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官能化非织造制品

阅读：635发布：2021-12-20

专利汇可以提供官能化非织造制品专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开的制品包括接枝非织造基底和聚合物，所述非织造基底的平均纤维尺寸为0.7μm至15μm、空隙体积为50％至95％，所述聚合物含有接枝到非织造基底表面的阴离子单体单元。所述制品可以用作过滤器元件，以从流体混合物中纯化或分离目标材料，例如单克隆抗体 (MAb)。，下面是官能化非织造制品专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种制品，所述制品包括：
a)非织造基底和聚合物，所述非织造基底的平均纤维尺寸为0.7μm至15μm、空隙体积为50％至95％，所述聚合物包含接枝到所述非织造基底的表面的阴离子单体单元。
2.根据权利要求1所述的制品，其中所述非织造基底在接枝前的拉伸强度为至少4.0牛顿。
3.根据权利要求1所述的制品，其中所述非织造基底的表面积按每平方米非织造基底
2 2
计为15m 至50m。
4.根据权利要求1所述的制品，其中所述非织造基底的平均孔径根据ASTM F 316-03
5为1-40微米。
5.根据权利要求1所述的制品，其中所述非织造基底的紧密度小于20％。
6.根据权利要求1所述的制品，其中所述非织造基底为纺丝成网法、射流喷网法、水刺法、湿法静电纺纱法或熔喷法的非织造基底。
7.根据权利要求1所述的制品，其中所述接枝聚合物的重量为所述非织造基底的重量的0.5倍至5倍。
8.根据权利要求1所述的制品，其中所述非织造基底由亲水性热塑性聚合物制备。
9.根据权利要求1所述的制品，其中所述接枝共聚物包含以下聚合的单体单元：
a)80重量％至98重量％的接枝阴离子单体；
b)2重量％至20重量％的接枝聚(环氧烷)单体；
c)0至10重量％的第二亲水性单体。
10.根据权利要求9所述的制品，其中所述接枝共聚物具有下式：
阴离子 PEG c
-(M )w-(M )x-(M)y
其中
阴离子
-(M )w-表示具有w个聚合的单体单元的所述接枝阴离子单体的残基，其中w为至少2；
PEG
-(M )x表示具有x个聚合的单体单元的所述聚合的聚(环氧烷)单体，其中x可以为
0；
c
-(M)y表示所述聚合的亲水性单体“c)”，其具有y个聚合的单体单元，其中y可以为0。
11.根据权利要求10所述的制品，其中所述共聚物为无规共聚物或嵌段共聚物。
12.根据权利要求1所述的制品，其中所述接枝刷状聚合物是未交联的。
2 2
13.根据权利要求1所述的制品，其中所述非织造基底的基重为10g/m 至400g/m。
14.根据权利要求1所述的制品，其中所述非织造基底为具有1μm或更小的平均有效纤维直径的尼龙非织造基底。
15.一种制备根据权利要求1至14中的任一项所述的制品的方法，所述方法包括：
a.提供非织造基底，
b.在惰性气氛中使所述非织造基底暴露于电离辐射下，以及
c.使所述经暴露的基底吸收包含接枝阴离子单体的溶液，以将所述单体接枝聚合到所述非织造基底的表面。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述吸收溶液还包含第二亲水性接枝单体。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述吸收溶液包含以下单体：
a)80重量％至98重量％的接枝阴离子单体；
b)2重量％至20重量％的接枝聚(环氧烷)单体；
c)0至10重量％的第二亲水性单体。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述吸收溶液包含水性/水溶性有机溶剂溶液，其中所述有机溶剂不含叔氢原子。
19.根据权利要求15所述的方法，其中所述非织造基底暴露于1kGys至200kGys的电离辐射下。
20.根据权利要求15所述的方法，其中所述吸收溶液不含多烯键式不饱和单体。
21.根据权利要求15所述的方法，其中暴露于电子束能量在所述非织造基底的表面上产生自由基位点，并且所述自由基位点引发所述单体的接枝聚合。
22.根据权利要求15所述的方法，该方法还包括移除过量单体溶液以及干燥的步骤。
23.根据权利要求15所述的方法，其中所述接枝阴离子单体具有以下通式：
I其中
R1为H或CH3；
X为-O-或-NR1-，
Y为直链或支链的亚烷基，以及
Z为阴离子基团。
24.根据权利要求17所述的方法，其中所述接枝聚(环氧烷)单体具有下式：
Z-Q-(CH(R1)-CH2-Q)m-R4，III
其中Z为可聚合的烯键式不饱和部分，R1为H或CH3，R4为H、C1至C4烷基、芳基或其组合，m为2至100，和Q为选自-O-、-NR1-、-CO2-和-CONR1的二价连接基团。
25.根据权利要求15所述的方法，其中所述吸收溶液的所述接枝单体的重量为所述非织造基底的重量的0.5倍至5倍。
26.根据权利要求15所述的方法，其中基于所述吸收溶液的总重量，所述吸收溶液中的所述接枝单体的重量为5重量％至30重量％。
27.一种过滤器装置，所述过滤器装置包括：
流体入口；
流体出口；和
过滤器介质，所述过滤器介质流体连接所述流体入口和所述流体出口；
其中所述过滤器介质包括根据权利要求1至15中的任一项所述的接枝非织造基底。
28.根据权利要求27所述的过滤器装置，其中所述过滤器介质还包括位于所述接枝非织造基底下游的微孔膜层。
29.根据权利要求27所述的过滤器装置，其中所述过滤器介质包含多个褶绉。
30.根据权利要求29所述的过滤器装置，其中所述过滤器介质包含多个褶绉。
31.根据权利要求27所述的过滤器装置，其还包括：
过滤器封壳；和
过滤器顶盖，所述过滤器顶盖连接到所述过滤器封壳；
其中所述过滤器顶盖包含所述流体入口和所述流体出口，并且其中所述过滤器介质封装在所述过滤器封壳中。
32.根据权利要求31所述的过滤器装置，其中所述过滤器介质还包括位于所述接枝非织造基底下游的微孔膜层。
33.根据权利要求31所述的过滤器装置，其中所述过滤器介质成型为第一介质圆筒，所述第一介质圆筒具有多个褶绉。
34.根据权利要求33所述的过滤器装置，其还包括设置在所述第一介质圆筒内的第二介质圆筒，所述第二介质圆筒包含具有多个褶绉的第二过滤器介质。
35.根据权利要求31所述的过滤器装置，其还包括设置在所述第一介质圆筒内的第二介质圆筒，所述第二介质圆筒包含具有多个褶绉的第二过滤器介质。
36.根据权利要求27所述的过滤器装置，其还包括芯，其中所述过滤器介质以螺旋状卷绕在所述芯周围。
37.根据权利要求27所述的过滤器装置，其还包括：
隔板元件；和
封边；
所述隔板元件包括：
中心芯，所述中心芯与所述流体入口流体连通；
第一侧面；和
第二侧面；
所述过滤器介质包括：
第一介质盘，所述第一介质盘设置在所述隔板元件的所述第一侧面上并具有外周边缘和内周边缘；和
第二介质盘，所述第二介质盘设置在所述隔板元件的所述第二侧面上并具有外周边缘和内周边缘；
其中所述第一介质盘和所述第二介质盘的所述外周边缘由所述封边连接，并且所述第一介质盘和所述第二介质盘的所述内周边缘连接到所述中心芯。
38.根据权利要求37所述的过滤器装置，其中所述第一和第二介质盘还包括微孔膜层，所述微孔膜层位于所述接枝非织造基底的下游。

