[實用新型]具有薄膜復合物-水通道蛋白改性膜的中空纖維組件

有效

• 申請號: 201320016562.6
• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN203694922U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 約爾格·福格爾;耶斯佩·S·格羅特;肯特·赫耶爾·尼爾森;奧利弗·格施克
• 申請（專利權）人: 水通道蛋白有限公司
• 主分類號: B01D63/02
• 分類號: B01D63/02;B01D69/12;B01D71/68
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

技術領域

本實用新型涉及具有薄膜復合物（TFC）改性纖維膜的中空纖維（HF）組件（module），如在纖維的外部或內部具有聚酰胺TFC層并且在所述TFC層中包含水通道蛋白水通道（aquaporin?water?channel）。本實用新型也涉及具有薄膜復合物（TFC）改性的分離層的中空纖維膜，其包含水通道蛋白水通道，如在纖維的外部或內部具有聚酰胺TFC層，并且涉及直接在安裝于組件中的纖維上進行所述TFC改性的方法并且其中所述包含水通道蛋白水通道的TFC層固定或嵌入于所述層中。?

背景技術

最近，已證明如何在PES中空纖維支撐膜的內表面上通過界面聚合生成聚酰胺薄層來制備薄膜復合物中空纖維膜以用于正向滲透（forward?osmosis），其中將含有0.5wt%的三乙胺和0.1wt%的十二烷基硫酸鈉的2wt%的間苯二胺（MPD）的水溶液通過底部入口泵入垂直放置的HF組件，然后通過空氣干燥，然后導入0.15wt%的己烷中的均苯三甲酰氯（TMC）溶液以形成聚酰胺薄膜，并且最后以空氣吹洗并在65°C固化，用去離子水漂洗并存儲在去離子水中（Sukitpaneenit&Chung2012）。此外，Peinemann等描述了在中空纖維的內表面上制備類似的TFC層的方法，參照美國公布的專利申請號2007/0199892。然而，對于其中采用中空纖維組件的大范圍的分離應用，在過濾過程中可將相對低分子量的有機溶質分離或濾出是重要的。例如，在廣泛使用HF組件的血液透析中，尿毒癥毒素（auremic?toxin）和有機降解產物，如硫酸吲哚酚（硫酸吲哚酚鉀鹽，CAS號2642-37-7，分子量251.30）構成一個特別困難的問題。硫酸吲哚酚在?慢性腎臟疾病患者的血清中積累。一部分膳食蛋白衍生的色氨酸在腸道細菌中由色氨酸酶代謝成吲哚。吲哚從腸道被吸收至血液，并在肝臟中代謝為硫酸吲哚酚。硫酸吲哚酚（indoxyl?sulfate）通常被分泌到尿液中。然而，在血液透析患者中，硫酸吲哚酚的不充分的腎清除導致其血清水平升高，參照Niwa?T.（2010）。Niwa等（1997）提出的假設為硫酸吲哚酚的積累加速了腎小球硬化和腎臟疾病的進展。口服吸附劑的給藥降低了未經透析的尿毒癥患者中硫酸吲哚酚水平。Kidney?Int1997;52:S23-S28。目前的透析方法，即血液透析和腹膜透析，后者的特征在于通過連續超濾和溶質去除，不充分地將某些低分子量的降解產物從血清除去，如硫酸吲哚酚和對-甲酚（4-甲基苯酚，CAS號：106-44-5，摩爾質量108.13）。此外，水溶性小分子，如尿素、尿酸、肌酐、和肽/蛋白質，如β2-微球蛋白在透析期間應優選被去除。已發現對甲酚（主要反映對甲苯基硫酸鹽）和總死亡率以及在終末期腎臟疾病中的心血管疾病以及慢性腎臟病之間的直接關聯。同樣，已報道硫酸吲哚酚和總死亡率以及心血管疾病之間的直接關聯。應該將生理（必需）蛋白質在連續血液過濾治療中的損失最小化，并應優化低分子量（<500Da）和中等分子量（約500Da至約40kDa）的尿毒癥毒素和肽的除去，參照Wenhao?Xie（2011）。?

因此，本實用新型的一個目的是提供能分離低分子量化合物的中空纖維組件。在一個實施方式中，HF組件能夠濃縮有機化合物，包括尿素、硫酸吲哚酚、對甲酚和/或對甲苯基硫酸鹽和優選的分子量低于約500Da的化合物，并因此能夠改善所述化合物的除去。?

Aoike（2011）提到對于用于血液凈化治療中使用的高效膜最重要的性質或質量參數，即，高的水滲透性，除去廣泛的尿毒癥性毒素的能力和其他特征性質。然而，Aoike也指出現有的高性能膜（HPM）的大孔徑將可能允許血液被透析液污染，由于HPM，如聚丙烯腈（PAN）膜，具有大的孔徑，允許透析的內毒素片段快速擴散回到血液區室（blood?compartment）內。因此，本實用新型的另一個目的是提供一種具有高的水?滲透性但具有更小的孔徑的中空纖維組件，如具有小于約5至10nm的孔直徑，參照Clark&Gao（2002）。?

實用新型內容

本實用新型涉及一種具有形成于其纖維表面的，如，纖維內表面（內腔）的包含水通道蛋白水通道的TFC層的中空纖維組件。此外，本實用新型涉及制備中空纖維組件的方法，該中空纖維組件包含以包含水通道蛋白水通道的薄膜復合物（TFC）層改性的HF膜，所述方法包括以下步驟：?

a）獲得具有從約25至約500LPR/POPR蛋白質的水通道蛋白的囊泡懸浮液（蛋白脂質體或蛋白聚合物），?

b）制備二胺或三胺的水溶液，?