NO830394L - Fibroese medier som inneholder partikler av millimikronstoerrelse. - Google Patents

Description

Fibrøse medier som inneholder

partikler av millimikron-størrelse

Den foreliggende oppfinnelse vedrører fibrøse medier som inneholder partikler av millimikron-størrelse, spesielt medier som inneholder silisiumoksyd eller aluminiumoksyd i røkform ("fumed").

Den teknikk som går ut på flokkulering av negativt ladede filterhjelpepartikler eller adsorberende stoffer og fibre ved hjelp av positivt ladede polymerer, blir regelmessig benyttet ved fremstillingen av filtreringsmedier.

I US patentskrift 3.647.684 (Malcolm) er der beskrevet en filtet fibrøs matrise som inneholder kieselsyre (hydratisert silisiumoksyd) som er dispergert deri, og som kan benyttes for tynnskikt-kromatografi hvor kieselsyren har partikkelstørrelser i området 1-10 mikroner, idet matrisen inneholder et kationisk materiale i konsentrasjoner som ikke overskrider 1,5%. Fra US patentskrift 4.007.113 og 4.007.114 (Ostreicher) er der kjent en matrise med selvbindende fibre som inneholder et deri dispergert filtermateriale i partikkelform, idet overflaten er modifisert med et organisk kolloid.. Ytterligere patentskrifter som ved-rører fibrøse medier som inneholder dispergert materiale i partikkelform, er US patentskrift 3.573.158 (Pall et al), US patentskrift 3.455.818 (Leifield) og US patentskrift 3.238.056 (Pall et al).

Bruken av teknikker vedrørende flokkulering med positiv ladning for fremskaffelse av spesialiserte og forbedrede medier er også blitt beskrevet i søkerens US patentsøknader nr. 164.797 av 30. mai 1980, nr. 147.975.av 8. mai 1980 og nr. 123.467 av 21. februar 1980, hvis ålment tilgjengelige dokumenter herved innlemmes som referanse.

De porøse filtermedier som beskrives i de ovennevnte søk-nader, er sammensatt av. fiber/partikkel- dg fiber/fiber-blandinger, idet kationiske ladningsmodifikatorer tjener som ladningsmodif ikatorer,. våtstyrkestimulatorer og også som flokkulerings- eller dispergeringsmidler i det tildannende velllingsystem.

Blandingene blir tildannet dynamisk til ark ved hjelp av

vakuumfilting fra en vannholdig velling, hvoretter man tørker de

o

ferdige ark som det endelige produkt. Produksjonshastigheten av slike porøse filtermedier styres av porøsiteten hos de ark som skal produseres. Et ganske åpent filtermedium som omfatter partikkelstørrelser av 50 mikroner eller større, krever bare noen få sekunder for å bli filtet, mens et tett medium som bruker partikkelstørrelser på 1-2 mikroner eller mindre, ville kreve mer enn 5 min for å bli filtet. Noen ganger kan medier som inneholder de fineste grader av partikkelformet tilsetningsstoff, ikke bli filtet i det hele tatt på grunn av utilstrekkelig flokkulering. Det er derfor umulig å danne et.fibrøst medium med adsorberende stoffpartikler som er mindre enn 1 mikron ved hjelp av aktuelle teknikker. Videre byr tilbakeholdelsen av slike partikler av liten størrelse i matriseoppbygningen på et meget alvorlig problem. Mesteparten går tapt ved vanndreneringen under filtingen.

De begrensninger og ulemper som man står overfor ved aktuelle prosesser.for fremstilling av fibrøse medier, kan forstås fra den følgende formingsmetode. Bruken av vakuum for dannelsen av et fibrøst medium går i første rekke ut på en hydro-mekanisk prosess. En velling som inneholder alle komponentene, blir drenert gjennom en trådduk med maskevidde 100 vinkelrett på planet for tråddukenog trekker med seg alle komponentene under sin bevegelse under filtingen. Større fibre som i forhold til alle andre komponenter i vellingen har de største overflate-arealer i berøring med vannet, utsettes for de sterkeste viskøse trekkrefter og bunnfeller seg før de andre for dannelse av et fibrøst bunn-nettverk. Denne prosess skaffer en selv-justerende mekanisme for jevn fordeling av partikler og fibre i den fibrøse konstruksjon basert på det forhold at drenerings-strømmen alltid følger den bane som gir minst motstand. Mens de større fibre fortrinnsvis holdes tilbake under den begynnende avsetning, har mindre fiberfragmenter en tendens til å bli ført gjennom fibermassen med lange fibre og bli huset i de hull som befinner seg innimellom fibrene for således å skaffe en koherent mattekonstruksjon som de adsorberende stoffpartikler kan utfelles i. Kontinuerlig bruk av vakuum etter arkdannelsen be virker mattesammentrykning. Den sammentrykningskraft som utøves ved hjelp av høyvakuumet, vil ytterligere presse vannmolekyler ut av den våte pute og tvinger de adsorberende stoffpartikler tettere sammen for.dannelse av en pute eller matte med definert porøsitet.

Imidlertid kan den ovenfor beskrevne fremgangsmåte bare brukes i forbindelse med.partikler som er større enn ca.

1 mikron. I tilfellet av partikkelstørrelser som er mindre enn

1 mikron, spesielt partikler av millimikron-størrelse, vil slike partikler enten ikke bli tilbakeholdt.ved hjelp av.fibermatrisen eller ikke være i stand til å bli ytterligere filtet etter dannelse av et tynt skikt av kompakte partikler.

Spesielt er dannelsen av fibrøse matter med et sterkt inn-slag av partikler av millimikron-størrelse (f.eks. mer enn ca. 30 vektprosent) og med høy porøsitet så å si umulig ved bruk av filteteknikker i henhold til teknikkens stilling. Blant partikler av millimikron-størrelse som har stor interesse for kommersielle kjemiske og biokjemiske anvendelser, finner man silisiumoksyd i røkform ("fumed silica").

Fjerning av lipoider ved adsorpsjon på silisiumoksyd er en vanlig praksis innen kjemi og biokjemi. Se f.eks. US patentskrift 3.686.395 (Stephan) og søkerens US patentsøknad nr. 238.686 av 27. februar 1981 (Carpenter and Cone) med tittelen "Tissue Culture Media". Effektiviteten ved fjerningen av lipoider ved hjelp av silisiumoksyd skiller seg fra den prosess som silisiumoksyd fremstilles ved hjelp av. Silisiumoksyd som er utfelt fra dampfasen, utgjør bedre midler til å fjerne lipoider enn dem. som utfelles fra natriumsilikatoppløsninger. Typiske markedsførte silisiumoksydprodukter som er.tildannet fra dampfasen, er "Cab-O-Sil", "Aerosil" (Degussa) eller "Sipernet 22S". Disse produkter forekommer som uhyre små partikler med gjennomsnittlige diametre fra^ 7 til 18 millimikroner (eller nanometer). De fremstilles ved hjelp av hydrolyse av silisium-tetrakloriddamp i en flamme av hydrogen og oksygen. Ved en flammetemperatur.på 1270 O K er damptrykket av S102bare 10 —8torr, slik at der foreligger en meget høy supermetning, hvilket resulterer i at store antall av små kjerner danner silisium-oksydkuler med gjennomsnittlig diametre i området 7-18 millimikroner. Disse smeltede kuler som betegnes primære partikler, kolliderer og smelter sammen med hverandre for dannelse av avgrenede, tredimensjonale, kjedelignende aggregater. Under hydreringen av røk-silisiumoksyd vil hydroksylgrupper feste seg til noen av silisiumatomene på partikkeloverflåtene. Dette gjør overflaten av.røk-sllisiumoksyden hydrofil og muliggjør hydrogenbinding med.andre molekyler.

Røk-silisiumoksyd er luftig og har lav densitet (tilnærmet 32 g/dm 3). Selv en liten mengde med røk-silisiumoksyd som er pakket i en søyle, vil fremskaffe meget høye trykk ved berøring med bufferoppløsninger på grunn av dannelsen .av et tredimensjonalt nettverk blant partiklene, idet vannmolekylene funksjonerer som broer. Dersom tidligere kjente fremgangsmåter for.dispergering av partikler i fibrøse medier blir anvendt på røk-silisiumoksyd, vil man observere de ovenfor omtalte problemer hva angår fabrikasjon, tilbakeholdelse og porøsitet.