说明书全文

官能化非织造制品

[0001] 本发明涉及官能化非织造基底及其制备方法。本发明还涉及使用该官能化非织造基底的过滤器和过滤流体的方法。该官能化基底可用于从生物样品中选择性过滤和去除生物材料，例如生物污染物。

[0002] 相关专利申请的交叉引用

[0003] 本申请要求2009年6月23日提交的美国临时专利申请号61/219497的优先权，该专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。

背景技术

[0004] 靶标生物材料，例如病毒和生物大分子(包括活细胞的组分或产物，例如蛋白质、碳水化合物、类酯、和核酸)的检测、定量、分离和纯化一直以来都是研究人员的目标。从诊断上来讲，检测和量化是重要的，例如，作为各种生理状况诸如疾病的指示。由细胞培养物制成的生物大分子(例如单克隆抗体)的分离和纯化对治疗以及在生物医学研究中都是重要的。生物大分子(例如酶)已经被分离、纯化，并随后用于制备甜味剂、抗生素、和多种有机化合物(例如乙醇、乙酸、赖氨酸、天冬氨酸)、和生物可用的产品(例如抗体和类固醇)。

[0005] 根据溶质在介于流动相(其可为气体或液体)和固定相之间的交换，可对生物产物混合物进行色谱分离和纯化操作。该溶液混合物中各种溶质实现分离，是由于改变了每种溶质与固定相的结合相互作用；当受到移动相的离解和置换作用时，与相互作用不太强的溶质相比，较强的结合相互作用一般导致较长的保持时间，从而可以实现分离和纯化。

[0006] 大多数当前的捕集或纯化色谱法通过常规的柱工艺实现。这些技术在下游纯化中具有严重的瓶颈问题，因为使用色谱法的通过量低。对于缓解这些问题的尝试包括增加色谱柱的直径，但这继而会由于装柱有效性和再生性困难而面临挑战。较大的色谱柱直径还会增加难以解决的沟流发生率。另外，在常规的色谱柱中，吸附操作在树脂预定负载了结合化学物质之前一直在进行，从而没有物质穿透；这样做以防止有价值的产品的损失，或者以防止污染物继续保留在流过物中。这会引起吸附介质的动态能力或有效能力将显著小于总能力或静态能力。

[0007] 当使用选择性蛋白A柱时，在主要捕集步骤后留下的少量污染物将结合柱中的蛋白A树脂。这种污染物，即使处于低浓度，也将在产品洗脱过程中被释放。产品流体流将需要被“抛光”以移除诸如宿主细胞蛋白和病毒的痕量杂质以制得安全可行的药学或生物产品。

[0008] 聚合物树脂广泛用于多种靶标化合物的分离和纯化。例如，可根据以下情况将聚合物树脂用于纯化或分离靶标化合物：离子基团的存在、靶标化合物的大小、疏水相互作用、亲和相互作用、或共价键的形成。本领域需要这样的官能化膜，这种官能化膜克服扩散与结合方面的限制，并可以在高通过量和较低压降下操作。本领域需要这样的聚合物基底，这种聚合物基底在单克隆抗体制备中对从生物进料流中选择性移除生物污染物(例如宿主细胞蛋白质、细胞碎片、DNA片段、病毒和细胞碎片)而言具有提高的亲和力。还需要具有克服了结合和洗脱操作中的扩散和生产力限制的官能化结构，其中有价值的抗体产品结合于配体以允许达到抗体的预定负载之后而洗脱的诸如浸出蛋白A的杂质的清除。

发明内容

[0009] 本发明提供一种制品，该制品包括非织造基底和聚合物，所述非织造基底的平均纤维尺寸为0.7μm至15μm、空隙体积为50％至95％，所述聚合物包含接枝到非织造基底表面的阴离子单体单元，如2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。该制品可以用作过滤元件，以从流体混合物(例如通过通用细胞产物采收技术制备的那些流体)中纯化或分离目标材料，例如宿主细胞蛋白质、DNA片段、病毒、和细胞碎片、寡核苷酸或治疗性蛋白，所述治疗性蛋白例如单克隆抗体(MAb)。

