KR200477157Y1 - Tfc-아쿠아포린 개질된 막을 갖는 중공섬유 모듈 - Google Patents

Tfc-아쿠아포린 개질된 막을 갖는 중공섬유 모듈 Download PDF

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Abstract

본 고안은, 예를 들어 섬유의 외부 또는 내부 상에 폴리아미드 TFC 층을 갖고 상기 TFC 층에 아쿠아포린 물 채널(water channel)을 포함하는, 복합 박막(TFC)으로 개질된 섬유막을 갖는 중공섬유(HF) 모듈에 관한 것이다. 또한, 본 고안은, 예를 들어 섬유의 외부 또는 내부 상에 폴리아미드 TFC 층을 갖는, 아쿠아포린 물 채널을 포함하는 복합 박막(TFC)으로 개질된 분리 층을 갖는 중공섬유 막, 및 모듈 내에 탑재된 바와 같은 섬유 상에 상기 TFC 개질을 직접적으로 제조하는 방법으로서 상기 TFC 층이 상기 층 내에 고정되거나 또는 삽입된 아쿠아포린 물 채널을 포함하는 방법에 관한 것이다.

Description

TFC-아쿠아포린 개질된 막을 갖는 중공섬유 모듈{A HOLLOW FIBER MODULE HAVING TFC-AQUAPORIN MODIFIED MEMBRANES}
본 고안은, 예를 들어 섬유의 외부 또는 내부 상에 폴리아미드 TFC 층을 갖고 상기 TFC 층에 아쿠아포린 물 채널(water channel)을 포함하는, 복합 박막(TFC)으로 개질된 섬유막을 갖는 중공섬유(HF) 모듈에 관한 것이다. 또한, 본 고안은, 예를 들어 섬유의 외부 또는 내부 상에 폴리아미드 TFC 층을 갖는, 아쿠아포린 물 채널을 포함하는 복합 박막(TFC)으로 개질된 분리 층을 갖는 중공섬유 막, 및 모듈 내에 탑재된 바와 같은 섬유 상에 상기 TFC 개질을 직접적으로 제조하는 방법으로서 상기 TFC 층이 상기 층 내에 고정되거나 또는 삽입된 아쿠아포린 물 채널을 포함하는 방법에 관한 것이다.
최근, 0.5 중량%의 트리에틸아민 및 0.1 중량%의 소듐 도데실 설페이트를 함유하는 2 중량%의 메타-페닐렌 디아민(MPD) 수용액을 수직으로 배치된 HF 모듈 내로 하부 입구로부터 펌핑시킴으로써 도입시킨 후 대기 건조시킨 다음 헥산 중 0.15 중량% 트리메조일 클로라이드(TMC) 용액을 도입시켜 폴리아미드 박막을 형성시키고 최종적으로 대기로 퍼징하고 65℃에서 경화시킨 후, 탈이온수로 헹군 뒤 탈이온수 중에 저장함으로써 PES 중공섬유 지지 막의 내부 표면 상에 폴리아미드 박막을 발생시키는 계면 중합을 통해 정삼투압을 위하여 복합 박막 중공섬유 막을 제조할 수 있는 방법이 개시된 바 있다(Sukitpaneenit & Chung 2012). 또한, 페이네만 등(Peinemann et al.)은 중공섬유의 내부 표면 상에 유사한 TFC 층을 제조하는 방법을 개시하고 있다(참조, 미국 공개특허 제2007/0199892호). 그러나, 중공섬유 모듈이 사용되는 광범위한 별도의 적용에 있어서, 여과 과정 중에 상대적으로 낮은 분자량의 유기 용질을 분리 또는 여과해낼 수 있는 것이 중요하다. 예를 들어, HF 모듈이 널리 사용되는 혈액 투석에서, 요독증 독소, 및 인독실 설페이트(인독실 설페이트 칼륨염, CAS Number 2642-37-7, 분자량 251.30)와 같은 유기 분해 산물은 특히 어려운 문제를 야기한다. 인독실 설페이트는 만성 신질환 환자의 혈청 중에 축적된다. 식이 단백질 유래 트립토판의 일부는 장내 세균의 트립토파나제에 의해 인돌로 대사된다. 인돌은 장으로부터 혈액 내로 흡수되고, 간에서 인독실 설페이트로 대사된다. 인독실 설페이트는 보통 소변으로 배출된다. 그러나, 혈액투석 환자에서, 인독실 설페이트의 부적절한 신 청소율(renal clearance)은 이의 증가된 혈청 수준을 야기한다(참조, Niwa T. (2010)). 니와 등(Niwa et al. (1997))은 인독실 설페이트의 축적이 사구체 경화증 및 신장 질환의 진행을 촉진한다는 가설을 진전시켰다. 경구 흡착제의 투여는 투석 받지 않은 요독증 환자의 인독실 설페이트 수준을 낮춘다(Kidney Int 1997;52:S23-S28). 현재의 투석 방법, 즉 혈액투석 및 복막투석 중 후자는 연속적인 한외여과 및 용질 제거를 특징으로 하며, 상기 방법들은 인독실 설페이트 및 p-크레졸(4-메틸페놀, CAS No. 106-44-5, 몰 질량 108.13)과 같은, 몇몇의 저분자량 분해 산물을 혈청으로부터 충분히 제거하지 않는다. 그 외에, 요소, 요산 및 크레아티닌과 같은 작은 수용성 분자, 및 β2-마이크로글로불린과 같은 펩티드/단백질은 바람직하기로 투석 중에 제거되어야 한다. 주로 p-크레실 설페이트를 반영하는 p-크레졸과, 말기 신 질환 및 만성 신장 질환에서의 전체적인 사망률 및 심혈관 질환의 직접적인 관련성이 확인된 바 있다. 이와 유사하게, 인독실 설페이트와 전체적인 사망률 및 심혈관 질환의 직접적인 관련성이 보고된 바 있다. 연속적인 혈액여과 치료법에서 생리적인(필수적인) 단백질의 손실은 최소화되어야 하고 저분자량(< 500 Da) 및 중분자량(약 500 내지 약 40 kDa) 요독증 독소 및 펩티드의 제거가 최적화되어야 한다(참조, Wenhao Xie (2011)).
따라서, 본 고안의 목적은 저분자량 화합물을 분리할 수 있는 중공섬유 모듈을 제공하는 것이다. 하나의 구현예에서, HF 모듈은 요소, 인독실 설페이트, p-크레졸 및/또는 p-크레실 설페이트를 포함하는 유기 화합물, 바람직하기로 약 500Da 이하의 분자량을 갖는 화합물을 농축할 수 있어 이에 따라 상기 화합물의 개선된 제거가 가능하게 한다.