Silisiumoksyd i røkform - ennskjønt ikke i immobilisert form - er blitt benyttet til fjerning av hepatitt B overflateantigen fra fluider, se f.eks. US patentskrift 3.686.395 (Stephan). Andre metoder til fjerning av viruser fra fluider omtales i US patentskrift 3.925.152 (Porath et al), US patentskrift 4.168.300 (Andersson et al), US patentskrift 3.770.625 (Wallis et al), US patentskrift 3.951.937 (Vnek et al) og US patentskrift 4.057.628 (Bick et al). Ingen av disse skrifter omtaler eller foreslår immobiliserte uorganiske adsorberende stoffer.

På dette punkt er det verdt å nevne US patentsøknad nr.

4.228.462 (Hou and Ostreicher) med tittelen "Method for Removing Cationic Contaminants from Beverages" som omtaler en fremgangsmåte til å preparere et filterark med anionisk elektrokinetisk fangpotensial, som omfatter cellulosemasse, partikkel-filterhjelpemidler, en uorganisk kationisk overflate-ladningsmodifikator og en uorganisk anionisk ladningsmodifikator, idet ladningsmodifikatorene er henholdsvis kationiske og anioniske kolloidale (uorganiske) silisiumoksyder....Blant de nevnte partikkelstof f er er diatoméjord, perlitt-, talkum,., silisiumoksydgel osv., med et høyt overflateåreal, fortrinnsvis.silisium-oksydlignende materialer, f.eks. de finere grader av

diatoméjord-perlitt. Grunnen til å bruke de anioniske ladningsmodif ikatorer er imidlertid å skaffe et høyt elektrokinetisk fangpotensial.for positivt ladede fluidumforurensninger. Videre er grunnen til å bruke uorganiske (istedenfor organiske) ladningsmodifikatorer å forhindre muligheten for ekstrahering av organiske elementer inn i filtratet. Der gis ingen løsning for produksjonen av fibrøse .medier- som inneholder mikropartikler.

Der foreligger derfor.et behov for en. fremgangsmåte til homogen immobilisering av partikkelmateriale med.gjennomsnittlig diametre av størrelse, millimikroner, spesielt.røk-:silisiumoksyd i fibrøse matriser.. Der foreligger også et behov for produkter fremstilt ved en slik fremgangsmåte.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe fibrøse medier som i seg inneholder immobiliserte partikler av millimirkon-størrelse.

En annen hensikt med oppfinnelsen er. å skaffe en fremgangsmåte til fremstilling av fibrøse medier som i seg inneholder immobiliserte partikler av millimikron-størrelse.

Enda en annen hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe fibrøse materialer som i seg rommer immobilisert røk-silisiumoksyd og/eller -aluminiumoksyd.

Nok en annen hensikt med oppfinnelsen er å skaffe en fremgangsmåte til fremstilling av fibrøse medier som inneholder røk-silisiumoksyd dispergert deri.

En annen hensikt med. oppfinnelsen er å skaffe en fremgangsmåte til fjerning av.HBsAg fra fluider ved bruk av immobilisert røk-silisiumoksyd.og en fremgangsmåte til fjerning av hydrogener fra fluider ved bruk av immobilisert. aluminiumoksyd.

Disse og andre hensikter.med oppfinnelsen slik det vil fremgå i det følgende, oppnås ved at .man ifølge oppfinnelsen skaffer: En selvbærende fibrøs matrise, fortrinnsvis et ark, som i seg rommer immobiliserte mikropar.tikkel.-materiaie som har en gjennomsnittlig diameter på mindre enn .1 mikron og utgjør ca. 5 vektprosent, en organisk polykationisk harpiks og en organisk polyanionisk harpiks, idet harpiksene .foreligger i en mengde som er effektiv for flokkulering av mikropartiklene i matrisen.

Hensiktene i henhold til oppfinnelsen oppnås også ved

fremskaffelsen:

Ved en fremgangsmåte til fabrikasjon.av en selvbærende fibrøs matrise som inneholder partikkelmateriale, idet frem-gangsmåten går ut på den forbedring at materialet.har en gjennomsnittlig diameter på mindre enn 1.mikron, og idet fabrika-sjonen utføres i nærværet av flokkulerénde mengder av en organisk polykationisk harpiks og en organisk.polyanionisk harpiks. En mer fullstendig forståelse av. oppfinnelsen og mange av de tilhørende fordeler ved denne vil fremgå når oppfinnelsen blir nærmere belyst under henvisning til den følgende detaljerte be-skrivelse som refererer seg til den vedføyde tegning. Fig. 1 viser virkningen av tilført polyanion (G-139) på viskositeten av en 5% velling av "Cab-O-Sil" røk-silisiumoksyd i vann og viser virkningen av polykation (1884)/polyanion (G-139) harpiksforholdet på viskositeten av den samme velling. Fig. 2 er et skjematisk riss av en vakuum-filteanordning som brukes til måling av filtetider av silisiumoksyd-inneholdende fibervellinger. Fig. 3 anskueliggjør variasjonen i filtetid hos silisiumoksyd- inneholdende filterark som inneholder 1 vektprosent polykationisk harpiks og forskjellige mengder av polyanionisk harpiks (polystyrensulfonsyre, PSSA). Fig. 4 viser en evaluering av avlipoidiseringen av kvegserum under bruk av forskjellige typer av silisiumholdige materialer i fri tilstand. Fig. 5 viser en typisk separasjonssøyle hvor. der som separeringsmateriale brukes det fibrøse, medium i henhold til oppfinnelsen i form av filterputer eller skiver.

Den foreliggende oppfinnelse er basert, på. den oppdagelse at fremstilling av selvbærende fibrøse medier som.inneholder partikkelmateriale av millimikron-størrelse . ("mikropartikler"),

gjøres meget lettere ved at den tildannende velling får tilført to typer av organiske polymere harpikser, idet den ene type utgjøres av en.polykationisk harpiks og den annen type av en polyanionisk harpiks.. Dersom ikke begge typer harpikser

foreligger i vellingen av fibre og mikropartikkel-materiale, vil mikropartikkel-materialet på den ene side ikke kunne flokkuleres og på den annen side nå en tilstand hvor en vann-ugjennomtrengelig gellignende konstruksjon blir dannet, idet begge forhold forhindrer filting, dvs. vakuumfiltingen av vellingen blir betydelig hemmet, og mikropartiklene vil ikke kunne bli tilbake-holdt av den fibrøse matrise. Som et resultat av denne er-kjennelse er det mulig for første gang å preparere selvbærende fibrøse matriser, spesielt fibrøse ark som inneholder store an-deler av mikropartikler uten fare for tap av mikropartikler under fremstillingen eller etterfølgende væskerengjøring og filtreringsoperasjoner.. Uttrykket "selvbærende fibrøs medium" er ment å innbefatte en hvilken som helst koherent matrise av fibre som vil bibeholde sin form og oppbygning.når den befinner seg i tørr tilstand, dvs. den vil ikke falle fra hverandre. I sin mest vanlige form utgjør det selvbærende fibrøse medium et ark tildannet fra i det minste en komponent som er en lang selvbindende strukturell fiber, for derved å gi arket tilstrekkelig konstruksjonsmessig integritet under både den våte "som formet" og den endelige tørre tilstand og også å tillate håndtering under behandlingen og tilpasning for den påtenkte endelige bruk. Cellulosefibre, f.eks. tremasse, bomull, celluloseacetat eller rayon kan brukes. Disse fibre er typisk forholdsvis store med handelsførte tilgjengelige diametre i området 6-60 mikrometer. Tremasse kan også brukes og har fiberdiametre i området mellom 15 og 25 mikrometer og fiberlengder på ca. 0,85 - ca. 6,5 mm.

Andre fibre som kan .benyttes, innbefatter polyacrylonitril-fibre, nylonfibre eller polyvinylkloridfibre. Den foretrukne fibrøse matrise.i henhold til oppfinnelsen er et porøst selvbindende ark eller bane.av cellulosefibre.

De lange selvbindende strukturelle fibre er fortrinnsvis fremskaffet fra normal-dimensjonert cellulosemasse, f.eks. manillahamp, jute, caroa,.sisal, bleket eller ubleket kraft-, masse, kozu eller lignende, som typisk har . en Canadian Standard Freeness.på +400 - +800 ml. Disse lange selvbindende fibre vil utgjøre mer enn 50 vektprosent av den porøse matrise, fortrinnsvis ca. 66-90% av den porøse matrise,.og mest foretrukket 75-83%.