[0010] 术语“目标材料”是指一种或多种化学物质，接枝的非织造基底被设计成从液体进料流或溶液混合物进料流中分离出这样的化学物质。目标分子可包括：例如，药物类；生物大分子，诸如蛋白质和抗体(单克隆或多克隆)、由细菌、酵母、哺乳动物、植物或昆虫细胞表达的DNA和RNA；矿物质；和人造化学物质，诸如例如合成小有机分子、肽和多肽，低聚糖、和糖改性的蛋白质。在一些实施例中，目标分子可以是一种或多种杂质或废品，包括蛋白质；无机物质，诸如金属、金属离子、或诸如碳酸根、硫酸根、氧化物、磷酸根、碳酸氢根、和其它在工业、住宅和生物进料流中常见的离子的离子；小的有机分子，诸如包含、但不限于染料、杀虫剂、肥料、添加剂、和稳定剂的那些；工艺副产品和污染物质；DNA、RNA、磷脂、病毒、或其它来自生物过程的细胞碎片。在另一个实施例中，被滤去的配体，诸如例如来自上游亲合性分离过程的蛋白质A也可以是目标分子。在其它实施例中，本文所述的制品能够用来从废水流或饮用水流中移除各种化学或生物物质。

[0011] 本发明的一层或多层制品可以用于深度型过滤应用，所述层中的每一层都可以具有相同或不同的平均纤维尺寸、空隙体积、聚合物接枝度、接枝聚合物的单体组成、孔隙率、蓬松度、拉伸强度和表面积。该官能化基底还可以与常规过滤元件(例如多孔膜或微孔膜)联合使用。

[0012] 本发明还提供一种制备该制品的方法，该方法包括以下步骤：提供非织造基底；在惰性气氛中使非织造基底暴露于电离辐射下；以及随后使经暴露的基底吸收有包含接枝阴离子单体的溶液，以使所述单体接枝聚合到非织造基底的表面。

[0013] 附图简要说明

[0014] 图1为成型为多个褶绉的根据本发明的过滤器介质的示例性实施例的透视图；

[0015] 图2为以透镜形式提供并包括根据本发明的过滤器介质的示例性过滤器装置的截面图；

[0016] 图3为以封装形式提供并包括根据本发明的过滤器介质的示例性过滤器装置的透视图和部分剖面图；

[0017] 图4为在图3的9-9处截取的以封装形式提供并包括根据本发明的第一打褶介质圆柱体和第二打褶介质圆柱体的示例性过滤器装置的截面图；

[0018] 图5为在图3的9-9处截取的以封装形式提供并包括芯的示例性过滤器装置的截面图，其中根据本发明的过滤器介质螺旋状卷绕在该芯的周围。

[0019] 图6为实施例1-7的IgG穿透曲线(breakthrough curve)的图。

具体实施方式

[0020] 本发明提供一种制品，该制品包括非织造基底和聚合物，所述非织造基底的平均纤维尺寸为0.7μm至15μm、空隙体积为50％至95％，所述聚合物包含接枝到非织造基底表面的阴离子单体单元。该聚合物官能化制品可以描述为不连续的、非交联的水凝胶聚合物，由通过电离辐射在非织造基底上形成的自由基所引发并随后通过该单体在水溶液或水/有机溶剂溶液中的接枝聚合反应获得。如本文所用的“水凝胶”为含水凝胶；是亲水性且会吸水、而又不溶于水的聚合物链。术语水凝胶的使用与水合状态无关。

[0021] 非织造基底为非织造网，其可以包括由用于制备非织造网的任何通常已知的工艺所制造的非织造网。如本文所用，术语“非织造网”指这样的织物，其具有以毡状方式随机和/或单向插入的单纤维或细丝的结构。

[0022] 例如，纤维非织造网可通过以下方法制成：梳理成网法、气纺法、湿法成网法、射流喷网法、纺粘法、静电纺纱法或熔喷法技术(例如熔纺法或熔喷法)、或它们的组合。纺粘纤维通常为小直径纤维，它们是通过喷丝头的多个细小的、通常为圆形的毛细管将熔融的热塑性聚合物以细丝形式挤出而形成的，其中挤出的纤维的直径迅速减小。熔喷纤维通常通过经由多个细小的通常圆形的模头毛细管将熔融的热塑性材料以熔融的线或丝挤出到高速的通常被加热的气体(例如空气)流中而形成，该气体流使熔融的热塑性材料的丝细化以减小它们的直径。此后，这些熔喷纤维由该高速气流运送并沉积在收集面上，以形成随机分配的熔喷纤维。非织造网中的任何者均可由单一类型的纤维或在热塑性聚合物的类型和/或厚度方面不同的两种或更多种纤维制成。

[0023] 短纤维也可以存在于该料片中。短纤维的存在通常提供比仅仅熔喷的微纤维网更为蓬松、不太致密的网。优选存在不超过约20重量％、更优选不超过约10重量％的短纤维。在U.S.4,118,531(Hauser)中公开了这类含有短纤维的网，将该专利以引用方式并入本文中。

[0024] 非织造制品还可以任选包括一层或多层稀松布。例如，一个或全部两个主表面还可以任选各包括稀松布层。将稀松布(其通常为由纤维制成的织造或非织造的增强层)包括在内，以向非织造制品提供强度。合适的稀松布材料包括(但不限于)尼龙、聚酯、玻璃纤维、等等。稀松布的平均厚度可以是变化的。通常，稀松布的平均厚度为约25μm至约100μm、优选约25μm至约50μm。稀松布的层可以任选粘结到非织造制品。多种粘合剂材料可用于将稀松布粘结到聚合物材料。或者，稀松布可以热粘结到非织造物。

[0025] 非织造基底的微纤维的有效纤维直径通常为约0.5μm至15μm、优选约1μm 至6μm，如根据 Davies，C.N. 的“The Separation of Airborne Dust and Particles，”Institution of Mechanical Engineers，London，Proceedings 1B，1952(“气载粉尘和粒子的分离”，美国机械工程师学会，伦敦，论文集1B，1952年)中所示方法计算。2 2 2 2
非织造基底的基重优选在约10g/m 至400g/m 范围内，更优选为约10g/m 至100g/m。对非官能化、未经压延处理的基底而言，非织造基底的平均厚度优选为约0.1mm至10mm、更优选约0.25mm至5mm。非织造网的最小拉伸强度为约4.0牛顿。通常认为，由于在横幅方向的纤维粘结与缠结更佳，所以非织造物的拉伸强度在纵向低于在横幅方向。