애오이크(Aoike (2011))는 혈액정화 치료법에서 사용하기 위한 고성능 막에 대한 가장 중요한 특징 또는 품질 파라미터, 즉 높은 수투과성, 광범위한 요독증 독소를 제거하는 능력 및 다른 특유한 특징들을 언급한 바 있다. 그러나, 애오이크는 또한 폴리아크릴로니트릴(PAN) 막과 같은 HPM이 혈액 구획으로 되돌아가도록 투석된 내독소 단편의 바람직하지 않은 급속한 확산을 가능하게 큰 기공 크기를 갖기 때문에 현재의 고성능 막(HPM)의 큰 기공 크기가 혈액이 투석 유체에 의해 오염되도록 할 가능성이 있음을 지적하고 있다. 따라서, 본 고안의 다른 목적은 높은 수투과성을 가지나 더욱 작은 기공 크기를 갖는, 예를 들어 약 5 내지 10 nm 미만의 기공 직경을 갖는, 중공섬유 모듈을 제공하는 것이다(참조, Clark & Gao (2002)).
본 고안은, 섬유 표면, 예를 들어 내부 섬유 표면(내강(lumen)) 상에 형성된 아쿠아포린 물 채널을 포함하는 TFC 층을 갖는 중공섬유 모듈에 관한 것이다. 또한, 본 고안은 하기 단계 a) 내지 h)를 포함하는, 아쿠아포린 물 채널을 포함하는 복합 박막(TFC) 층으로 개질된 HF 막을 포함하는 중공섬유 모듈을 제조하는 방법에 관한 것이다:
a) 약 25 내지 약 500 LPR/POPR의 단백질을 갖는 아쿠아포린 소포(vesicle) 현탁액(프로테오리포좀 또는 프로테오폴리머좀)을 얻는 단계;
b) 디- 또는 트리아민의 수용액을 제조하는 단계;
c) 비극성 유기 용매 중에 디- 또는 트리아실 할라이드를 용해시키는 단계;
d) 단계 a)의 소포 제제를 단계 b)의 용액으로 용해/혼합함으로써 아민/아쿠아포린 소포 혼합물을 제조하는 단계;
e) 말단 입구를 사용하여 중공섬유 모듈 내 중공섬유의 내강을 통해 단계 d)의 혼합물을 펌핑하는 단계;
f) 모듈 입구를 사용하여 상기 섬유의 내강 측면에 가스 퍼징하여 과량의 수용액을 제거하는 단계;
g) 중공섬유의 내강을 통해 모듈 내로 단계 c)의 아실 할라이드 용액을 주입하여 계면 중합 반응이 일어나게 하는 단계; 및
h) 모듈 입구를 통해 수성 용매를 주입시켜 상기 모듈을 헹구는 단계.
또한, 본 고안은 아쿠아포린 물 채널을 포함하는 복합 박막(TFC) 층으로 개질된 중공섬유 막에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 고안은, 예를 들어 계면 중합을 통해, 복합 박막 층을 형성시켜 개질된, 폴리설폰, 폴리페닐렌 설폰, 폴리에테르 이미드 및 폴리아크릴로니트릴과 같은, 폴리에테르설폰(PES) 섬유 또는 다른 적합한 다공성 지지 재료의 섬유를 갖는 HF 모듈에 관한 것이다. 이러한 HF 모듈은 일반적으로 필터링 맥주 및 와인과 같은 식품 및 음료 용도, 뿐만 아니라 폐수 재사용 및 수영장 물 재순환을 포함하는 몇몇 물 및 폐수 용도로 사용된다. 예를 들어, 독일 회사 Membrana는 모듈 당 75 제곱 미터의 전체 표면적을 갖는 수천개의 섬유를 포함하는 중공섬유 모듈을 공급한다. 전형적으로 1-2 제곱 미터 및 대략 8,000 내지 20,000개의 섬유를 갖는 더욱 작은 모듈이 의료의 투석 용도(Fresenius Medical Care, Gambro)로 일반적으로 사용된다. 원칙적으로, 모든 이들 상업적인 제품들은, 바람직하기로 소포 형태로, 적합한 단백질 현탁액 또는 용액을, 예를 들어 메타-페닐렌 디아민 용액과 같은 반응성 아민 수용액에 첨가하고, 지지 섬유를 통해 상기 화합된 용액을 펌핑 또는 주입한 후, 과량의 용액을 제거하고, 이어서 예를 들어 헥산 중 트리메조일 클로라이드와 같은, 유기 용매 중 반응성 아실 클로라이드를 펌핑 또는 주입한 다음, 마지막으로 예를 들어 MilliQ™ 물과 같은, 탈이온수로 헹구는 것과 같이, 바람직하기로 이의 형성 중에, 아쿠아포린 물 채널이 결합되는, 복합 박막 층을 초래하는 본 고안의 방법을 이용하여 계면 중합을 통해 코팅될 수 있다. 본 고안의 HF 모듈의 하우징 재료는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, PVDF 및 스테인리스 스틸과 같은, HF 모듈을 위해 일반적으로 사용되는 임의의 적합한 재료일 수 있다. 상기 섬유는 일반적으로 알려져 있는 에폭시 접착제 재료 등을 사용하여 HF 모듈 하우징 내에 밀봉될 수 있다. 본 고안에 따라 TFC 개질될 수 있는 HF 모듈의 추가적인 예들은 하기와 같은 막 제조사의 웹사이트 상에 개시되어 있다:
http://www.membranafiltration.com/filtration-modules/documentation.cfm
http://www.kochmembrane.com/PDFs/KMS_Puron_Hollow_Fiber_PSH300_PSH600_PSH1800_Modul.aspx
http://www.kochmembrane.com/Membrane-Products/Hollow-Fiber/Ultrafiltration/PURON-Series.aspx
http://www.daicen.co.jp/english/membrane/kogata.html
http://www.spectrumlabs.com/filtration/hfmods.html
본 고안의 일 구현예에서, HF 모듈은 드로우 용액(draw solution) 및 피드 용액(feed solution)의 역류 흐름으로 작동된다. 본 고안의 다른 구현예에서, HF 모듈은 드로우 용액 및 피드 용액의 병류 흐름으로 작동된다. 본 고안의 또 다른 구현예에서, HF 모듈은 TFC 층에 대하여 드로우 용액으로 작동된다. 본 고안의 또 다른 구현예에서, HF 모듈은 TFC 층에 대하여 피드 용액으로 작동된다.