Når mengden' av mikropartikler som er immobilisert i den porøse matrise er lav, dvs. mindre enn 50 vektprosent av mediet, er det foretrukket at den porøse matrise blir formet av en selvbindende matrise av .normal cellulosemasse.med en Canadian Standard Freeness på +400 - +800 ml.

Ved den foretrukne utførelsesform for oppfinnelsen er det ønskelig å ha en stor mengde av mikropartikler, dvs. mer enn ca. 50 vektprosent av mediet immobilisert i den porøse matrise. Det er således ønskelig å bruke den oppfinnelse som er beskrevet i US patentsøknad nr. 123.467 (Hou et al) av 21. februar 1980, for bibeholdelse av et slikt høyt innhold av.mikropartikler i matrisen. De tilgjengelige dokumenter i denne søknad er herved innlemmet som referanse. , Sagt generelt blir.en mindre del av cellulosemasse som er raffinert til en Canadian Standard Freeness (CSF) på mellom +100 og -600 ml. innlemmet med en større del av den normalt dimensjonerte cellulosemasse (+400 - +800 ml). Spesielt vil fra ca. 1% til ca. 10% av den raffinerte masse og fra ca. 10% til ca. 30% av den normale cellulosemasse i forhold til vekten av mediet bli inneholdt i matrisen, idet det gjen-værende utgjøres av partikler. Generelt vil vektforholdet mellom uraffinert og høyraffinert masse befinne seg i området fra ca. 2:1 til ca. 10:1, fortrinnsvis 3:1 til ca. 5:1. En slik blanding av masser tillater en øket tilbakeholdelse av de fine partikler i henhold til oppfinnelsen.

Uttrykket "partikkelformet" materiale er ment.å innbefatte et hvilket som helst adsorberende middel eller partikkelformet materiale som blir benyttet innen den filter-teknikk som har eksistert i noen tid og som f.eks. er.omtalt i de følgende US patentskrifter.som herved innlemmes.som.referanse: 2.143.044, 2.746.608, 3.238.056, 3. 253 . 978, ..3. 591. 010, 4.007.113, 4.160.059, 4.238.334, 3.669.841, 3.722.181, 3.795.313, 3.983.299, 4.029.583, 3.664.967, 4.053.565 og 4.105.426. Blant de nyttige partikkelformede.materialer er røk-silisiumoksyd, røk-aluminiumoksyd, mikrokarbon, inorganiske salter og forskjellige blandinger av disse.. Partikkélstoffene innbefatter dem.som kan tjene som understøttelse f or ..ytterligere kjemisk modifikasjon av partiklene. Ved den foreliggende oppfinnelse skal i det minste noe av det\partikkeTformede materiale ha en gjennomsnittlig diameter på mindre enn 1 mikron, dvs. en gaussisk fordeling av partikkeldiameteren har et maksimum ved mindre enn 1 mikron og b*lir. derfor betegnet "mikropartikler". Disse størrelser, ved hvilke den foreliggende oppfinnelse er mest hensiktsmessig, er mindre enn 100 millimikroner, fortrinnsvis mindre enn .50 millimikroner og spesielt mellom 1 og 25 millimikroner.. Ved den foretrukne utførelsesform for oppfinnelsen er mikropartiklene røk-silisiumoksyd eller røk-aluminiumoksyd. Som beskrevet tidligere, innebærer uttrykket røk-silisiumoksyd stoffer som fremkommer fra hydrolysen av SiCl^-damp i en flamme av hydrogen og oksygen, idet stoffene har diametre mellom 5.og 20 millimikroner. Røk-aluminiumoksyd innbefatter aluminiumoksyd fremskaffet..ved flammehydrolyse av vannfritt aluminiumklorid (f.eks. aluminiumoksyd C fra Degussa).

Generelt vil -mikropartiklene foreligge i matrisen i et vektforhold som utgjør minst ca. 5%, fortrinnsvis 20-90%, fortrinnsvis ca. 70% av den totale vekt. Det er mulig som immobiliserte partikler å bruke en blanding av mikropartikler (gjennomsnittlig diameter mindre enn 1 mikron), og grovere partikler (med gjennomsnittlig diameter større enn 1 mikron)

i ethvert forhold, fortrinnsvis 5-95 vektdeler av mikropartikler og 95-5 deler av grove partikler, idet det totale innhold av partikler skal ligge i området 5^90% som før.

Den kritiske side av oppfinnelsen er de i matrisen eksi-sterende polysalter, som blir dannet ved blanding av organiske polykationiske harpikser med organiske polyanioniske harpikser. Disse polysalter flokkulerer mikropartiklene og øker deres tilbakeholdelse i matrisen. Et hvilket som helst organisk polyanion eller blandinger av. disse og polykation eller blandinger av disse kan benyttes. Med uttrykket "organisk" "skal det forstås at den.polymere stamme ..overveiende er sammensatt av karbon-.og hydrogenatomer med det mulige nærvær av andre elementer som normalt foreligger i organiske strukturer, f.eks. nitrogen, oksygen, svovel og noen ganger.fosfor. De felles hovedbestanddeler.er polyvinyl, polyakrylat, polymetakrylat, polyoksy, polytioksy, og lignende. Med uttrykket, "polymer" skal menes at harpiksen er sammensatt av. en flerhet av repeter-enheter. Typiske mo1eky1vekter er 2.000-1.000.000 eller mer.

De anioniske eller kationiske egenskaper hos harpiksene fremskaffes vanligvis ved hjelp av pendantgrupper. For anioniske resiner kan der som pendantgrupper f.eks. brukes karboksylsyre, sulfonsyre, fosforsyre eller fosforsyregrupper. For kationiske harpikser kan der f.eks. brukes ammoniumgruppen i sin mono-, di-, tri- eller tetraalkylformer (spesielt lavere alkyl), idet denne gruppe er den mest allestedsnærværende.gruppe, ennskjønt en hvilken som helst positivt ladet pendantgruppe i prinsippet kan benyttes (pyridinium, quinolinium osv.). I noen tilfeller inneholder noen harpikser den positive ladning direkte langs hovedstammen, og disse kan og.så brukes.

Blant de på markedet tilgjengelige polyanioneharpikser som kan brukes, har man polystyrensulfonat. (PSS, solgt som Dow S21291 eller Enjay RS-781), polyvinylsulfonat (fremstilt av Hercules), polyakrylsyre (solgt som K702 eller K714 av Goodrich), natriumpolyakrylat (solgt som K718), polymetylvinyl-etermaleicanhydridkopolymer ("Gantrez AN-139") eller polytak "RNA" (solgt av.Penninsular Chemicals). Blant de på markedet tilgjengelige polykationer som kan benyttes, har man polyvinyl-butyltrimetylammoniumklorid (solgt som QT2781 eller XD-7036 av Dow), polydiallyldimetylåmmoniumklorid (Calgon Hydroid 261), polyaminpolyamid ("Hercules 1884")eller poly-4-vinylpyridinum-klorid ("Ionic PP-110").

De variable som er knyttet.til. det fibrøse medium i henhold til oppfinnelsen, og som virker inn på fremstillingen og de endelige egenskaper hos mediet, er:

1) Typen av fiber eller fibre som blir benyttet.

2) Forholdet.mellom lengde og diameter (L/D) av hver fibertype.

3) Vektprosent av.fiber i blandingen.

4) Vektprosent av polysalt i blandingen og dettes forhold til mikropartikler. 5) Forholdet mellom polyanion- og.polykationkomponenter. 6) Type og vektprosent.av. mikropartikler i blandingen.

7) Type harpikser som blir benyttet.

8) Type av oppløsning som brukes for velling (vann, alkohol, oppløsningsmiddel) for dannelse av matrisen og dennes pH-verdi. 9) Vellingtilsetninger (fuktemiddel, urenheter osv.).

10) Betingelser for mikropartikkel-flokkulasjon, og

11) filtebetingelser.

De mest relevante av disse egenskaper som ikke er beskrevet ovenfor, vil bli omtalt som en veiledning, og-ytterligere detaljer kan man få fra eksemplene. Imidlertid kan justeringen av dé ovenfor nevnte variabler såvel som deres.innbyrdes felles-skap, lett verifiseres.av dem som .er' fagfolk på området, uten unødig eksperimentering, avhengig av den brukstype man ønsker for det endelige medium.

