2 (en) | 2009-12-15 | 2014-02-11 | Ensovi, Llc | Foam microreactor for multi-phase shear-sensitive reactions |
US10259723B2 (en) | 2010-05-21 | 2019-04-16 | Znano Llc | Self-assembled surfactant structures |
EP2571607A4 (en) * | 2010-05-21 | 2016-12-21 | Adrian Brozell | SURFACE ASSISTING SURFACE STRUCTURES |
JP5912113B2 (ja) * | 2010-07-08 | 2016-04-27 | ハイドロジーン・ルンド・アクチボラゲットHydrogene Lund Ab | 恒常的に開いたアクアポリンを含む膜 |
DK177307B1 (en) | 2010-12-17 | 2012-11-12 | Aquaporin As | A liquid membrane |
DE102011008205A1 (de) * | 2011-01-10 | 2012-07-12 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg | Verfahren zur automaisierten Herstellung einer Molekülschicht aus amphiphilen Molekülen und Vorrichtung zum Herstellen dieser Molekülschicht |
US8568855B2 (en) * | 2011-06-08 | 2013-10-29 | Siemens Energy, Inc. | Insulation materials having apertures formed therein |
CN104144737B (zh) * | 2011-09-21 | 2017-03-29 | 南洋理工大学 | 基于水通道蛋白的薄膜复合膜 |
CN102489188B (zh) * | 2011-12-14 | 2014-08-13 | 常州大学 | 一种用于油气回收的聚砜吸收剂共混膜及其制备方法 |
WO2013126885A1 (en) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | University Of Houston | Design and fabrication of multilayered nanosized porous membranes and their use for making novel nanostructures |
IN2014DN08466A (es) | 2012-03-15 | 2015-05-08 | Massachusetts Inst Technology | |
WO2013164541A2 (fr) | 2012-05-02 | 2013-11-07 | Total Sa | Production d'energie par osmose directe |
KR101464226B1 (ko) | 2012-07-27 | 2014-11-21 | 한국기계연구원 | 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수 필터 및 막 단백질-양성자 펌프를 이용한 정수방법 |
WO2014063097A1 (en) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | Danisco Us Inc. | Stabilization of biomimetic membranes |
KR102017762B1 (ko) | 2012-11-20 | 2019-09-03 | 삼성전자주식회사 | 선택적으로 개질된 나노 다공성 구조체 및 그 제조 방법 |
AU2013361180B2 (en) | 2012-12-21 | 2018-04-12 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Membraneless seawater desalination |
TWI519339B (zh) | 2012-12-28 | 2016-02-01 | 財團法人工業技術研究院 | 過濾膜 |
US10040018B2 (en) | 2013-01-09 | 2018-08-07 | Imagine Tf, Llc | Fluid filters and methods of use |
GB201300465D0 (en) * | 2013-01-11 | 2013-02-27 | Aquaporin As | A hollow fiber module having tfc-aquaporin modified membranes |
KR200477157Y1 (ko) * | 2013-01-11 | 2015-05-12 | 아쿠아포린 에이에스 | Tfc-아쿠아포린 개질된 막을 갖는 중공섬유 모듈 |
DK177696B1 (en) * | 2013-02-25 | 2014-03-17 | Aquaporin As | Systems for water extraction |
US20140311967A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-10-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Porous materials and methods including nanoporous materials for water filtration |
CN103224294A (zh) * | 2013-03-29 | 2013-07-31 | 山东省农业科学院高新技术研究中心 | 一种基于植物水孔蛋白的污水净化装置 |
FR3004213B1 (fr) | 2013-04-03 | 2015-07-03 | Total Sa | Production d'eau d'injection par couplage de procedes d'osmose directe et d'autres procedes de filtration |
CN103463997B (zh) * | 2013-09-30 | 2015-05-20 | 中国海洋大学 | 一种含水通道蛋白的复合膜的制备方法 |
AU2014342140B2 (en) | 2013-11-01 | 2018-10-04 | King Fahd University Of Petroleum & Minerals | Mitigating leaks in membranes |
MX2016010539A (es) * | 2014-02-12 | 2016-11-30 | Vision Ease Lp | Recubrimiento de facil limpieza. |
US9902141B2 (en) | 2014-03-14 | 2018-02-27 | University Of Maryland | Layer-by-layer assembly of graphene oxide membranes via electrostatic interaction and eludication of water and solute transport mechanisms |
GB201405390D0 (en) * | 2014-03-26 | 2014-05-07 | Applied Biomimetic As | Process for making membranes |
US9861920B1 (en) | 2015-05-01 | 2018-01-09 | Imagine Tf, Llc | Three dimensional nanometer filters and methods of use |
US10730047B2 (en) | 2014-06-24 | 2020-08-04 | Imagine Tf, Llc | Micro-channel fluid filters and methods of use |