본 고안의 다른 양태는 하기 단계 a) 내지 h)를 포함하는, 아쿠아포린 물 채널을 포함하는 TFC 층이 HF 모듈 내에 탑재되고 밀봉된 막 섬유의 표면 상에 직접적으로 제조되는, 아쿠아포린 물 채널을 포함하는 복합 박막(TFC) 층으로 개질된 중공섬유 막을 제조하는 방법에 관한 것이다:
a) 약 25 내지 약 500 LPR/POPR(몰 함량을 기준으로 하는 비율)(바람직하기로 지질/디블록 공중합체의 경우 100 LPR/POPR, 트리블록 공중합체의 경우 50 POPR)의 단백질을 갖는 아쿠아포린 소포 현탁액(프로테오리포좀 또는 프로테오폴리머좀)을 얻는 단계;
b) 1,3-디아미노벤젠과 같은 디아민의 수용액을 제조하여, 약 1% 내지 약 5% 농도, 예를 들어 약 2.5% (w/w) 농도의 용액을 얻는 단계;
c) 벤젠-1,3,5-트리카보닐 클로라이드와 같은 아실 클로라이드를, 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소 사슬을 갖는 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난과 같은 탄화수소 용매, 또는 Isopar™ 용매와 같은 이들의 혼합물 중에 용해시켜 약 0.15% (w/v)와 같은, 약 0.05% 내지 약 1%의 농도를 얻는 단계;
d) 단계 a)의 소포 제제를 단계 b)의 용액으로 용해/혼합시킴으로써 1,3-디아미노벤젠/아쿠아포린 소포 혼합물과 같은, 디아민/아쿠아포린 소포 혼합물을 제조하는 단계;
e) 말단 입구를 사용하여 중공섬유 모듈 내 중공섬유의 내강을 통해 단계 d)의 혼합물을 펌핑하는 단계;
f) 모듈 입구를 사용하여 상기 섬유의 내강 측면에 가스 퍼징하여 과량의 디아민을 제거하는 단계;
g) 단계 c)의 아실 클로라이드 용액을 입구를 통해 모듈 내로 주입시켜 계면 중합 반응이 일어나도록 하는 단계; 및
h) 수성 용매를 모듈 입구를 통해 주입하여 상기 모듈을 헹구는 단계.
경우에 따라, 물로 충진한 후, 모듈을 꽉끼는 캡으로 밀봉하여 건조되는 것을 방지한다.
전형적인 구현예에서, 본 고안의 HF 모듈의 제조에 사용되는 상기 리포좀은 DPhPC, DOPC와 같은 지질, 아소렉틴(asolectin) 및 소이 레시틴(soy lecithin)과 같은 혼합 대두 지질, 또는 이. 콜라이(E. coli) 혼합 지질로부터 제조되고; 상기 폴리머좀은 친수성-소수성-친수성(A-B-A 또는 A-B-C) 타입의 트리블록 공중합체 또는 친수성-소수성(A-B) 타입의 디블록 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 아쿠아포린 물 채널은 바람직하기로 AqpZ 채널이나, 원칙적으로 예를 들어 아쿠아포린 Z(AqpZ), Aqp1, GlpF 또는 SoPIP2;1과 같은, 모든 물 선택성 아쿠아포린이 본 고안에 유용하다.
상기 TFC 층은 바람직하기로 아민의 수용액과, 유기 용매 중 산 염화물(acid chloride)의 용액의 계면 중합을 통해 형성되며, 이때 아쿠아포린 물 채널 소포가 상기 수용액 중에 포함된다.
상기 아쿠아포린 물 채널은 바람직하기로 본 고안의 중공섬유 막의 TFC 층에 결합되기 전에 소포 내에 포함되어 있으며, 상기 소포는 리포좀 또는 폴리머좀의 형태일 수 있고, 이때 상기 리포좀은 DPhPC, DOPC와 같은 지질, 혼합 대두 지질, 또는 이. 콜라이 혼합 지질로부터 제조되며, 상기 폴리머좀은 친수성-소수성-친수성(A-B-A 또는 A-B-C) 타입의 트리블록 공중합체 또는 친수성-소수성(A-B) 타입의 디블록 공중합체를 포함한다.
본 고안의 HF 막은 바람직하기로 아민의 수용액과, 유기 용매 중 산 염화물의 용액의 계면 중합을 통해 형성된 TFC 층을 가지며, 이때 아쿠아포린 물 채널 소포가 상기 수용액 중에 포함된다.
본 고안의 HF 모듈을 제조하는 방법의 일 구현예에서, 섬유는 단계 f)에서 과량의 물을 분출시키기 위하여 가스 퍼징되고 모듈은 단계 f)에서 거꾸로 잡는다.
본 고안의 다른 양태에서, 높은 수투과성, 및 약 1 nm와 동일 또는 그 미만과 같은, 약 5 내지 10 nm 이하의 기공 직경을 갖는 것과 같은, 작은 기공 크기를 갖는 중공섬유 모듈이 제공된다. 지지 막 섬유의 내부 표면 상에 대한 박막 층의 형태로 분리 층이 형성되어 물 수송 메커니즘이 변화하게 된다. 물 수송이 지지 막의 기공을 통한 정상 확산(normal diffusion)에 의해 수행되는 대신, 막 투과성이 제한되는 TFC 역삼투 막에 알려져 있는 바와 같은 박막 층을 통한 또 다른 타입의 물 수송이 수행된다. 분리 층의 비다공성 성질로 인해 물의 수송이 Kotelyansksii et al. 1998에 개시된 바와 같은 "점프 확산(jump diffusion)"을 필요로 하게 된다. 따라서, 수막(water membrane)의 TFC 개질은 주로 역삼투에 사용되며, 이때 정수 압력(hydrostatic pressure)이 막을 통해 물에 힘을 가하기 위하여 요구되고, 여과되는 물 중의 원하지 않는 용질의 향상된 분리를 초래하는 장점을 얻는다. 본 고안의 HF 모듈은 복합 박막 층을 이루는 박막 층 내에 결합된 아쿠아포린 물 채널을 가짐으로써 종래 역삼투막에 비하여 더욱 개선된다. 아쿠아포린의 결합은, 효과적인 싱글 파일(single file) 물 수송이 수행되는, 가장 좁은 통로가 단지 2.4 Å의 직경을 갖는 기공(AqpZ 기공, 참조, Wang et al. 2005)을 통해 선택적인 물 수송을 제공하는 추가적인 이점을 갖는다. 본 고안의 HF 모듈은 아쿠아포린 물 채널과 함께 박막 분리 층을 가짐에 따라 향상된 분리를 제공할 뿐만 아니라 물 투과유속(water flux)이 HF 모듈을 역삼투, 정삼투, 나노여과 등 모두에 대해 적합하게 만드는 장점들을 결합한다.