Den totale mengde av polysalt (polykation + polyanion) er den som er tilstrekkelig eller effektiv for flokkulering av de mikropartikler som foreligger i mediet, men utilstrekkelig for dannelse av en ugjennomtrengelig gel som ville forhindre vellingfilting. Normalt kan mengden være fra 0,5 til 15% av den totale vekt av. fibrøst medium, fortrinnsvis 1-3%.

Forholdet mellom polykation<p>g polyanion kan justeres slik at den totale ladning av polysaltet er positiv, nøytral eller negativ, avhengig.av de relative proporsjoner av den ene type harpiks.eller den annen. De beste resultater oppnår man når polysaltet er hovedsakelig nøytralt, dvs. når der foreligger støkiometrisk ekvivalentermengder av begge harpikser. Mengdene kan lett bestemmes ved enkel.pH-titrering. På den annen side kan ikke-støkiometriske komplekser gi opphav til spesialmedier med en .f.eks. total positiv ladning (for en foretrukken oppfanging ay negativt ladede partikler) eller omvendt.

Den selvbærende fibrøse matrise.i henhold til oppfinnelsen blir fortrinnsvis tilda,nnet ved vakuurafilting av en,vannholdig velling av fibre, harpikser og partikkeistoffer. Dette danner et ark hvor partiklene blir immobilisert i en porøs matrise. Arket viser en jevn høy porøsitet, fine pore-størrelse-strukturer med ypperlige,strømningskarakteristikker og er hovedsakelig homogen med hensyn til fiber, harpikser og partikler.

Vakuumfiltingen blir utført på en perforert overflate vanligvis en vevet trådduk som i praksis kan ha en maskeåpning fra 50 til 20 0, idet maskeåpningene er av. dimensjoner henholdsvis 280 mikrometer - 70 mikrometer. Finere trådduker. er uprak-tiske på grunn av tilstopningsproblemer og/eller konstruksjons-messige lyter.

Størrelsen av åpningene i den perforerte vakuum-filtings-overflate og porestørrelsen hos cellulosefibermatrisen i det dannede ark er forholdsvis stor sammenlignet med noen eller alle dimensjonene av de finfiber- eller partikkelkomponenter som er nødvendige for fremskaffelsen av .detønskede submikroner-filter-mediaark.

Anvendelsen av polysalt i forbindelse med mikropartikler kan utføres på følgende forskjellige måter: a) Beleggihg av mikropartiklene i vellingen med enten polykation eller polyanion, etterfulgt av flokkulering av de således belagte mikropartikler med de motsatt ladede polymerer og eventuelt gjentatt prosedyre, eller b) Først tilsetting av en liten mengde polykation til mikropartiklene, hvoretter der tilsettes en lik mengde av polyanion, hvoretter sekvensen repeteres inntil der foreligger tilstrekkelig polysalt i.vellingen. Denne måte er foretrukket i den hensikt å tilsette maksimale mengder av polysalt til systemet, eller c) Den minst foretrukne.måte, fordi denne har en negativ virkning på den endelige porøsitet,går ut på blanding av

polymerene først, før tilsetningen til mikropartikler til vellingen.

Rekkefølgen med å tilsette alle komponentene til vellingen

(f.eks. fibre, andre partikler, flokkulerte mikropartikler)

synes å være relativt uviktig, forutsatt at vellingen blir underkastet styrte hydrodynamiske skjærkrefter under blandings-prosessen. Ved "blandet fiber"-utførelsesformen .blir f.eks. den raffinerte masse tilsatt vellingen av.den uraffinerte masse,

hvoretter de flokkulerte eller ikke-flokkulerte partikler blir innlemmet i denne. Vellingen blir vanligvis tilberedt ved en 4%-konsistens. og deretter utspedd med ytterligere vann til den riktige konsistens som kreves for vakuumfilting og arkdannelse. Denne sistnevnte konsistens vil variere avhengig av den type ut-styr som brukes for dannelsen av arket. Typisk blir vellingen støpt på en perforert plate,.vakuumfiltet og tørket på vanlig måte. Det flate dimensjonsstabile ark kan ha en hvilken som helst ønsket tykkelse og blir.deretter oppkappet til passende dimensjoner for hver type anvendelse.

Det fibrøse medium i henhold til.oppfinnelsen som inneholder mikropartikler,. kan ha en flerhet av anvendelser, hvor der kan benyttes frie mikropartikler med fordelen .med faststoff-fase-immobilisering.

Spesielt kan mediet brukes ved alle filtreringer som er beskrevet i de ovennevnte US patentsøknader nr. 147.975 av 8. mai 1980, nr. 164.797 av 30. mai 1980 og nr. 123.467 av 21. februar 1981. Mediet kan hensiktsmessig benyttes i de molekylseparerings- (f.eks. kromatografi-) prosesser som er beskrevet i US patentsøknad nr. 287.609 av 28. juli 1981 (Crowder) med tittelen "Molecular Separation Column-and Use thereof"f som herved innlemmes som referanse. Mediet kan også brukes til preparering.,av null-standard serum, f.eks. som beskrevet i US patentsøknad nr. 276.982 av 24. juni 1981 med tittelen "Process for Preparing a Zero Standard Serum", som herved innlemmes, som referanse. En meget foretrukken bruk av.røk-silisiumoksyd-inneholdende medium er ved avlipoidisering av,biologiske fluider, f.eks. serum, som omtalt i US patentsøknad nr. 238.686 av 27. februar ..1981 med tittelen "Tissue. Culture Medium", som herved innlemmes.som.referanse.

En annen bruk. av røk-silisiumoksydinneholdende medium er ved fjerning av lipoid-omhyllede viruser, f.,eks. hepatitt B overflateantigen (HBsAg) fra fluider, spesielt,biologiske fluider, spesielt serum. Enda en annen bruk er i forbindelse med fjerning av. mycoplasma fra fluider., Immobilisert røk-aluminiumoksyd kan benyttes til fjerning av pyrogener, endotoksiner og lignende.

Fordi kjente teknikker med hensyn til flokkulering av partikler i en fibermatrise ved kationiske polymerer er beheftet med den begrensning at partiklene må være av størrelsesorden 1 mikron eller større, vil man ved vakuumfilting ikke være i stand til å danne medier med porøsitet som passer for filtrering. Partikler av millimikronstørrelser, f.eks. røk-silisiumoksyd, kan ikke flokkuleres for dannelse av en pute på grunn av hydrogen-bindekrefter som.utøves mellom de bitte.små partikler. Dette er spesielt tilfellet når pH-verdien av vellingen ikke er nøytral, noe som bevirker mulig ionisering.av partiklene, hvilket gjør seg gjeldende ved økning i vellingviskositét..

Den foreliggende oppfinnelse skaffer en.spesiell måte som disse tekniske problemer kan løses på, idet der tilsettes både polykationiske og polyanioniske harpikser til systemet.

I forbindelse med de nye anvisninger i henhold til oppfinnelsen har man merket seg flere fordeler: 1) Det riktige forhold mellom polykation og polyanion kan motvirke den hydrogen-bindekraft som eksisterer ved over-flatene av de bittesmå partikler, noe som muliggjør at partiklene kan flokkuleres ut av vellingsystemet. 2) Bruken av blandede fibre skaffer en fin regulering og bedre styring i tillegg til den positive/negative inn-byrdes påvirkning. 3) Oppdagelsen av denne teknologi skaffer ikke bare organer til innkapsling av partikler av en hvilken som helst størrelse i fiberkonstruksjoner, men kan også akselerere produksjonshastigheten ved nedskjæring av filtingstiden. Fordi hovedkriteriet for et høyeffektiv-filter krever stort overflateareal, noe som kan oppnås ved innlemmelse av partikler av forholdsvis litentstørrelse, skaffer denne oppdagelse en enestående måte .for fremskaffelse av høyeffektiv-filtre. 4) Den sekvensielle tilsetting av polykation pg polyanion resulterer .i fibrøse medier med meget åpen porøsitet.