CA2935144C (en) * | 2014-08-25 | 2017-01-24 | The Governors Of The University Of Alberta | Functionalized beta-sheet peptide stabilized membrane proteins, constructs comprising same, and methods of forming and using same |
US10124275B2 (en) | 2014-09-05 | 2018-11-13 | Imagine Tf, Llc | Microstructure separation filters |
KR101570304B1 (ko) * | 2014-11-28 | 2015-11-19 | 한국기계연구원 | 하이브리드 형 액체 여과 구조체 |
WO2016133929A1 (en) | 2015-02-18 | 2016-08-25 | Imagine Tf, Llc | Three dimensional filter devices and apparatuses |
JP6036879B2 (ja) * | 2015-03-04 | 2016-11-30 | 栗田工業株式会社 | 水処理用選択性透過膜及びその製造方法 |
AU2016229066B2 (en) | 2015-03-09 | 2021-03-11 | Hoya Optical Labs Of America, Inc. | Anti-static, anti-reflective coating |
US10317701B2 (en) | 2015-03-18 | 2019-06-11 | Vision Ease, Lp | Crazing resistant coating and method thereof |
US10118842B2 (en) | 2015-07-09 | 2018-11-06 | Imagine Tf, Llc | Deionizing fluid filter devices and methods of use |
US10479046B2 (en) | 2015-08-19 | 2019-11-19 | Imagine Tf, Llc | Absorbent microstructure arrays and methods of use |
EP3362826B1 (en) | 2015-10-13 | 2021-04-28 | Vision Ease, LP | Optical filter with selective transmittance and reflectance |
US10583405B2 (en) | 2016-03-04 | 2020-03-10 | Kurita Water Industries Ltd. | Permselective membrane, method for producing same, and water treatment method using the permselective membrane |
EP3219381A1 (de) * | 2016-03-16 | 2017-09-20 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Poröse dünnschichtmembran, verfahren zu ihrer herstellung sowie verwendungsmöglichkeiten |
CA3022311A1 (en) | 2016-05-11 | 2017-11-16 | Massachusetts Institute Of Technology | Graphene oxide membranes and related methods |
KR101758287B1 (ko) * | 2016-09-26 | 2017-07-14 | 엘지전자 주식회사 | 정수 필터 및 그의 제조 방법 |
KR101758286B1 (ko) * | 2016-09-26 | 2017-07-14 | 엘지전자 주식회사 | 정수 필터의 제조 방법 |
KR102537186B1 (ko) | 2017-02-06 | 2023-05-25 | 아쿠아포린 에이에스 | 아쿠아포린 수분 통로를 포함하는 이중블록 공중합체 소포 및 분리막과 이의 제조 및 사용 방법 |
JP6265287B1 (ja) * | 2017-02-17 | 2018-01-24 | 栗田工業株式会社 | 選択性透過膜、その製造方法及び水処理方法 |
CN106990231A (zh) * | 2017-04-06 | 2017-07-28 | 中国水产科学研究院东海水产研究所 | 一种滤食性贝类固碳的计量方法 |
GB201711240D0 (en) | 2017-07-12 | 2017-08-23 | Saltkraft Aps | Power generation process |
GB201711238D0 (en) | 2017-07-12 | 2017-08-23 | Saltkraft Aps | Power generation process |
CN107570010B (zh) * | 2017-10-20 | 2020-05-26 | 中国科学院烟台海岸带研究所 | 一种仿生透水膜及其制备方法 |
JP7326303B2 (ja) * | 2017-10-25 | 2023-08-15 | アクアポリン エー/エス | 膜貫通タンパク質を組み込んだ小胞 |
SE544407C2 (en) * | 2019-02-27 | 2022-05-10 | Aquammodate Ab | Stabilized filtration device |
EP3969158A1 (en) | 2019-05-15 | 2022-03-23 | Via Separations, Inc. | Filtration apparatus containing graphene oxide membrane |
EP3969157A1 (en) | 2019-05-15 | 2022-03-23 | Via Separations, Inc. | Durable graphene oxide membranes |
TR201915068A2 (tr) | 2019-10-02 | 2021-04-21 | Univ Istanbul Teknik | Aquapori̇n z katkili membran üreti̇m yöntemi̇ |
CN110812887A (zh) * | 2019-10-14 | 2020-02-21 | 中国人民解放军第二军医大学 | 一种跨膜蛋白脂质体硅胶复合物及其制备方法与应用 |
CN111420561B (zh) * | 2020-04-30 | 2022-04-22 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种抗菌水软化纳滤膜的制备方法和由其制备的抗菌水软化纳滤膜 |
CN112058097B (zh) * | 2020-05-15 | 2021-09-14 | 山东水发环境科技有限公司 | 一种正渗透膜材料的制备方法 |
EP4347095A1 (en) | 2021-06-03 | 2024-04-10 | Aquaporin A/S | Plant-derived vesicles incorporating trans-membrane proteins |
CN118317820A (zh) | 2021-11-29 | 2024-07-09 | 维阿分离股份有限公司 | 用于蒸发器预浓缩的与膜系统的热交换器集成 |
WO2024121389A1 (en) * | 2022-12-09 | 2024-06-13 | Ucaneo Biotech Gmbh | Reactor for reducing the amount of co2 in a co2-containing fluid and process for reducing the amount of co2 in a co2-containing fluid |