정의
본 명세서에서 사용되는 용어 "중공섬유 막" 및 "HF 막"은 액체 여과 목적을 위하여 사용될 수 있는 임의의 타입의 모세관 막을 언급한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "폴리에테르설폰"은 중공섬유 모듈의 제작에 사용되는 막 재료를 언급한다. 일례로 Membrana GmbH에서 판매하는 막 재료 UltraPES™이 있다. UltraPES™ 섬유의 횡단면 현미경 사진이 도 2에 도시되어 있다(참조, Membrana GMBH).
본 명세서에서 사용되는 용어 "아쿠아포린"은 Maria Karlsson et al. (FEBS Letters 537 (2003) 68-72)에 개시된 방법 또는 Jensen et al. US 2012/0080377 A1에 개시된 방법에 따라 제조되는 AqpZ 및 SoPIP2;1을 포함하는 선택성 물 채널 단백질을 언급한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "아소렉틴"은 레시틴, 세팔린, 이노시톨 포스파티드 및 대두유를 함유하는 고도로 정제된 인지질 제품인 대두 레시틴 분획물 [IV-S]을 언급한다(동의어: 아조렉틴(azolectin)).
본 명세서에서 사용되는 용어 "블록 공중합체"는 친수성(A 또는 C) 및 소수성(B) 블록을 모두 갖는 디- 및 트리-블록 공중합체를 형성하는 막 또는 소포를 언급하며; 디블록 공중합체는 이중층을 형성할 수 있는 A-B 또는 C-B 타입이고 트리블록 공중합체는 자가 조립에 의해 단일층을 형성하는 A-B-A 또는 A-B-C 타입이며, 이때 모든 막은 중간에 소수성 층을 갖는다. 유용한 디블록 공중합체의 예 및 유용한 트리블록 공중합체의 예는 하기와 같다.
Figure 112013003176229-utm00001
여기에서, EO-블록-DMS-블록은 폴리(디메틸실록산-블록-에틸렌 옥사이드-블록)을 나타내고, EO-블록-BO-블록은 폴리(부틸렌 옥사이드-블록-에틸렌 옥사이드-블록)을 나타내며, MOXA-블록-DMS-블록-MOXA-블록은 폴리(2-메틸옥사졸린-블록-디메틸실록산-블록-2-메틸옥사졸린)을 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "복합 박막" 또는 (TFC) 중공섬유 막은 수용액 중의 아민 반응물, 바람직하기로 디아민 또는 트리아민과 같은 방향족 아민, 예를 들어 1,3-디아미노벤젠(예를 들어, 시그마-알드리치로부터 구입되는 바와 같은, m-페닐렌디아민 > 99%); 및 유기 용매 중에 용해된 이- 또는 삼산 염화물과 같은 아실 할라이드 반응물, 바람직하기로 방향족 아실 할라이드, 예를 들어 벤젠-1,3,5-트리카보닐 클로라이드(예를 들어, 시그마-알드리치로부터 구입되는 바와 같은, CAS No. 84270-84-8, 트리메조일 클로라이드(TMC), 98%)를 사용하여 제조되며, 상기 반응물들은 계면 중합 반응으로 결합한다(지지 막, 예를 들어 폴리에테르설폰 막의 표면 상에, 다공성 막 지지체에 라미네이트된 폴리아미드를 포함하는 복합 막의 형성을 상세히 개시하고 있는 미국특허 제4,277,344호 참조). 벤젠-1,3,5-트리카보닐 클로라이드는 헥산(>99.9%, Fisher Chemicals), 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸 등을 포함하는 C6-C12 탄화수소(직쇄 또는 분지쇄 탄화수소)와 같은 용매, 또는 다른 저방향족 탄화수소 용매, 예를 들어 주성분으로 이소알칸을 포함하는 낮은 냄새 유체를 제조하기 위하여 촉매의 존재 하에 수소로 처리되는 페트롤늄-기초의 원료로부터 제조되는 Isopar™ G Fluid 중에 용해시킨다. Isopar™ G Fluid: 화학명: 탄화수소, C10-C12, 이소알칸, <2% 방향족; CAS No: 64742-48-9, 화학명: 나프타(페트롤늄), 수소처리된 중나프타(ExxonMobil Chemical). 반응물 1,3-디아미노벤젠에 대한 대체물로는 헥사메틸렌디아민 등과 같은 디아민을 포함하고, 반응물 벤젠-1,3,5-트리카보닐 클로라이드에 대한 대체물로는 당업계에 공지된 바와 같은 이산 염화물, 아디포일 클로라이드 등을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "가스"는 용매를 발산시키기 위해 사용될 수 있는 불활성 가스, 이질소(dinitrogen), 대기의 공기 등과 같은 임의의 가스상 유체를 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 프로테오리포좀은 전형적으로 약 100 내지 약 200과 같은, 25 내지 500의 지질 대 단백질 비율(몰 기준으로 계산된 LPR)을 갖는다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 프로테오폴리머좀은 전형적으로 트리블록 공중합체를 사용할 경우 약 50 내지 약 100과 같은, 25 내지 500의 폴리머 대 단백질 비율(몰 기준으로 계산된 POPR), 및 디블록 공중합체를 사용할 경우 약 100 내지 약 200과 같은, 25 내지 500의 폴리머 대 단백질 비율을 갖는다.
본 고안의 바람직한 구현예에서, 중공섬유 번들은 하기 특징을 갖는 친수성 모세관 막 재료의 형태인 폴리에테르설폰(UltraPES™) 지지체 재료를 포함한다(평균 값이 주어짐):
물리적 특징: 벽 두께 220 ㎛±15 ㎛; 내부 직경 760 ㎛±30 ㎛; 인장 강도 ≥ 410 cN; 파단 신율 ≥ 40%; 폭발 압력 ≥ 12 bar; 내파 압력 ≥ 7 bar; 6-7 nm의 최소 기공 크기.
막 성능 특징: 막간 흐름(물, 25℃) ≥ 0.65 ml/[min × ㎠ × bar]; 분자량 컷 오프 MWCO (덱스트란, 90%, 0 bar) 65 kD ± 20 kD.