[0026] 非织造网蓬松度通过网的紧密度来测量，紧密度是限定网体积中的固体比率的参数。紧密度值较低表征网的蓬松度更大。可用的非织造基底的紧密度为小于20％、优选小于15％。紧密度是通常由α表示的无量纲比率：

[0027] α＝mf÷ρf×L非织造物

[0028] 其中mf为每样品表面积的纤维质量，ρf为纤维密度；L非织造物为非织造物厚度。本文所用的紧密度是指非织造基底本身而不是官能化非织造物。当非织造基底含有两种或更多种纤维的混合物时，使用相同的L非织造物确定每一种纤维的单独的紧密度，并且将这些单独的紧密度加在一起来获得网的紧密度α。

[0029] 举例来说，压延或接枝前的非织造基底的平均孔径优选为14μm，所述平均孔径由.34mm的厚度、4.2μm的有效纤维直径和13％的紧密度计算。压延后，非织造网的厚度将为.24mm、紧密度为18％、平均孔径为8μm。术语“平均孔径”(也称作平均孔直径)与算术平均纤维直径和网紧密度有关，并且可以通过下式确定：其中D为平均孔径，df为算术平均纤维直径，α为网紧密度。

[0030]

[0031] 非织造基底的平均孔径优选为1-40μm、优选2-20μm。平均孔径可以根据ASTM F316-0“3 Standard Test Methods for Pore Size Characteristics of Membrane Filters by Bubble Point and Mean Flow Pore Test Method B”(采用泡点和平均流孔测试方法TM
B的膜过滤器孔径尺寸特性的标准测试方法)、使用Freon TF 作为试验流体测得。

[0032] 非织造基底可以由任何合适的热塑性聚合物材料形成。合适的聚合物材料包括(但不限于)：聚烯烃、聚(异戊二烯)、聚(丁二烯)、氟化聚合物、氯化聚合物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚、聚(醚砜)、聚(砜)、聚(乙酸乙烯酯)、乙酸乙烯酯的共聚物(例如聚(乙烯)-聚(乙烯醇)共聚物)、聚磷腈、聚(乙烯基酯)、聚(乙烯基醚)、聚(乙烯醇)、和聚(碳酸酯)。

[0033] 合适的聚烯烃包括(但不限于)：聚(乙烯)、聚(丙烯)、聚(1-丁烯)、乙烯和丙烯的共聚物、α烯烃共聚物(例如乙烯或丙烯与1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、和1-癸烯的共聚物)、聚(乙烯-共-1-丁烯)以及聚(乙烯-共-1-丁烯-共-1-己烯)。

[0034] 合适的氟化聚合物包括但不限于聚乙烯基氟、聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯的共聚物(诸如聚(二氟乙烯共六氟丙烯))和三氟氯乙烯的共聚物(诸如聚(乙烯共三氟氯乙烯))。

[0035] 合适的聚酰胺包括(但不限于)尼龙6、尼龙6，6、尼龙6，12聚(亚氨基已二酰基亚氨基六亚甲基)、聚(亚氨基己二酰基亚氨基十亚甲基)、和聚已内酰胺。合适的聚酰亚胺包括聚(均苯四酰亚胺)。

[0036] 合适的聚醚砜包括但不限于聚(二苯基醚砜)和聚(二苯基砜共二苯并呋喃砜)。

[0037] 合适的乙酸乙烯酯的共聚物包括(但不限于)聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯)和其中乙酸酯基团中的至少一部分已经水解以提供各种聚(乙烯醇)的此类聚合物，包括聚(乙烯-共-乙烯醇)。

[0038] 优选的聚合物为天然亲水性的，并通过电离辐射(例如通过暴露于电子束或γ辐射下而易于接枝。优选的聚合物包括聚酰胺和乙烯-乙烯醇聚合物和共聚物。有效纤维直径为1μm或更小的尼龙非织造基底可以选自U.S.7,170,739(Arora等人)、U.S.7,112,389(Arora等人)、U.S.7,235,122(Bryner 等人 )和U.S.20040116026( ＝WO 04/02714)中所述的那些，所有专利以引用方式并入本文。可用的有效纤维直径为TM TM1μm或更小的尼龙非织造基底也可以HMT 16434和HMT 16435混合膜技术膜购自杜邦(Wilmington，DE)。

[0039] 关于本发明的非织造网的制备方法的更多细节可见于Wente，Superfine Thermoplastic Fibers，48INDUS.Chem.1342(1956) 或 Wente 等人，Manufacture Of Superfine Organic Fibers，(Naval Research Laboratories Report No.4364，1954)中。可用的制备非织造基底的方法在U.S.RE 39,399(Allen)、U.S.3,849,241(Butin等人)、U.S.7,374,416(Cook等人)、U.S.4,936,934(Buehning)、和U.S.6,230,776(Choi)中有述，各专利以引用方式并入本文。

[0040] 在一些实施例中，使用向另一光泽辊挤压的光泽辊压延非织造基底。压延或压缩的非织造网提供更为均匀的基底和在随后的移除未反应单体的洗涤步骤中的尺寸稳定性。由此，在优选的实施例中，除上述图案压印外，根据本发明的非织造基底还采用光泽辊和固体支撑辊(如金属、橡胶、或覆盖棉布的金属)热压延。在压延过程中，重要的是精密控制光泽辊的温度和压力。通常，纤维在接触点处被最低限度地热熔融，而不会给非织造基底赋予不期望的特性，例如在其表面上形成膜或表皮。例如，当使用尼龙非织造基底时，优选使光泽辊的温度保持在约40℃至100℃，更优选在约50℃至75℃。此外，光泽辊应当在约10千克力/cm至约50千克力/cm、更优选约15千克力/cm至约30千克力/cm的压力下接触纤维网。压延的非织造基底的平均厚度优选为起始非织造物厚度的约2/3。