Der kan i strukturen innføres mer enn 10%.polysalt uten blokkering av overflate-reaksjonsevnen hos de adsorberende partikkelstoffer. Den ikke-støkiometriske tilsetning av polyelektrolytter kan tillegge mediet enten kationisk eller anionisk karakter, avhengig av den type polyelektrolytt som tilsettes i overmål. 5) Den kjemiske natur av polysalt-komplekset er bio-kompatibel og ligner mye på kroppsvev, f.eks. collagen. Dette kompleks har stor permeabilitet.overfor vann, noe som gjør materialet til en ideell binder for filteret i bio-anvendelser. 6) Polysaltet utgjør også et ypperlig tilbakeholdelsesmiddel for de fibrøse medier, noe som kan bedømmes ut ifra den mengde av røk-silisiumoksyd som holdes tilbake i pute-strukturen, og er.en ypperlig våtstyrke-fremkaller, noe som fremgår av testresultatene som vil bli beskrevet nedenfor.

Etter at oppfinnelsen nå er beskrevet generelt, vil denne bli bedre forstått under henvisning til visse spesielle eksem-pler som er innbefattet her for det formål bare å beskrive oppfinnelsen uten derved å innebære noen begrensning uten at det er spesielt anført.

Eksempel 1

Tilberedelse av . cellulose- basert medium

som inneholder røk- silisiumoksyd- partikler

I. Generelt

Store cellulosefibre.(+400 - +800 CSF).ble dispergert i en vannvei1ing til et faststoffinnhold på 1%. Etter.fullstendig dispergering ble korte fibrilerte cellulosefibre (+40 til. -10 CSF) tilsatt vellingen .til konsistens 3,5%. Deretter ble der tilsatt røk-silisiumoksyd ("Aerosil 380", 7 millimikroner), anioniske polymerer, silisiumoksyder av. forholdsvis store størrelser (f.eks. "Sipernet 22") og kationisk.^polymer.

Ved hvert trinn av. tilsetningen ble der .utført tilstrekkelig omrøring og blanding. Blandingen ble pumpet gjennom en trådduk med maskebredde 100, som dannet en vakuumkjele og filterputen ble dannet ved anvendelse av vakuum for fjerning av vannet.

Den tid som.var "nødvendig for fjerning av vannet på innsiden

av kjelen etter bruken av vakuum, er definert som filte-tiden. Jo mindre partikkelstørrelsen er i vellingen, jo lengre er filte-tiden for dannelse av filterputen.

Tabell 1 viser det medium som fremkommer ved denne prosess såvel som filte-tidene.

II. Viskositetsmålinger

Der eksisterer en direkte relasjon mellom vellingviskositet og filte-tid. Det er umulig.å filte vellingen når den har høy viskositet. Virkningen av ionisk harpiks på vellingviskositeten ble således målt ved. hjelp av et Brookfield viskosimeter og uttrykt.i centipoises (CPS) enheter. 5% av røk-silisiumoksyd ("Cab-O-Sil") (Cabot Corporation) ble dispergert i 350 ml vann.

Endringen.av viskositet hos røk-silisiumoksydvellingen ved tilsetning av "Gantrez AN-139" i 5% faststoffkonsentrasjon er vist på fig. 1. ("Gantrez AN-139" er en polymetylvinyleter og maleicanhydridkopolymer fra GAS Corporation). Polymeren er av natur sterkt anionisk. Reduksjonen i vellingviskositet indikerer at polymeren forstyrrer hydrogen-bindekraften mellom røk-silisiumoksydpartiklene. Reduksjonen.i viskositet nådde et platå etter at der ble tilsatt 5 ml av en Gantrez-oppløsning.

En ytterligere reduksjon av vellingviskositeten kunne bare oppnås ved at man til den ovennevnte velling tilsatte en polykation-harpiks, f.eks. "Polycup 1884" (Hercules Chemicals), slik det fremgår av fig. 1. "Polycup 1884" er en høymolekylvekt-poly-amin-polyamid og epiklorohydrinkopolymer, .som vanligvis brukes i treforedling-, og papirindustrien som et kationisk flokkulerings-middel. Enten kationisk "1884" eller anionisk "Gantrez 139" reduserte vellingviskositeten til et visst.nivå. Ytterligere tilsetning av bare ett av midlene gjorde vellingen mer viskøs. Kombinasjonen av begge reduserte imidlertid vellingviskositeten til et minimum,, noe som.på sin side reduserte graden av filte-tid for filterfabrikasjon.

III. Filte- tidmålinger

Foruten målinger som ga resultatene.vist i tabell 1, ble der utført ytterligere målinger. Til dette formål ble der tilberedt medier som følger: a) Cellulosefibre med forskjellige vannavslipningsegenskaper ble dispergert i vann ved 1% konsistens. b) 0,5% av kation-polymer ble tilsatt for belegning av fiberoverflåtene. c) "Aerosil 380" (7 millimikroner) ble tilsatt vellingen for å bli adsorbert på de positivt ladede fiberoverflater ved

ladnings-mellomvirkning.

d) "Sipernet 22" (50 mikroner) ble tilsatt.som et mekanisk middel for justering av medium-porøsiteten. e) Der ble tilsatt-ytterligere 0,5% kation-polymer for å tillegge silisiumoksyd-partiklene en viss mengde av

ladede områder, og

f) et riktig forhold av anion-polymerer ble tilsatt vellingen som kjemisk middel.for styring av medium-porøsitet.

Filte-tiden for prosessen kan generelt styres ved hjelp av tre mekanismer: a. Mengden og graden.av raffineringen av de cellulosefibre som benyttes i ma+risestrukturen. Meget raffinerte fibre kan tilbakeholde flere mikropartikler i puten, men vil resultere i lav porøsitet.

b. Forholdet mellom.store silisiumoksyd-partikler ("Sipernet

22") og små røk-silisiumpartikler ("Aerosil 380") og

c. Den samlede mengde og forholdet mellom polykation, og polyanion.

En anordning til måling av filte-tiden er vist.på fig. 2, hvor en filterfremstillingstank 1 er vist i tverrsnitt og inneholdende en velling 2 i ien beholder 3 som er. anordnet med trang pasning ved hjelp av en gummipåkning 4 og en O-ring 5 på et. underlag som bærer en trådduk med maskevidde 100, slik at der dannes et endelig filter. Ved fremskaffelse av vakuum ved hjelp av en vakuumpumpe 7,. blir vann fra .vellingen ført gjennom duken og drenert inn i en dreneringstank 8 hvor det senere kan

tas ut gjennom en ventil 9.

Filterfremstillingstanken utgjøres av en polypropylen-sylinder med diameter 127 mmrog en velling som inneholdt alle komponentene ved en konsistens på 1%, ble trukket gjennom sylinderen. Tiden det tok for dannelse av den våte pute etter anvendelse av 25" vakuum gjennom anordningen, ble opptegnet som filte-tiden. For enkelhets skyld og av produksjons-økonomiske grunner bør filte-tiden for filteret idealt sett være mindre enn 10 min.

En polyaminpolyamid (f.eks. polycup 1884) ble brukt som polymerisk kation, og virkningene av polyanion-tilsetning (f.eks. polystyrensulfonsyre) på filte-tidene av filtrene er vist i tabell 2 og på fig. 3.

Det vil sees at den beste måte å filte på, foregår med formler hvor der er innbefattet like mengder av anion og kation (se filter 10). Virkningen av totalt polysalt (ved et forhold 1:1) på filte-tider er vist ved sammenligning av filteret 10 med 13 og 14, og viser at mindre samlede mengder av polysalt begunstiger kortere.tider. Sluttelig kan relasjonen av mengden av Aerosil 380 i forhold til filte-tiden sjekkes ved sammenligning av filter 10 med filtrene 15-17.

Eksempel 2

Avlipoidisering av serum under bruk

av medium i henhold til oppfinnelsen

I. Preliminær evaluering av frie silisiumoksyder og lipoid- adsorpsjonsevne

For å bestemme med sikkerhet hvilken type silisiumoksyd som ville være den beste for lipoid-adsorpsjon, ble adsorpsjons-isotermene for lipoider i kvegserum ved. forskjellige typer av silisiumoksyd studert, idet resultatet er angitt i tabell 3 og plottet på fig. 4. Freundlich-isotermen ble.oppnådd ved plotting (X/M) i milligram av lipoider pr. dl åv serum adsorbert ved hjelp av 1 g silisiumoksyd i forhold til -(C) konsentrasjonen av ikke-adsorberte lipoider som forble i serumet. Helningen på linjen gir graden av endringen i likevektsforholdet.mellom adsorpsjon.og lipoidkonsentrasjon. Mengden- av lipoid.adsorbert ved enhetsvekt av spesielle typer av silisiumoksyd, er et direkte mål for ådsorpsjons-evnen, noe som på sin side gir dets tilgjengelige antall av aktive steder for lipoid-adsorpsjon.