상기 주어진 특징들은 Membrana GmbH(Oehder Straße 28, D-42289 Wuppertal, Germany)에 의해 제공되는 대표적인 바람직한 UltraPES 재료이다.
도 1a는 9개의 중공섬유, 2개의 말단 입구/출구(1, 2) 및 2개의 측면 입구/출구(3, 4), 또한 상기 입구/출구를 밀봉하기 위한 4개의 말단 캡을 갖는 HF 모듈을 나타낸다. 상기 모듈의 전체 길이: 100mm; 섬유의 직경: 10 mm; 밀봉의 직경: 130mm.
도 1b는 984개의 섬유, 2개의 말단 입구/출구(1, 2) 및 2개의 측면 입구/출구(3, 4)를 갖는 HF 모듈을 나타낸다. 전체 길이: 25cm, 700 ㎛의 섬유 직경.
도 2는 약 220 ㎛ ± 15 ㎛의 벽 두께, 약 760 ㎛ ± 30 ㎛의 내부 직경, 65 kD ± 20 kD의 분자량 컷-오프(MWCO, 덱스트란, 90%, 0 bar), 및 25℃에서의 ≥0.65 ml/[min × ㎠ × bar]의 막간 물 흐름(transmembrane water flow)을 갖는 중공섬유, UltraPES™의 부분 횡단면을 나타낸다. 사진은 Membrana GmbH로부터 입수된 것이다.
도 3은 본 고안의 중공섬유 상에 형성된 복합 박막 층의 미세구조에 대한 원리 개략도를 나타낸다(참조, 하기 실시예 1).
AqpZ Mw 27233을 사용한 지질 대 단백질 비율( LPR ) 200인 1 mg / mL 아소렉틴 프로테오리포좀의 제조에 대한 프로토콜:
1. CHCl3 중 아소렉틴(mW 786.11 g/mol, Sigma)의 2 mg/mL 저장 용액 5 mL로 50 mL 유리 증발 바이알을 충진한다.
2. 적어도 2 시간 동안 회전 증발기를 사용하여 CHCl3를 증발시켜 완전히 건조시킨다.
3. 0.8 mL의 버퍼 용액(PBS pH 7.4 중 1.3% 옥틸글루코시드(OG))을 첨가하여 단계 2의 증발 바이알 내 얻어진 필름을 재수화한다.
4. 플랫폼 쉐이커(Heidolph orbital platform shaker Unimax 2010 또는 이에 상응하는 것) 상에서 지질이 용해될 때까지 최대 rpm으로 상기 바이알을 쉐이킹한다.
5. Tris pH 8, 글리코스 및 OG, 10 mg/mL를 함유하는 단백질 버퍼 중 1.73 mg의 AqpZ를 첨가하고, 200rpm에서 15 분 동안 바이알을 회전시켜, 본 명세서에 개시된 바에 따라 AqpZ를 제조한다.
6. 9.03 ml PBS(pH 7.4, OG 무첨가)를 서서히 첨가하고, 바이알을 200rpm으로 15 분 동안 쉐이킹한다.
7. 상기 화합된 용액/현탁액을 드라이 아이스/40℃ 물 배쓰 상에서 3회 동결/해빙시켜 존재할 수 있는 다층박막의 구조물을 제거한다.
8. 250mg의 수화된 바이오비드(SM2, BioRad)를 첨가하고 바이알을 4℃에서 200rpm으로 1 시간 동안 회전시켜 세제(OG)를 흡착시킨다.
9. 250mg의 수화된 바이오비드를 더 첨가하고 4℃에서 200rpm으로 2 내지 3일 동안 바이알을 회전시킨다.
10. 그 다음 흡착된 OG를 갖는 바이오비드를 현탁액으로부터 피펫팅으로 제거한다.
11. 얻어진 현탁액을 압출기를 사용하여 200nm 폴리카보네이트 필터를 통해 약 11회, 예컨대 적어도 1회 내지 약 22회까지 압출시켜 균일한 프로테오리포좀 현탁액 (소포) 현탁액을 얻는다.
트리블록 공중합체, 폴리(2- 메틸 옥사졸린 -b-디메틸 실록산 -b-2- 메틸 옥사졸 린)( Moxa 12: DMS 35, Mw 3510)( 폴리머 소스™( Quebec , Canada )로부터 구매한 P3691), AqpZ Mw 27233에 기초한, 단백질 대 폴리머 비율 ( POPR ) 50 폴리옥사졸린 인 1 mg / ml 프로테오폴리머좀에 대한 프로토콜
1. CHCl3 중 P3691의 2 mg/ml 스톡 용액 5 mL로 50 ml 유리 증발 바이알을 충진한다.
2. 적어도 2 시간 동안 회전 증발기를 사용하여 CHCl3를 증발시켜 완전히 건조시킨다.
3. 3.0 mL의 버퍼 용액(1.3% O.G.; 200mM 수크로스; 10mM Tris pH 8; 50mM NaCl)을 첨가하여 단계 2의 증발 바이알 내 얻어진 필름을 재수화한다.
4. 플랫폼 쉐이커(Heidolph orbital platform shaker Unimax 2010 또는 이에 상응하는 것) 상에서 3 시간 동안 200 rpm으로 상기 바이알을 쉐이킹하여 공중합체를 용해시킨다.
5. Tris, 글루코스 및 OG를 함유하는 단백질 버퍼 중 1.55mg의 AqpZ를 첨가하고, 200rpm 및 4℃에서 하룻밤 동안 바이알을 회전시킨다.
6. 6.88 ml 버퍼(10mM Tris pH 8; 50mM NaCl)를 피펫으로 위아래로 혼합하면서 서서히 첨가한다.
7. 180mg 수화된 바이오비드를 첨가하고 200rpm에서 1 시간 동안 회전시킨다.
8. 210mg 수화된 바이오비드를 첨가하고 200rpm에서 1 시간 동안 회전시킨다.
9. 240mg 수화된 바이오비드를 첨가하고 200rpm, 4℃에서 하룻밤 동안(O.N.) 회전시킨다.
10. 240mg 수화된 바이오비드를 첨가하고 200rpm, 4℃에서 하룻밤 동안(O.N.) 회전시킨다.
11. 그 다음 흡착된 OG를 갖는 바이오비드를 현탁액으로부터 피펫팅으로 제거한다.