[0041] 官能化制品可以描述为不连续的、非交联的水凝胶聚合物，其由通过电离辐射并随后通过阴离子单体在吸收溶液中的接枝聚合反应而在非织造基底上形成的自由基所引发。如本文所用的水凝胶为含水凝胶：即亲水性且会吸水、而又不溶于水的聚合物。术语水凝胶的使用与水合状态无关。

[0042] 接枝聚合物包含由非织造基底引发并由其支承的聚合物卷须，该聚合物链(卷须)延伸到非织造基底的间隙中。接枝聚合物链具有阴离子侧基和任选的聚(环氧烷)侧基及其它官能团。在存在纯水的情况下，水凝胶达到最大水合与体积的状态。由于聚合物卷须不会跨接，能够独立地自由移动，接枝非织造制品可以对极低量的刺激具有大的流动响应。

[0043] 与本未交联的接枝水凝胶聚合物相比之下，常规的水凝胶包含经多个交联位点交联的单独的聚合物股线或卷须。由于交联，聚合物的分子量是无穷的，并且“凝胶”是指溶胀的网状聚合物，其性质通过聚合物浓度、聚合物分子量和交联密度来控制。

[0044] 根据非织造基底的取代程度和接枝到其表面的聚合物的重量，水凝胶聚合物可完全填充非织造基底的间隙，由此提供屏障，该屏障有效地阻塞纯水流过官能化非织造制品，从而导致在给定通量率(恒定速率)下的背压更高或在给定压力(恒定压力)下的通量极低。据信，在纯水中诸如磺酸盐之类的带负电阴离子基团相互静电排斥，导致接枝聚合物链的最大延伸以及因此水凝胶的最大水合。

[0045] 当在过滤中使用时，水凝胶可响应极小量的“触发物”(例如盐、缓冲剂、有机溶剂、温度、pH、污染物、或生物分子)而可逆地膨胀，因此收缩，从而使在较低压力下通过水凝胶网的通量更高。出乎意料地，接枝水凝胶网在“被触发”的状态下不会丧失其过滤性。在不存在此类“触发物”的情况下，完全膨胀的水凝胶网可提供对水通量的抵抗力。

[0046] 在最大水合状态下，水凝胶仅受非织造基底的限制，这种限制在x轴和y轴上(与非织造基底共面)最显著，但在垂直于非织造基底平面的z轴上不太显著。该凝胶在z轴上较少受到限制。该凝胶在z轴上可以溶胀高达800％或更多，但受非织造基底的限制，在x轴和y轴上溶胀有利地为小于100％、更优选小于50％。

[0047] 在熔喷非织造网的制造中，可如下调节条件以使z方向(垂直于非织造物的平面)上的回弹力最大化：(a)调节模头和收集器，以使纤维适当铺设；(b)调节熔体温度和空气温度，以防止纤维过度熔融和形成纤维-纤维粘结；(c)使由收集器太接近模头而引起的不对称性最小化。优选的是，非织造纤维在碰撞在收集器上之前低于聚合物熔体温度，以减少纤维-纤维联接程度。有利地，非织造物可以在“z”方向上(垂直于非织造物的平面)最大程度地伸展，以允许水凝胶伸展。

[0048] 水凝胶可逆地收缩，并且在存在溶解的物质(例如中性化合物、盐类、缓冲剂和带正电的离子)的情况下允许水流(流通)过所得间隙。据信，溶解的物质(例如溶解的离子)更有效地电荷耦合到接枝聚合物中带负电荷的阴离子基团，以使得阴离子基团之间的静电排斥减少，并且水凝胶收缩或伸缩。或者，溶解的物质可以置换水(和可能的溶剂)分子的水合球，结果水凝胶在非织造基底周围伸缩。因此，制品显示具有实质上不连续的刺激响应的水凝胶(“响应性水凝胶”)-能够可逆地打开和关闭水凝胶的孔隙或间隙。

[0049] 非织造基底具有聚合物，所述聚合物含有接枝到非织造基底表面的阴离子单体单元。聚合物通过带负电的接枝单体的电离引发的聚合而接枝到非织造基底的表面。

[0050] 带负电的阴离子单体具有至少一个能够进行自由基聚合的烯键式不饱和基团，和另外的阴离子官能团。在一些实施例中，烯属不饱和基团为(甲基)丙烯酰基或乙烯基。阴离子单体可以为弱酸、强酸、弱酸盐、强酸盐、或其组合。也就是说，带负电荷的离子单体可以为中性状态，但如果调节pH值，其也能够带电荷。当适当调节pH值时，所得到的阳离子交换树脂具有能与带正电荷的材料(即，阳离子)相互作用的带负电荷的基团。如果用于制备阳离子交换树脂的阴离子单体包括弱酸盐或强酸盐，则这些盐中的抗衡离子可以为，但不限于碱金属、碱土金属、铵离子、或四烷基铵离子。

[0051] 阴离子单体可以具有通式：

[0052]

[0053] 其中

[0054] R1为H或CH3；

[0055] X为-O-或-NR1-。

[0056] Y为直链或支链亚烷基，通常具有1至10个碳原子；并且

[0057] Z为阴离子基团，其可以选自磺酸基团、膦酸基团、和羧酸基团，以及它们的盐。

[0058] 一些示例性的阴离子单体包括式(II)的(甲基)丙烯酰胺磺酸或其盐：

[0059] 其中

[0060] R1为H或CH3，并且Y为具有1至10个碳原子的直链或支链亚烷基。根据式(II)的示例性离子单体包括(但不限于)N-丙烯酰胺甲磺酸、2-丙烯酰胺乙磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、和2-甲基丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。也可以使用这些酸性单体的盐，实例有(3-磺基丙基)-甲基丙烯酸钾盐和2-(甲基丙烯酰氧基)乙基磺酸钠盐。