1. Metode for lipoid- bestemmelse

Mengden av lipoid i kvegserum ble fastslått ved sulfo-fosfo-vanillinmetoden ved måling av den (rosa) farge som ble ut-viklet ved en bølgelengde på 540 nm, idet olivenolje tjente som en standard.

Prosedyren var som følger:

(1) 10 yl av r^O (blank), standard (standard), eller serum (ukjent) ble tilsatt 10 ml testrør. (2) 0,1 ml konsentrasjon E^ SO^ ble tilsatt hvert rør og blandet. (3) 11 rør ble plassert i kokende 1^0 i 10 min (^ 1 min), hvoretter de ble avkjølt i kaldt r^O i.= 5 min. (4) 5 ml av fosfo-vanillinreagensen ble tilsatt hvert rør, blandet og inkubert ved 37°C (- 2°C) i et H20 bad i 15 min. (5) Rørene ble avkjølt 1=5 min og A54g ble målt innen 30 min.

(Instrumentet ble innstilt på blank).

Reagentene var som følger:

(1) Vanillinreagent: 6 g/l H20 (1 1 volumflaske) (stabil i

2 måneder når den ble lagret i brun flaske ved værelse-temperatur).

(2) Fosfo- vanillinreagent: 350 ml av vanillinreagent og

50 ml H20 til en 2 1 Erlenmeyer. Tilsetning av 600 ml konsentrasjon fosforsyre med konstant omrøring. Lagring i brun flaske.ved væreIsetemperatur. (3) Standard: 600 mg olivenolje til flaske med 100 ml volum. Bringes til vol. med absolutt etanol. Lagring ved 4-7°C.

For utførelse av adsorpsjonsstudiet ble den følgende prosedyre utført: Den spesielle mengde av silisiumoksyd ble nøyaktig målt og tilsatt hvirvelpunktet i 1 ml kvegserum under omrøring, idet tuben deretter ble inkubert ved 37°C i 1 h pg sentrifugert ved 3000 o/min i 10 min for separering av adsorberitene fra serumet. Mengden av lipoid som ble igjen i serum-supernatanten,ble bestemt ved hjelp av de resultater som fremkommer i tabell 3.

Resultatene viser at naturlige silisiumoksyder, f.eks. diatoméjord eller perlitt, viser ingen eller meget liten adsorpsjon av lipoider. Silisiumoksydgel er noe bedre enn de naturlige silisiumoksyder. Røk-silisiumoksyd er adskillig bedre enn silisiumoksyd tildannet fra oppløsnings-utfellingsprosessen.

Under forsøk på å utføre satsvise prosesser med røk-silisiumoksyd vil man raskt bli konfrontert med alvorlige problemer. Selv en liten mengde av røk-silisium som er pakket i en søyle, vil skape meget høye trykk ved berøring med bufferopp-løsninger på grunn av dannelsen av et tredimensjonalt nettverk mellom silisiumoksydpartiklene, idet vannmolekylene funksjonerer som broer.

Bruken av silisiumoksyd-inneholdende media i henhold til oppfinnelsen vil imidlertid muliggjøre en løsning av alle disse vanskeligheter, som vist i forbindelse med det følgende studium av avlipoidisering av menneskelig serum.

II. Lipoidfjerning fra menneskelig serum

Ufiltrert-menneskelig serum med et lipoidinnhold på 500 mg/dl ble kontinuerlig filtrert.gjennom en flerhet av filtre 10 og en flerhet av filtre 18 (se ovenfor), og reduksjonen i lipoidkonsentrasjon er vist på tabell 4, idet reduksjonen er ut-trykt i prosent lipoid-fjerning.

Resultatene indikerer at større volumer av serum kan av-lipoidiseres raskt og effektivt under bruken av filtrene i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 3

Pyrogen fjerning ved hjelp av røk- aluminiumpksydfilter

I. Røk- aluminiumoksyd

Røk-aluminiumoksyd med samme partikkelstørrelse som røk-silisiumoksyd kan fremskaffes ved flammehydrolyse av vannfri aluminiumklorid. Et eksempel på et slikt produkt er aluminiumoksyd C fremstilt av Degussa.

II. Pyrogen fjerning. ved hjelp av røk- aluminiumoksydfilter

Pyrogener er stoffer som når de sprøytes inn i dyr, frem-skaffer feber og andre reaksjoner som kan resultere i døden.

De mest vanlige pyrogenstoffer er endotoksiner, lipopolysakkarid LPS) komponenter av gram-negative bakterieorganismer. Endotoksiner er pyrogener som er i stand til å fremskaffe feberreaksjoner i det menneskelige legeme etter intravenøse doser så små som 1 ng/kg. Hovedmetoden til å holde opphavene fri for forurensende bakterie-endotoksiner er å gjøre fremstillingsprosessen og alle påfølgende handlinger sterile. Fordi opprettholdelsen av sterilitet er vanskelig i forbindelse med mange produksjons-prosesser, er det behov for en pålitelig metode til fjerning av endotoksiner fra et produkt som er forurenset ved et uhell. Asbestfiber-underlag kan benyttes for fjerning av pyrogener,

men bruken av dem i USA er forbudt ved påbud fra "Food and Drug Administration".

For evaluerling av ytelsen hos røk-aluminiumoksydfiltre ble der brukt to typer testprosedyrer. Den første innbefattet føringen av små volum av testoppløsningen (10-50 ml) gjennom 0,9 cm 2 skivefiltre. Testoppløsningen ble ført gjennom filtrene ved hjelp av en sprøyte ved en konstant strømningshastighet.

Ved storvolumeksperimenter... ble vanligvis.10 1 av. en tes to pp-løsning ført gjennom 3,9 cm 2 filtre ved en strømningshastighet på 0,0 146 l/cm /min. Til besmittelse.av testoppløsningene ble der benyttet E. coli. LPS (skaffet fra Sigma Chemical Company). Fra M. A. Bioproducts fikk man Limulus Amebocyte Lysate (LAL) for endotoksinbestemmelse. Følsomheten for endotoksinbestemmelse ble evaluert for hver testoppløsning og ble funnet å være 30 pg/ml for nesten alle testoppløsninger.

For bestemmelse av endotoksine.konsentrasjoner ble 0,1 ml lysate blandet med 0,1 av en testprøve og underkastet inkubasjon i et lite testrør som ble plassert i et vannbad ved 37°C i 1 h. Dannelsen av en gel som ikke brøt sammen ved to 180 minutters vipping av røret, indikerte en positiv test. En titrering av endotoksinet ble utført ved ethvert tvilstilfelle for verd-setting av følsomheten og virkningen av LAL-testen.

Alle testprøvene ble analysert både uutspedd og ved for-tynninger på 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32 og 1:64, osv. Ende-punktet av hver test ble nådd når testprøven ikke viste noe dannelse av en fast klump. Denne endepunkts-fortynningen ble deretter multiplisert med følsomheten for LAL for å gi en tilnærmet verdi av endotoksiner i prøven. Således vil konsentrasjoner av endotoksiner i forbindelse med disse studier bli rapportert som multipler av endepunkt-uttynninger i picogram pr. ml.

Prosedyre:

En 0,9% NaCl injeksjonsoppløsning med pH-verdi 6,7 ble forurenset med konsentrasjonen E. coli.endotoksin pr. ml som vist i tabell 5 og filtrert gjennom en 13 mm diameter (0,9 cm<2>overflateareal) ikke-autoklavede filtre. Alle filtre ble vasket på forhånd med 30 ml testoppløsning.

Et filter som benyttes for pyrogen-fjerning, blir fremstilt basert.på formel .10 angitt i tabell 2, idet Aerosil 380 blir erstattet med røk-aluminiumoksyd.. Filteret ble funnet å kunne redusere endot<p>ksinni<y>åene til mindre enn.grensene for analysen (30 pg/ml) fra. små volumer når konsentrasjonen av endo-toksin var i området. 1.000 - 1.000.000 pg/ml.. Resultater er vist i tabell 5.