12. 현탁액을 압출기를 사용하여 200nm 폴리카보네이트 필터를 통해 약 21회, 예컨대 적어도 1회 내지 약 22회까지 압출시켜 균일한 프로테오폴리머좀 현탁액 (소포) 현탁액을 얻는다.
실시예 1: 섬유의 내부 표면이 고정화된 AqpZ 소포로 기능기화된 중공섬유 모듈의 제조
폴리에테르설폰 막을 갖는 중공섬유 모듈, 예컨대 주문 제작된 모듈, 예컨대 약 10 cm2에 상응하는 9개의 섬유를 갖는 것, 또는 예컨대 모듈 길이에 따라 수백개 섬유에 상응할 수 있는 0.5 m2까지의 막면적을 갖는 것(Membrana GmbH, Wuppertal, Germany)으로서, 본질적으로 Sukitpaneenit et al. 2011에 개시된 바와 같이 제조된 모듈을 사용하여, 복합 박막 층을 하기 단계를 수반하는 계면 중합을 통하여 내부 섬유 표면 상에 제조한다:
1. 상기 프로토콜에서 제조된 바와 같은 4 mL의 AqpZ 소포를 얻는다.
2. 250 mg의 1,3-디아미노벤젠을 6 mL의 MilliQ 물 중에 용해시켜 2.5% (w/w) 농도의 용액을 얻는다.
3. 75 mg의 벤젠-1,3,5-트리카보닐 클로라이드를 50 mL의 헥산 중에 용해시켜 0.15% (w/v)의 최종 농도를 얻는다.
4. 단계 1의 4 mL의 소포 제제를 단계 2의 6 mL의 용액으로 용해/혼합시켜 1,3-디아미노벤젠/AqpZ 소포 혼합물을 제조한다.
5. 단계 4에서 얻어진 혼합물을 말단 입구 1(또는 입구 2)을 사용하여 2 분 동안 모듈을 통해 지속적으로 펌핑한다(참조, 도 1).
6. 바람직하기로 모듈을 거꾸로 잡고, 예를 들어 입구 1(참조, 도 1)을 사용하여 2 분 동안 섬유의 내강 측면에 지속적인 대기 퍼징을 하여 과량의 1,3-디아미노벤젠을 제거한다.
7. 그 다음 단계 3의 벤젠-1,3,5-트리카보닐 클로라이드 용액의 지속적인 흐름을 예를 들어, TSE systems 사의 시린지 펌프(참조, 인터넷에서 2012-11-09에 검색됨: (<URL: http://www.tse-systems.com/products/other-products/pumps-infusion/index.htm))를 사용하여 대략 30 초 동안 입구 1을 통해 모듈 내로 주입하여 계면 중합 반응이 일어나게 한다.
8. 마지막으로, 모듈을 바람직하기로 MilliQ 물, 대략 10 mL를 사용하여 측면 입구 1 및 3을 통해 주입하여 헹군다.
물로 충진한 후, 모듈을 흰색 밀봉 캡(5)(참조, 도 1)으로 밀봉하여 건조되는 것을 방지한다(밀봉 캡은 모듈의 일부이며 이들과 함께 입수됨).
실시예 2: 섬유의 내부 표면이 고정화된 AqpZ 소포로 기능기화된 중공섬유 모듈의 제조
실시예 1과 동일한 중공섬유 모듈을 사용하여 복합 박막 층을 하기 단계를 수반하는 계면 중합을 통하여 내부 섬유 표면 상에 제조한다:
1. 상기 프로토콜에서 제조된 바와 같은 4 mL의 AqpZ 소포를 얻는다.
2. 250 mg의 1,3-디아미노벤젠을 6 mL의 MilliQ 물 중에 용해시켜 2.5% (w/w) 농도의 용액을 얻는다.
3. 75 mg의 벤젠-1,3,5-트리카보닐 클로라이드를 50 mL의 헥산 중에 용해시켜 0.15% (w/v)의 최종 농도를 얻는다.
4. 단계 1의 4 mL의 소포 제제를 단계 2의 6 mL의 용액으로 용해/혼합시켜 1,3-디아미노벤젠/AqpZ 소포 혼합물을 제조한다.
5. 단계 4에서 얻어진 혼합물을 말단 입구 1(또는 입구 2)을 사용하여 2 분 동안 모듈을 통해 지속적으로 펌핑한다(참조, 도 1).
6. 시린지 펌프를 사용하여 입구 1을 통해 1 분 동안 헥산과 같은 유기 유체의 지속적인 스트림으로 모듈로부터 과량의 1,3-디아미노벤젠을 제거한다.
7. 그 다음 단계 3의 벤젠-1,3,5-트리카보닐 클로라이드 용액의 지속적인 흐름을 예를 들어, TSE systems 사의 시린지 펌프(참조, 인터넷에서 2012-11-09에 검색됨: (<URL: http://www.tse-systems.com/products/other-products/pumps-infusion/index.htm))를 사용하여 대략 30 초 동안 입구 1을 통해 모듈 내로 주입하여 계면 중합 반응이 일어나게 한다.
8. 마지막으로, 모듈을 바람직하기로 MilliQ 물, 대략 10 mL를 사용하여 측면 입구 1 및 3을 통해 주입하여 헹군다.
물로 충진한 후, 모듈을 흰색 밀봉 캡(5)(참조, 도 1)으로 밀봉하여 건조되는 것을 방지한다(밀봉 캡은 모듈의 일부이며 이들과 함께 입수됨).
실시예 3: 섬유의 내부 표면이 고정화된 AqpZ 소포로 기능기화된 중공섬유 모듈의 제조
실시예 1과 동일한 중공섬유 모듈을 사용하여 복합 박막 층을 하기 단계를 수반하고 모듈을 통해 용액을 푸쉬하기 위한 시린지 펌프를 사용하는 계면 중합을 통하여 내부 섬유 표면 상에 제조한다:
1. 상기 프로토콜에서 제조된 바와 같은 4 mL의 AqpZ 소포를 얻는다.
2. 250 mg의 1,3-디아미노벤젠을 6 mL의 MilliQ 물 중에 용해시켜 2.5% (w/w) 농도의 용액을 얻는다.
3. 75 mg의 벤젠-1,3,5-트리카보닐 클로라이드를 50 mL의 헥산 중에 용해시켜 0.15% (w/v)의 최종 농도를 얻는다.