[0061] 用于接枝聚合物的其它合适的阴离子单体包括磺酸，诸如乙烯基磺酸和4-苯乙烯磺酸；(甲基)丙烯酰胺膦酸，诸如(甲基)丙烯酰胺烷基膦酸(如2-丙烯酰胺乙基膦酸和3-甲基丙烯酰胺丙基膦酸；丙烯酸和甲基丙烯酸；以及羧基烷基(甲基)丙烯酸酯，诸如2-羧乙基丙烯酸酯、2-羧乙基甲基丙烯酸酯、3-羧基丙基丙烯酸酯和3-羧基丙基甲基丙烯酸酯。还有其他合适的酸性单体包括(甲基)丙烯酰氨基酸，如在U.S.4,157,418(Heilmann)中描述的那些，将该专利以引用的方式并入本文。示例性的(甲基)丙烯酰氨基酸包括(但不限于)N-丙烯酰甘氨酸、N-丙烯酰天冬氨酸、N-丙烯酰-β-丙氨酸、2-丙烯酰胺乙醇酸、3-丙烯酰胺-3-甲基丁酸。也可使用任何这些酸单体的盐。

[0062] 接枝聚合物任选含有具有聚(环氧烷)基团的单官能烯键式不饱和接枝单体单元。这些单体与接枝阴离子单体共聚合，以在非织造基底的表面上形成接枝共聚物链。当存在时，这些单体以相对于单体总重量的2重量％至20重量％、更优选5重量％至10重量％的量使用。

[0063] 具有聚(环氧烷)基团的单体单元由以下化学式表示：

[0064] Z-Q-(CH(R1)-CH2-Q)m-R4，

[0065] III

[0066] 其中Z为可聚合的烯键式不饱和部分，R1为H或CH3，R4为H、C1至C4烷基、芳基、1 1
或其组合，m为2至100、优选5至20，和Q为选自-O-、-NR-、-CO2-和-CONR 的二价连接基团。

[0067] 在一个实施例中，该聚(环氧烷)基团为聚(环氧乙烷)(共)聚合物。在另一个实施例中，该聚(环氧烷)侧基是聚(环氧乙烷-共-环氧丙烷)共聚物。这种共聚物可以为嵌段共聚物、无规共聚物、或梯度共聚物。

[0068] 可用的该单体的烯键式不饱和部分Z可以包括：

[0069]

[0070] 其中R1为H或Me，且r＝1-10。

[0071] 具有聚(环氧烷)基团的单体可以(例如)通过单官能环氧烷(共)聚合物或双官能环氧烷(共)聚合物(其通常为市售的)与反应性烯键式不饱和化合物(如丙烯酸酯)反应来制备。封端该聚(环氧烷)的官能团可包括羟基、胺基和羧基。可以使用多种活性烯属不饱和化合物(例如丙烯酸酯衍生物)，包括(但不限于)(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰氯、(甲基)丙烯酸酐、和(甲基)丙烯酸2-异氰酸基乙酯。优选地，该单体通过使该单官能环氧烷(共)聚合物或双官能环氧烷(共)聚合物与(甲基)丙烯酸酐反应来制备。通常，如果将化学计量的该烯键式不饱和反应物与该单官能环氧烷(共)聚合物(如单羟基封端的环氧烷(共)聚合物)混合，则获得的向单取代产物的转化率为100％。

[0072] 合适的单官能聚(环氧烷)单体的实例包括聚(环氧乙烷)(甲基)丙烯酸酯、聚(环氧丙烷)(甲基)丙烯酸酯、聚(环氧乙烷-环氧丙烷)(甲基)丙烯酸酯以及它们的组合。这类单体优选包括一个非反应性端基，如(C1-C4)烷氧基、芳氧基(例如，苯氧基)、和(C1-C4)烷芳基氧基。这些基团可为直链或支链的。这些单体可以具有宽泛的分子量范围并且可从以下来源商购获得：例如宾夕法尼亚州埃克斯顿(Exton，PA)的沙多玛公司(Sartomer Company)；日本东京中村新化学株式会社(Shinnakamura Chemical Co.，Ltd.，Tokyo，Japan)；Aldrich，Milwaukee，WI；和日本大阪的Osaka Organic Chemical Ind.Ltd.。

[0073] 接枝聚合物任选含有其它烯键式不饱和亲水性接枝单体单元；“第二亲水性单体”。如本文所用，“第二亲水性单体”是那些具有至少1重量％、优选至少5重量％的水混溶性(单体中的水)而不达到浊点的可聚合单体，不包括聚(环氧烷)单体且不含会妨碍接枝聚合反应的基团。所述接枝共聚物可包含0重量％至10重量％的这种单体单元。当存在时，聚合物通常包含1重量％至10重量％的这类单体单元。

[0074] 合适的第二亲水性单体的实例包括(甲基)丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2，3-二羟丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、丙烯酸四氢糠基酯、丙烯酰胺、单-N-烷基取代的丙烯酰胺或双-N-烷基取代的丙烯酰胺、甲基丙烯酸甘油酯、以及它们的组合。优选的极性单体包括(甲基)丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基乙酰胺、甲基丙烯酰胺、以及它们的混合物。

[0075] 当聚合物为非交联聚合物时，含有单体混合物的吸收溶液不含多烯键式不饱和单体；即不含交联剂。

[0076] 通常，接枝(共)聚合物包含：

[0077] a)70重量％至100重量％、优选至少80重量％、更优选80重量％至98重量％的阴离子单体；

[0078] b)0至20重量％、优选2重量％至20重量％、更优选5重量％至10重量％的接枝聚(环氧烷)单体；和

[0079] c)0至10重量％的第二亲水性单体，

[0080] 每一个重量百分比都相对于总单体含量的重量。

[0081] b)和/或c)单体的包含对于提高通常疏水性非织造基底的亲水性特别有用。采用这类疏水性基底，优选单体在吸收溶液中为非零量。

[0082] 通常，总接枝单体含量可以是非织造基底重量的0.5倍至5倍。希望填充非织造基底的间隙，但不具有将非织造物的单独的纤维与接枝聚合物股线连接的聚合物链跨接，因为这将限制非织造基底的伸展并阻碍流通。减少由接枝聚合物导致的这种纤维-纤维跨接的一种方法是降低给定纤维尺寸的单体浓度。已经确定的是，通过向接枝吸收溶液中添加可与水混溶的有机溶剂以使接枝水凝胶聚合物卷须的分子量最大化并减少卷须的跨接，可以使接枝聚合物的量最大化。