Eksempel 4

Fjerning av mycoplasma

ved hjelp av. filter med røk- silisiumoksyd

Forurensning av. cellekulturer ved mycoplasma er et vanlig problem i forbindelse med vevkultur. Filteret med røk-silisiumoksyd i henhold til oppfinnelsen kan fjerne mycoplasma mer effektivt.ved en adsorpsjonsmekanisme.

I. Testmetode:

Detekteringen av mycoplasma ble utført ved ..bruk av et laboratoriesett innkjøpt fra Flow Laboratories, Inc., McLean, Virginia.

(a) Inokkulasjon

10 ml kvegserum ble blandet med 40-.ml kraft som væske-medium. De positive kontroller ble gjensuspendert i 10 ml kraft som standard. Væskemediet ble inokkulert på agarplater i 72 h da tegn på vekst kom til syne.

(b) Inkubasjon

Agarplater ble inkubinert i en invertert stilling i en atmosfære.av 5% C02i N2ved 35-37°C. ytterligere plater kan inkuberes aerobisk. Væskemediet ble avtettet og inkubert aerobisk. Der eksisterer et spørsmål hva angår nytten av aerob inkubasjon. Sikkert, er det.at de fleste mycoplasmaer blir isolert ved lav oksygen- og øket C02~konsentrasjon.

(c) Eksaminasjon av mycoplasmakulturer

Mycoplasmakolonier vil hyppig utvikle seg i løpet av 4 dager med inkubasjon men alle agarplater ble inkubert 2-3 uker før de ble kassert som negative. II. Filtreringsprosedyre;

Filteret 10 ble oppskåret til skiver med 25 mm diameter og stablet i en plastsøyle med 10 filtre.Kvegserumet ble pum<p>et gjennom søylen med en strømningshastighet på 1 ml/min ved hjelp av en perastaltisk pumpe.

Filtratet ble samlet i fraksjoneringsbeholderen og inokkulert på agarplater for detektering av mycoplasma ved hjelp av "Flow Lab"-settet som beskrevet ovenfor. Mycoplasma-plague-analysen ble tellet etter 2 ukers inokkulasjon. Prosenten av plaque-reduksjon rapporteres som effektiviteten av mycoplasma-fjerning ved hjelp av filteret, se tabell 6:

Eksempel 5

Fjerning av hepatltt- vlrus

ved hjelp av filtre med røk- silisiumoksyd

Det fenomen som har å.gjøre med fjerning av lipoider ved hjelp av filtre med røk-silisiumoksyd i henhold til oppfinnelsen, kan også anvendes ved fjerning av virus med lipoid-omhylninger. Et eksempel på det er hepatitt-overflateantigenet i menneskelig serum.

Bruken av silisiumoksyd i røkform "Aerosil" for selektiv adsorpsjon av lipoprotein fra menneskelig serum er blitt.under-søkt av Stephan, se ovenfor, som har anbefalt en slik behandling for forbedring av lagringsstabiliteten hos serum i forbindelse med infusjon. HBsAg oppfører seg som normalt serum lipoproteiner og kan adsorberes meget effektivt på fritt Aerosil. En slik behandling kan imidlertid bare utføres på små seravolumer fordi den innbefatter høyhastighetssentrifugering for utfelling av Aerosil-partiklene.

Det er også fåfengt å prøve å fjerne spormengdene av etterlatt "Aerosil" i væskeandelen. Et filter som inneholder røk-silisiumoksyd for fjerning av HBsAg og lipoider gjør prosessen anvendbar for store volumfiltreringer med minimalt proteintap.

I. HBsAg- bestemmeIser

HBsAg-bestemmelser ble utført ved "Procédure B" i

"Austria 11-125" fra Abbott Laboratories; en faststoff-fase-radioimmunoanalyseteknikk for måling av HBsAg-nivåer i serum. (Se brosjyren fra Abbott Laboratories, Diagnostics Division, med tittelen: "Antibody to Hepatitis B Surface Antigen 125I. (Human),."Austria" 11-125").:Polystyrenkuler belagt med marsvin-antistoffer følger med i laboratoriesettet. Pasientserum blir tilsatt, og under inkubasjonen blir HBsAg, dersom det forefinnes,

fiksert til antistoffet. Når antistoff merket med 12- 5I blir tilsatt, vil det binde seg til en hvilken som helst HBsAg på perlene, idet der dannes et antistoff-antigen-antistoff-skiktlag.

Innenfor visse grenser vil man få at jo større mengde antigen i serumstoffet, jo høyere blir den endelige tellehastighet.

II. Tilberedelse av serumprøver

Plasma fra kroniske bærere av HBsAg ble skaffet fra Herman Hospital! Houston, Texas.. Pasientens plasma ble omformet til serum ved hjelp av kalsiumklorid-utfelling for fjerning av fibrinogen. De fleste av serumprøvene oppviste HBsAg over 100 tellinger pr. min, noe som ligger over det sensitive område for et Abbott Austria ' . laboratoriesett. Utspeding med 0,05 M saltfosfatbuffer med pH-verdi 7,2 i forholdsområdet 1:5 til 1:10 vil bringe tellingen ned til det nøyaktighetsoraråde som kan detek-teres ved hjelp av Abbott laboratoriesettet. Det er en

generell praksis å holde tellingen rundt 50-60.000 CPM, med tilsvarende HBsAg-konsentrasjon rundt 0,2 - 0,3 mikro-gram pr. ml serum.. Det utspedde serum.ble lagret i en fryser for at man skulle unngå reduksjon av HBsAg ved utfelling under lagringstiden.

III. Tilberedelse av filterpute

Filter nr. 10 ble brukt for denne test.

IV. Eksperimentell oppsetting

Et skjematisk riss over en søyle for serumfiltrering er vist på fig. 5. Der ble benyttet en peristaltisk pumpe som muliggjør håndtering av A P opp til 41,37 N/cm 2. I søylen ble der stablet 10 filtre av størrelse 25 mm. Testresultatene ble som følger:

Selv om.nå de forskjellige sider av oppfinnelsen er blitt omtalt, så vil det for. fagfolk forstås at der innenfor oppfinnelsens ramme kan gjøres mange endringer og modifikasjoner uten å fjerne seg fra oppfinnelsens idé og omfang.

Claims (54)

1. Selvbærende fibrøs matrise, karakterisert ved at den inneholder ca. 5 vektprosent immobilisert mikropartikkelmateriale..med en gjennomsnittlig diameter .på mindre enn 1 mikron, en organisk polykatibn-harpiks og en organisk polyanion-harpiks, idet harpiksene foreligger i en mengde som mulig-gjør flokkulering av mikropartiklene i matrisen.

2. Matrise som angitt i krav 1, karakterisert ved at mikropartikkelmateriale har en gjennomsnittlig diameter på mindre enn 100 millimikroner.

3. Matrise som angitt i krav 2, karakterisert ved ;.at den gjennomsnittlige diameter er mellom 1 og 25 milli mikroner.

4. Matrise som angitt i krav 1, karakterisert ved at den ytterligere omfatter grove partikler med en gjennomsnittlig diameter større enn 1 mikron.

5. Matrise som angitt i krav 1 eller 4, karakterisert ved at den totale partikkelvekt utgjør 5-90 vektprosent av matrisen.

6. Matrise som angitt i krav 4, karakterisert ved at den omfatter 5-95 deler av mikropartikler i forhold til 95-9 deler av grovere partikler, referert til 100 vektdeler samlede partikler.

7. Matrise som angitt i krav 1 eller 4, karakterisert ved at mikropartiklene foreligger som 50-90 vektprosent av matrisen.

8. Matrise som angitt i krav 5, karakterisert ved at den totale partikkelvekt er ca. 70% av matrisen.

9. Matrise som angitt i krav 1, karakterisert ved at den omfatter i det minste én komponent som er en lang selvbindende strukturell fiber.

10. Matrise som angitt i. krav 9, karakterisert v ed at fiberen.er uraffinert cellulosemasse med en Canadian Standard Freeness på +400 til +800 ml.

11. Matrise som angitt i krav 10, karakterisert ved at den omfatter høyraffinert cellulosemasse med en Canadian Standard Freeness på mellom +100 og -600 ml.

12. Matrise som angitt i krav 11, karakterisert ved at vektforholdet mellom uraffinert.pulp og høyraffinert pulp er ca. 2:1 til ca. 10:1.