4. 공기가 빠져나가도록 입구를 아래로 하여 모듈을 수직으로 잡고 단계 2의 용액을 섬유의 내부를 통해 첨가하며; 이때 상기 용액은 바람직하기로 약 5 mL/min의 유속으로 펌핑될 수 있고, 상기 용액은, 예를 들어 상기 용액이 모듈의 상부 말단에서 발견될 수 있는 직후 개시 타이밍과 같은, 2 분 동안 지속적으로 펌핑될 수 있다.
5. 모듈을 시린지 펌프와 분리하고 과량의 용액이 콜렉션 글라스에 유출되도록 이를 회전시킨다.
6. 모듈을 거꾸로 대기에 노출시키고 10 L/min에 도달할 때까지 서서히 대기 흐름을 발생시킨 후; 대기 흐름을 2 분 동안 들여보낸다.
7. 모듈을 벤젠-1,3,5-트리카보닐 클로라이드 용액 시린지에 연결하고, 상기 모듈을 수직의 위치로 둔 다음 벤젠-1,3,5-트리카보닐 클로라이드/헥산 흐름을 예를 들어 약 15 mL/min의 유속을 유지하면서 발생시킨다.
8. 상기 모듈에 헥산 시린지를 연결하고 헥산이 약 30 초 동안 섬유를 통해 흐르게 한다(모듈이 충진된 후, 수평 위치로 다시 기울어질 수 있음).
9. 모듈을 헥산 시린지와 분리하고 마지막 헥산이 나오도록 거꾸로 돌린 후; 대기에 노출시키고 5-10 초 동안 약 10 L/min으로 퍼징한다.
10. 모듈을 유리 컨테이너로부터 흡인시켜 MilliQ로 충진한다.
상기에서 약술한 다양한 방법 이후, 섬유의 내부 표면이 도 3에 도시된 바와 같은 새로운 미세구조를 갖게 된 TFC-아쿠아포린 개질된 중공섬유 모듈을 얻게 되며, 이때 (1)은 ~200nm의 TFC 층을 나타내고 (2)는 220 ㎛의 지지 막을 나타내며 (1) 및 (2)는 함께 중공섬유 벽의 횡단면을 나타내고; (3)은 친수성 헤드 그룹 및 친수성 테일 그룹을 갖는 재료를 형성하는 양친매성 막과 같은 지질과 디블록 공중합체의 경우의 이중층 막을 도식적으로 나타낸 것이다. 트리블록 공중합체가 양친매성 막에 사용된 경우, 재료(3)는 소수성 중간 부분과 친수성 말단 부분들을 갖는 단일층을 나타낸다. (4)는 테트라머의(tetrameric) 형태를 나타내는 아쿠아포린 단백질을 나타낸다. 그러나, 상기 단백질은 또한 모노머 또는 다이머로서 제공될 수 있으며, 이들 모두 또한 물 채널이다.
정삼투를 이용한 여과 결과
하기 표 1 및 2는, 둘다 탈이온수(MilliQ water) 중의 용액으로 10 μM 칼세인(CAS No. 1461-15-0, Mw 622.55)의 피드 용액(feed solution) 및 2 M NaCl의 드로우 용액(draw solution)을 사용하고 이때 TFC-아쿠아포린 층이 중공섬유의 내부(내강) 상에 형성되어 있고 상기 드로우 용액을 섬유의 외부 또는 내부에 가하여 수행한, 본 고안에 따라 제조된 HF 모듈에 대한, 측정된 물 투과유속, Jw, 및 측정된 역 염 머무름(reverse salt retention), Js의 형태로 나타낸 여과 결과이다.
병류 또는 역류 흐름을 사용하였다. 도 1을 참고할 때, 전형적으로 피드 용액은 입구(1)를 통해 펌핑되고 (2)로 배출되며, 드로우 용액은 입구(3)을 통해 펌핑되고 (4)를 통해 배출된다. 5번의 실험에서, 역류 흐름을 사용하였다(참조, 표 1 및 2, 및 이하 설명). AqpZ 물 채널 단백질을 모든 실험에 사용하였고, 지질(아소렉틴) 및 다양한 블록 공중합체(P3691, P8061) 모두가 막 재료이었다.
각각의 실험은 물 투과유속(Jw), 역 염 투과유속(reverse salt flux)(Js) 및 칼세인 거부를 특징으로 한다. 물 투과유속은 주어진 시간에 막 면적의 일정량 이상 수송되는 물의 양(일반적으로 L/m2h)을 나타내고 피드 용액 중에서 중량 손실을 모니터링함으로써 측정한다. 역 염 투과유속은 피드 용액으로 다시 확산되는 드로우 용액의 양을 특징으로 한다. 이는 막이 얼마나 염에 대해 치밀한지에 대한 지표이다. Js는 피드 용액 중의 전도성 변화를 측정함으로써 측정된다. 칼세인 거부는 막의 정방향 거부(forward rejection) 특성을 측정하기 위하여 사용된다. 여기에서, 데스크탑 형광계(예를 들어, Qubit fluorometer, Invitrogen)에 의해 용이하게 검출 가능한, 형광 마커가 피드 용액에 첨가되어 사용된다. 드로우 용액 중의 이의 농도를 측정함으로써 마커의 거부된 양을 측정할 수 있다.
물 투과유속은 하기 식에 따라 계산된다:
Jw=Vt/(A*t); [L/m2h],
상기 식에서, Vt는 수송된 부피이고, A는 활성 막 면적이며, t는 시간(hour) 단위의 기간(time)이다.
역 염 투과유속을 측정하기 위하여 피드 용액의 전도성을 측정해야 한다. 그다음 보정 곡선의 도움으로 염 농도에 대해 상기 전도성을 관련시킬 수 있고 이에 따라 하기 식에 따라 역 염 투과유속을 계산할 수 있다:
Js= (cf,end*Vf,end-cf,start*Vf,start)/(A*t); [g/m2h],
상기 식에서, Vf는 개시 및 말기(end) 부피를 나타내고 c는 피드 용액 중의 염의 개시 및 말기 농도를 나타낸다.
칼세인 거부는 하기에 의해 추정된다:
Rca=1-((Vd,end*cca,d,end-Vd,start*cca,d,start)/(Vt*cca,f,start))
상기 식에서, Vd는 개시 및 말기 드로우 용액 부피이고 cca,d는 드로우 용액 중에서의 칼세인 기록치이다. 피드 용액 중의 칼세인의 개시 농도(cca,f)는 상수로서 취한다. 이는 칼세인을 거부하는 막이 피드 용액 중의 칼세인 농도를 위로-농축시키기 때문에 근사치이다. 그러나, 이는
계산에서 개시 농도를 일정하게 둠으로써, 전체적인 거부를, 허용 가능하게, 낮게 추산하기(underestimate) 때문에 허용될 수 있다.