[0083] 由非织造物的间隙空间中的堆积水凝胶卷须产生的流动压力积聚简单地通过离子触发物或生物产品本身来缓解。用水凝胶股线堆积间隙的有益效果是有效地扩展了非织造物的表面积，以在其中污染物可替换水凝胶的水的空隙体积中包含聚合物股线。在堆积构造中具有接枝水凝胶聚合物卷须的非织造物的突发性净效应是能够留住明显更大量的可溶解的和不溶解的生物污染物而不结垢，并且多条长的柔性水凝胶卷须能够提供多个键或氢键合位点，从而允许亲合吸收具有大大改进的耐盐性。与其它微孔基底相比之下，非织造基底可以视为用于接枝聚合物的支架而不是表面涂布的基底。

[0084] 参照前述接枝单体，接枝到非织造基底表面的单体通常具有用于通过电子束辐射接枝的丙烯酸酯或其它非丙烯酸酯类可聚合官能团。由于此类甲基丙烯酸酯或丙烯酰胺部分对已经暴露于电子束辐射的非织造物的更慢、更均匀的反应性和耐久性，所以丙烯酰胺或甲基丙烯酸酯基团对于该单体接枝到非织造基底表面(使用本文所述的方法)而言是优选的。

[0085] 如下文中进一步详细描述的那样，可以使用上述单体制备本发明的官能化基底，从而在多孔非织造基部基底的表面上得到接枝聚合物。当使用两种或更多种上述接枝单体时，该单体可以在单一反应步骤(即暴露于电离辐射下)中接枝到非织造基部基底上，接着吸收所有存在的接枝单体，或在顺序反应步骤中(即，第一次暴露于电离辐射下，接着吸收一种或多种接枝单体，随后第二次暴露于电离辐射下，以及在第二次暴露于电离辐射下之后的第二次吸收)接枝到非织造基部基底上。

[0086] 应当进一步理解的是，该接枝方法将在非织造基底的表面上产生自由基物类。在吸收该单体溶液后，聚合由自由基的形成来引发，所述自由基在式I或II的阴离子单体的羰基的α位置的碳上，所述单体还可以与一种或多种另外的阴离子单体如式II的氨基烷基(甲基)丙烯酰基单体、一种或多种任选的式III的PEG单体、和一种或多种任选的第二亲水性单体聚合，从而导致如下简单例示的具有这些自该聚合物链上悬挂的基团的接枝聚合物。

[0087] 基底-(M阴离子)w-(MPEG)x-(Mc)y

[0088] 在该式中，-(M阴离子)w-表示具有“w”个聚合的单体单元的式I和II的接枝阴离子PEG单体的残基，其中w为至少2，-(M )x表示具有“x”个聚合的单体单元的聚合的式III的c
单体，其中x可以为0并优选为至少1，-(M)y表示具有y个聚合的单体单元的聚合的第二亲水性单体，其中y可以为0并优选为至少1。聚合物可以是无规聚合物或嵌段聚合物。该聚合物可以如所示那样通过该氨基烷基(甲基)丙烯酰基单体的残基直接接枝，或通过如PEG
本文所述的-(M )-单体或该亲水性单体直接接枝。

[0089] 下标w、x和y的值可以是整数或非整数值并且对应于各单体在前述吸收溶液中的量。例如，下标“w”的值将对应于阴离子单体在吸收溶液中70重量％至100重量％的量，下标x的值将对应于0重量％至20重量％、优选2重量％至20重量％的式III单体，下标y的值将对应于0重量％至10重量％的第二亲水性单体。

[0090] 制备接枝非织造基底的方法包括以下步骤：提供非织造基底，在惰性气氛中使非织造基底暴露于电离辐射下，和随后使经暴露的基底吸收包含阴离子单体(和任选的其它单体，如所述)的溶液，以将所述单体接枝聚合到非织造基底的表面。

[0091] 在第一步骤中，在惰性气氛中，将非织造基底暴露于电离辐射(例如电子束辐射)下。通常，将基底放置于清除了氧气的室中。通常，该室包含惰性气氛，例如氮气、二氧化碳、氦气、氩气等，其中氧气的量为最少(小于100ppm)(已知氧气抑制自由基聚合)。

[0092] 该辐射步骤包括电离辐射非织造基底表面，优选用电离电子束或γ辐射，以在此类表面上制备自由基反应位点，单体随后接枝在其上。“电离辐射”意指这样的辐射，其剂量和能量足以导致在该基部基底表面上形成自由基反应位点。电离辐射可以包括γ、电子束、x射线和其它形式的电磁辐射。在某些情况下，电晕辐射可为具有足够高的能量的辐射。该辐射具有足够高的能量，当被基部基底的表面吸收时，足够的能量被转移到该载体以导致该载体中的化学键裂解以及所得自由基位点在非织造基底上形成。可以使一个或多个非织造基底经受电离辐射。

[0093] 高能辐射剂量以千戈瑞(kGy)为单位来度量。可以所需水平的单剂量或以累积至所需水平的多剂量来施用剂量。剂量可累积地在约1kGy至约200kGy的范围内。该剂量可一次性全部递送(例如从电子束源)，或经若干小时以缓慢剂量率累积(例如由γ源递送的剂量)。优选地，对于抗辐射损伤的基底，累积剂量超出20kGy(2毫拉德)。

[0094] 由于商业源的现成可用性，所以电子束是一种优选的接枝方法。电子束发生器可从许多来源商购获得，包括ESI“ELECTROCURE”EB SYSTEM(得自Energy Sciences，Inc.(Wilmington，MA))和BROADBEAM EB PROCESSOR(得自 PCT Engineered Systems，LLC(Davenport，IA))。对任何指定的设备件和辐射样品位置而言，可根据名称为“Practice for Use of a Radiochromic Film Dosimetry System”(辐射变色薄膜剂量计系统的使用实践)的ASTM E-1275测量输送的剂量。通过改变提取器栅极电压、束流直径和/或与源的距离，可获得各种剂量率。