WO2024133949A1 (en) | 2022-12-23 | 2024-06-27 | Aquaporin A/S | Polymersomes comprising peg-b-pcl block copolymers |
CN117339400B (zh) * | 2023-12-05 | 2024-03-01 | 新乡市中科膜材料科技有限公司 | 一种水通道蛋白亲水膜及其制备方法 |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3906250A (en) | 1973-07-03 | 1975-09-16 | Univ Ben Gurion | Method and apparatus for generating power utilizing pressure-retarded-osmosis |
IL51541A (en) | 1977-02-25 | 1979-05-31 | Univ Ben Gurion | Method and apparatus for generating power utilizing pressuure retarded osmosis |
US4966708A (en) | 1989-02-24 | 1990-10-30 | Oklejas Robert A | Power recovery pump turbine |
JPH057770A (ja) * | 1991-07-08 | 1993-01-19 | Toshiba Corp | 脂質二分子膜 |
JPH0534337A (ja) * | 1991-07-26 | 1993-02-09 | Terumo Corp | 白血球分離用フイルター |
JPH05261277A (ja) * | 1992-03-23 | 1993-10-12 | Toshiba Corp | 二分子膜の作製方法 |
JPH0731871A (ja) * | 1993-05-18 | 1995-02-03 | Canon Inc | 膜構造物 |
JPH0871380A (ja) * | 1994-09-05 | 1996-03-19 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 新規モジュール |
WO2004099088A1 (ja) | 1995-02-10 | 2004-11-18 | Mitsugu Abe | 超純水製造装置 |
JP3822946B2 (ja) * | 1996-05-30 | 2006-09-20 | 三洋電機株式会社 | 二分子膜素子 |
US5741416A (en) | 1996-10-15 | 1998-04-21 | Tempest Environmental Systems, Inc. | Water purification system having plural pairs of filters and an ozone contact chamber |
US6297059B1 (en) * | 1998-06-22 | 2001-10-02 | The Regents Of The University Of California | Triggered optical biosensor |
US6761902B2 (en) * | 1999-12-30 | 2004-07-13 | Dana-Farber Cancer Institute, Inc. | Proteoliposomes containing an integral membrane protein having one or more transmembrane domains |
US7713544B2 (en) * | 2000-07-28 | 2010-05-11 | Emory University | Biological component comprising artificial membrane |
US20020107215A1 (en) * | 2000-08-01 | 2002-08-08 | Lifespan Biosciences, Inc. | Tissue-associated proteins and their uses |
NO314575B1 (no) | 2000-08-04 | 2003-04-14 | Statkraft Sf | Semipermeabel membran og fremgangsmate for tilveiebringelse av elektrisk kraft samt en anordning |
US6913697B2 (en) * | 2001-02-14 | 2005-07-05 | Science & Technology Corporation @ Unm | Nanostructured separation and analysis devices for biological membranes |
KR100803845B1 (ko) * | 2002-07-29 | 2008-02-14 | 엠티 테크날러지스, 인코포레이션 | 생체유사 막 |
JP2004261737A (ja) * | 2003-03-03 | 2004-09-24 | Nitto Denko Corp | エアフィルタ濾材 |
JP3813602B2 (ja) * | 2003-09-04 | 2006-08-23 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 人工脂質二重膜における脂質置換方法、その人工脂質二重膜を製造する装置、イオン透過測定方法、および、イオン透過測定装置 |
JP4394916B2 (ja) * | 2003-09-19 | 2010-01-06 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 人工脂質二重膜の形成装置および人工脂質二重膜の形成方法、並びにその利用 |
EP1548444A1 (en) * | 2003-12-23 | 2005-06-29 | Paul Scherrer Institut | An assay chip, and uses of said assay chip to determine molecular structures and functions |
PL1885477T3 (pl) | 2005-05-20 | 2010-07-30 | Aquaporin As | Membrana do filtracji wody |
AU2006294205B2 (en) | 2005-09-20 | 2010-12-16 | Aquaporin A/S | Biomimetic water membrane comprising aquaporins used in the production of salinity power |
AT502713B1 (de) * | 2005-10-19 | 2008-08-15 | Univ Wien Bodenkultur | Verfahren zur herstellung von lipid-membranen |
JP5175928B2 (ja) * | 2007-06-29 | 2013-04-03 | ユニヴェルシテ ジョセフ フーリエ−グレノーブル アン | 人工生体模倣膜を組み込んだデバイス |
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Kaul | Calling Earth the blue planet may in fact be a cruel joke. Only 1% of the world’s water lies in a usable, reachable form (1). 97% is saltwater. And demand for pure water increases every day. In the next 25 years, the needs for fresh water by industry alone will likely increase by 70%(1). As the human population is set to double within the next century, conservation by itself will not be enough to |