13. Matrise som angitt i krav 12, karakterisert ved at forholdet er mellom 3:1 og ca. 5:1.

1.4. Matrise som angitt i kravl, karakterisert ved at den organiske polyanion-harpiks bærer pendante grupper valgt.fra den gruppe som består av karboksyl, sulfonyl, fosforyl, fosfonyl og blandinger, av disse.

15. Matrise som angitt i krav 1, karakterisert ved at den organiske polykation-harpiks bærer positivt ladede pendantgrupper.eller en positivt ladet grunnstamme.

16. Matrise som angitt i krav 14, karakterisert ved at anion-harpiksen er polyakrylsyre, polymetakrylsyre, polystyrensulfonisk syre, polyvinylsulfonsyre eller polymetylvinyleter - maléik anhydrid kopolymer.

17. Matrise som angitt i kravl, karakterisert ved at den totale mengde av polyanion- pluss polykation-harpiks er 0,5 - 15 vektprosent av matrisen.

18. Matrise som angitt i krav 1, karakterisert ved at forholdet mellom polykation- og polyanion-harpiks resulterer i hovedsakelig nøytralisering av hver harpiks.

19. Matrise som angitt i krav 1, karakterisert ved at mikropartiklene er silisiumoksyd i røkform.

20. Matrise som angitt i krav 1, karakterisert ved at mikropartiklene er.aluminiumoksyd i røkform.

21. Matrise som angitt i krav 19 eller 20, karakterisert ved at den er i form av et ark.

22. Matrise som angitt i krav 19, karakterisert ved at røk-silisiumoksyden har en gjennomsnittlig partikkel-diameter på 5-20 millimikroner.

23. Matrise som angitt i krav 19, karakterisert ved at den også omfatter grove silisiumoksyd-partikler med en gjennomsnittlig diameter større enn 1 mikron.

24. Matrise som angitt i et av.kravene 19-23, karakterisert ved at den totale vekt av partikkel-stoffene utgjør 10-90% av matrisen.

25. Matrise som angitt, i krav 24, karakterisert ved at den omfatter 5-95 deler.av røk-silisiumoksyd i forhold til 95-5 deler av grovere silisiumoksyd-partikler referert til 100 deler av den totale vekt av partikler.

26. Matrise som angitt i krav 19 eller 23, karakterisert ved at den omfatter en fibrøs komponent som er uraffinert cellulosemasse med en CSF på mellom +4 00 og +800 ml, og en annen fibrøs komponent .som er høyraffinert cellulosemasse med en CSF på mellom +100 og. -600 ml.

27. Matrise som angitt i krav 26, karakterisert ved at forholdet mellom uraffinert og raffinert masse utgjør ca. 2:1 til ca. 10:1.

28. Fremgangsmåte til fremstilling av en selvbærende fibrøs matrise som inneholder immobilisert partikkelmateriale, karakterisert 'ved at materialet utgjør minst ca. 5 vektprosent av et mikropartikkelmateriale med.en gjennomsnittlig diameter mindre enn 1 mikron, og hvor fremstillingen utføres i nærværet av flokkulerende mengder av.en organisk polykation-harpiks og en organisk polyanion-harpiks.

29. Fremgangsmåte som.angitt i krav 28, karakterisert ved at.mikropartiklene har en gjennomsnittlig diameter mindre enn 100 millimikroner.

30. Fremgangsmåte som angitt i krav 29, karakterisert ved at gjennomsnittlig diameter, er mellom 1 og 25 millimikroner.

31.. Fremgangsmåte som.angitt i krav 28, karakterisert ved at matrisen ytterligere inneholder grove partikler med en gjennomsnittlig diameter større enn 1 mikron.

32. Fremgangsmåte som angitt i krav 28 eller 31, karakterisert ved at den totale partikkelvekt utgjør 5-90 vektprosent av matrisen.

33. Fremgangsmåte som angitt i krav 28, karakterisert ved at matrisen.omfatter i det minste én komponent som er en lang selvbindende strukturell fiber.

34. Fremgangsmåte som angitt i krav 33, karakterisert ved at fiberen er uraffinert cellulosemasse med en Canadian Standard Freeness på mellom +400 og +800 ml.

35. Fremgangsmåte som angitt i krav 34, karakterisert ved at matrisen også omfatter høyraffinert cellulosemasse med en Canadian Standard Freeness på mellom +100 og -600 ml.

36. Fremgangsmåte som angitt i krav 35, karakterisert ved at vektforholdet mellom uraffinert masse og høyraffinert masse er ca. 2:1 til ca..10:1.

37. Fremgangsmåte som angitt i krav 28, karakterisert ved at den organiske polyanion-harpiks bærer pendante grupper som er valgt fra den gruppe som består av karboksyl, sulfonyl, fosforyl, fosfonyl og blandinger av disse. —

38. Fremgangsmåte—som-angi-tt-j.—kr.av_2.8-, k_a-_r_ a.-k_ t_ e.- r_ i_ r: sert ved at den organiske polykation-harpiks bærer positivt ladede pendantgrupper eller en positivt ladet grunnstamme.

39. Fremgangsmåte som angitt i krav 28, ka rakte.ri-_sert ved at den totale mengde av polyanion- pluss poly- --katibh-harpiks" er 0,5 T5~ vektprosent ayT aatr/ rsen.

40. Fremgangsmåte som angitt i krav 28, karakterisert ved at forholdet mellom polykation- og polyanion-harpiks resulterer i hovedsakelig nøytralisering av hver harpiks.

41. Fremgangsmåte som angitt i krav 28, karakterisert ved at mikropartiklene er røk-silisiumoksyd.

42. Fremgangsmåte som angitt i krav 41, karakterisert ved at røk-silisiumoksyden har en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 5-20 mi11imikroner.

43. Fremgangsmåte som angitt i krav 41, karakterisert ved at matrisen også omfatter grove silisiumoksyd-partikler med en gjennomsnittlig diameter større enn 1 mikron.

44. Fremgangsmåte som angitt i krav 28, karakterisert ved at den omfatter dannelse av en velling som inneholder fibrøs materiale, mikropartikkelmateriale og flokkuleringsmengder av polykation-harpiks og polyanion-harpiks, og vakuumfilting av vellingen for derved å danne den selvbærende fibrøse matrise.

45. Fremgangsmåte som angitt i krav 44, karakterisert ved at den omfatter dannelse av en velling inneholdende mikropartiklene, tilsetning til vellingen en av de nevnte polykation- eller polyanion-harpikser med etterfølgende tilsetning til vellingen av den annen av de nevnte polykation- eller polyanion-harpikser for flokkulering av mikropartiklene i vellingen.

46. Fremgangsmåte som angitt i krav 44, karakterisert ved at den omfatter

1) å danne en velling som inneholder mikropartiklene,

2) å la vellingen få tilsatt mindre enn den totale flokkuleringsmengde av en av de nevnte polykation- eller polyanionharpikser, for deretter

3) å la vellingen få tilsatt mindre enn den totale mengde av den annen av de nevnte polykation- eller polyanion-harpikser, og deretter

4) å repetere sekvensen av trinnene 2) og 3) inntil mikropartiklene blir flokkulert i vellingen.

47. Fremgangsmåte til å delipoidisere et lipoidinneholdende fluidum, karakterisert ved at fluidet føres i berøring med den fibrøse matrise som inneholder røk-silisiumoksyd som angitt i krav 19, 21, 22, 23, 25 eller 27.

48. Fremgangsmåte som angitt i krav 47, karakterisert ved at matrisen har form av et ark og at det lipoidinneholdende fluidum føres gjennom arket.

49. Fremgangsmåte som angitt i krav 47, karakterisert ved at lipoidene i fluidet omfatter Hepatitis B Surface Antigen (HBsAg).

50. Fremgangsmåte til å avpyrogenisere et pyrogeninneholdende fluidum, karakterisert ved at fluidet bringes bringes i berøring med den fibrøse matrise som inneholder røk-aluminiumoksyd som angitt i krav 20.

51. Fremgangsmåte som angitt i krav 50, karakterisert ved at matrisen har form av et ark og at det pyrogeninneholdende fluidum føres gjennom arket.

52 „ Separeringssøyle, karakterisert ved at den inneholder den selvbærende fibrøse matrise ifølge krav 1.

53. Søyle som angitt i krav 52, karakterisert ved at den fibrøse matrise omfatter en flerhet av ark.

54. Søyle som angitt i krav 53, karakterisert ved at arkene har form av skiver.