표 1
Figure 112013003176229-utm00002
[주] a 역류 흐름; ab 내부 상에 드로우 & 역류 흐름; d 실시예 1에 따름.
표 1은, 본 고안의 HF 모듈을 사용하여, 약 0.22 정도로 낮은 우수한 Js/Jw 비율을 여전히 유지하고 있는 9개의 섬유를 갖는 박막 개질된 HF 모듈에 대해 얻을 수 있는 투과유속 이상으로, 3 L/m2h까지의 더욱 우수한 물 투과유속, Jw를 얻는 것이 가능함을 명확히 보여준다. 이는 더욱 낮은 효과적인 염 머무름이 허용될 수 있는 동안, 예를 들어 폐수 처리시 높은 물 투과유속이 바람직한, 여과 목적에 유리하다. 표 1에 나타낸 본 고안에 따른 결과는 모두 역류 흐름을 사용하여 얻어진 것이며, 이는 높은 물 투과유속을 위한 이점을 제공할 수 있다.
표 2
Figure 112013003176229-utm00003
[주] a 역류 흐름; c 내부 상에 드로우; dd 실시예 3에 따라 제조됨.
표 2는, 본 고안의 HF 모듈을 사용하여, 약 8 내지 9 L/m2h의 우수한 물 투과유속을 여전히 유지하고 있는 9개의 섬유를 갖는 박막 개질된 HF 모듈에 대해 얻을 수 있는 역 염 머무름 대비 25% 감소에 해당하는 약 0.5 g/m2h의 역 염 머무름, Js의 감소가 가능함을 명확히 보여준다. 이들 결과는 HF 모듈 섬유의 내부 상에 드로우 용액을 병류 흐름으로 사용하여 얻어진 것이다.
모든 상기 칼세인 거부 값은 사용된 HF 모듈이 극히 치밀한 것(막 누출 없음)을 보여주는 99% 이상이다. HF 모듈 No. 12-0644는 소포 및/또는 단백질 없이 박막 층으로만 개질되었으며, 이에 따라 Sukitpaneenit & Chung 2012에 개시된 바와 같은 종래 기술을 나타낸다.
본 고안의 HF 모듈은 병류 흐름 및 역류 흐름 모두를 사용할 수 있으며, 상기 결과에서 보여지는 바와 같이 역류 흐름을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우, 삼투압의 차이는 섬유의 전체 길이에 걸쳐 보다 균일하게 분포한다. 피드 및 드로우 용액 모두가 동일한 측면에서 들어가는 경우(병류 흐름), 이때 물은 피드 스트림으로부터 드로우 스트림으로 즉시 빠져나오고, 섬유를 따라 삼투압의 차이가 급격히 감소하게 된다(피드는 농축되고 드로우는 희석됨). HF 모듈이 역류 흐름으로 작동되는 경우, 이때 더욱 깨끗한 피드가 희석된 드로우를 일 말단에서 만나게 되고 높은 삼투성 드로우가 약한 삼투성 피드(오염된 염)를 다른 말단에서 만나게 된다. 이에 따라 양쪽 액체 사이의 삼투압 차이가 섬유의 길이를 따라 동일하도록 더욱 가까워진다. 이는 역류 흐름을 선호하게 할 수 있다.
그러나, 병류 흐름이 유리한 것은 내부 펌핑에 의해 발생되는 압력이 섬유의 외부에 대한 펌핑에 의해 발생된 것과 동일한 압력을 충족하는 것이다.
참조 문헌, 하기 모든 문헌은 참조로서 본 명세서에 포함된다.
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Claims (16)

  1. 아쿠아포린 물 채널을 포함하는 복합 박막(TFC) 층으로 섬유 표면이 개질된 섬유를 갖는 중공섬유(HF) 모듈로서, 상기 아쿠아포린 물 채널이 리포좀 또는 폴리머좀 내에 결합되어 있는 중공섬유(HF) 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 리포좀은 DPhPC, DOPC와 같은 지질, 혼합 대두 지질, 아소렉틴 또는 이. 콜라이(E. coli) 혼합 지질로부터 제조되는 중공섬유(HF) 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 폴리머좀은 친수성-소수성-친수성(A-B-A 또는 A-B-C) 타입의 트리블록 공중합체 또는 친수성-소수성(A-B) 타입의 디블록 공중합체를 포함하는 중공섬유(HF) 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 아쿠아포린 물 채널은 AqpZ 채널 또는 SoPIP2;1 물 채널인 중공섬유(HF) 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 상기 TFC 층은 디- 또는 트리아민의 수용액과 유기 용매 중 디- 또는 트리아실 할라이드 용액의 계면 중합을 통해 형성되고, 이때 상기 아쿠아포린 물 채널은 상기 수용액에 포함되는 중공섬유(HF) 모듈.
  8. 제1항에 있어서, 상기 중공섬유는 폴리에테르설폰 지지 재료를 포함하는 중공섬유(HF) 모듈.
  9. 제1항에 있어서, 상기 섬유는 0.1 cm2 내지 0.5 m2인 막 표면적을 갖는 중공섬유(HF) 모듈.
  10. 아쿠아포린 물 채널을 포함하는 복합 박막(TFC) 층으로 섬유의 표면이 개질된 중공섬유 막으로서, 상기 아쿠아포린 물 채널이 리포좀 또는 폴리머좀 내에 결합되어 있는 중공섬유 막.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서, 상기 리포좀은 DPhPC, DOPC와 같은 지질, 혼합 대두 지질, 아소렉틴 또는 이. 콜라이 혼합 지질로부터 제조되는 중공섬유 막.
  14. 제10항에 있어서, 상기 폴리머좀은 친수성-소수성-친수성(A-B-A 또는 A-B-C) 타입의 트리블록 공중합체 또는 친수성-소수성(A-B) 타입의 디블록 공중합체를 포함하는 중공섬유 막.
  15. 제10항에 있어서, 상기 아쿠아포린 물 채널은 AqpZ 채널 또는 SoPIP2;1 물 채널인 중공섬유 막.
  16. 제10항에 있어서, 상기 TFC 층은 디- 또는 트리아민의 수용액과 유기 용매 중 디- 또는 트리아실 할라이드 용액의 계면 중합을 통해 형성되고, 이때 상기 아쿠아포린 물 채널은 상기 수용액에 포함되는 중공섬유 막.
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