[0095] 在辐射步骤中，将非织造基底暴露于足够量的电离辐射下，以便在非织造基底的表面上形成自由基。该室可以包括至少一个能够提供足够剂量辐射的器件。单个器件能够提供足够剂量的辐射，但对于相对厚的非织造基底，尤其可使用两个或更多个器件、和/或通过单个器件的多程辐射。含有非织造基底的环境包括惰性气氛，例如氮气、二氧化碳、氦气、氩气等，其中氧气的量为最少(已知氧气抑制自由基聚合)。

[0096] 剂量是每质量单位吸收的能量的总量。剂量单位通常以千戈瑞(kGy)为单位进行表示。戈瑞(Gray)定义为提供1焦耳/千克质量的能量所需的辐射的量。由基底接收的总剂量取决于多个参数，包括源活性、停留时间(即，样品被辐射的总时间)、与源的距离、以及通过干预源和样品之间材料的截面的衰减。通常通过控制停留时间、到源的距离、或这两者来调节剂量。

[0097] 一般来讲，已经发现的是，在约20kGy至40kGy的范围内的剂量适用于生成该接枝水凝胶聚合物。对任何指定组合物的总剂量要求将随着所需接枝目标、所选单体、所用基底和剂量率而改变。由此，可根据具体组合物的所需性质选择剂量率。该剂量率通常在0.0005kGy/sec(γ)至200kGy/sec(电子束)的范围内。

[0098] 可以使用具有同等接枝性能的其它辐射源；理想的电离辐射源包括电子束源，因为该电子束可以产生高而快的剂量输送率。在保持在约10-6托的真空室内，电子束一般来讲通过将高压施加到细钨丝产生，该细钨丝固定在介于反射极板和提取器栅极之间。以高电流加热细丝以产生电子。通过反射极板和提取器栅极将电子朝金属箔的薄窗引导并加7
速。这些加速的电子以超过10 米/秒(m/s)的速度移动并且具有约100至300千电子伏(keV)，其通过箔窗离开真空室，并且穿透设置成正好超出箔窗的任何材料。

[0099] 生成的电子数量与电流直接相关。当提取器栅极电压增大时，从细钨丝所发出的电子的加速度或速度增加。当在计算机控制下，电子束处理可极其精确，使得可向非织造基底引导精确剂量和剂量率的电子。

[0100] 通过常规装置使室内的温度有利地保持在环境温度下。不旨在受限于任何特定机理，据信，将非织造基底暴露于电子束下会在基底表面上产生自由基位点，其可随后在吸收步骤中与该接枝单体反应。

[0101] 由非织造基底接收的总剂量主要影响在其表面上形成的自由基位点数，随后影响接枝单体接枝到非织造基底上的程度。剂量取决于多个加工参数，包括电压、网速度或线速度和射束电流。可通过控制线速度(即非织造基底在该照射装置下经过的速度)和施加到提取器栅极的电流来便利地调节剂量。目标剂量(例如＜小于10kGy)可以通过用以实验方式测定的系数(机器常数)乘以射束电流然后除以网速度来确定照射量进而方便地计算。机器常数随束电压而变。

[0102] 虽然电子束辐射暴露的受控量取决于停留时间，但根据特定的聚合物，使非织造基底经受约1千戈瑞(kGy)的最小剂量至小于约200kGy的实际最大剂量范围内的受控量的剂量。对于对辐射敏感的聚合物(例如丙烯聚合物)而言，该量的范围通常为从约1千戈瑞(kGy)的最小剂量至小于约10kGy的最大剂量。通常，对于丙烯聚合物而言，该剂量的总受控量范围为小于约9kGy至约7kGy，以避免降解。对辐射较不敏感的聚合物(例如尼龙或PVDF)可以承受更高的剂量，通常为10kGy至70kGy。通常，合适的γ射线源发出具有400keV或更大的能量的γ射线。通常，合适的伽马射线源发射能量为500keV至5MeV的伽马射线。合适的γ射线源的例子包括钴-60同位素(其发出几乎相等比例的具有约1.17MeV和1.33MeV能量的光子)和铯-137同位素(其发出具有与0.662MeV能量的光子)。
从源的距离可以固定或通过改变靶或源的位置进行改变。从源发出的γ射线的通量通常会随着从源的距离的平方和由同位素的半衰期所控制的持续时间而衰减。

[0103] 在本方法中，在该照射步骤后且不与该照射步骤同时进行，在非织造基底的表面上具有自由基位点的被辐照基底吸收该单体溶液。在非织造基底表面上生成的自由基位点具有若干分钟至若干小时的平均寿命，并在室温下在约十小时内逐渐衰减至低浓度。较低的温度(例如干冰温度)有助于较长的自由基寿命。或者，增湿和一氧化二氮可通过生成羟基自由基来提高基底自由基形成的速率。当保持在惰性条件下时，得自该接枝聚合过程的接枝非织造物的有效粘结吸收能力在约12小时的反应时间后几乎不变。已经观察到，与室温下12小时后骤冷(通过暴露于空气中)的样品的性能相比，保持接枝聚合过程惰性达72小时导致结合能力提高约10％至20％之多(如实例中所述)，这大概是由于接枝聚合物增加所致。

[0104] 一般来讲，在辐射步骤后立即使被辐射的非织造基底吸收该单体溶液。一般来讲，当使用电子束时，被照射的基底在一小时内、优选在十分钟内被吸收。一般来讲，当使用γ源时，基底应当在照射之后立即被吸收，因为照射停留时间将较长。已经观察到，如果在存在接枝单体的情况下通过电离辐射照射基底，则该接枝非织造基底的过滤性能低于通过本方法制备的制品。

[0105] 在吸收步骤中，非织造基底与含有一种或多种接枝单体且其含量如前所述的吸收溶液接触。合适的吸收方法包括(但不限于)喷涂法、溢流涂布法、刮涂法、Meyer刮棒涂布法、浸涂法和凹印涂布法。

[0106] 吸收溶液保持与非织造基底接触足以使该自由基位点引发与该接枝单体的聚合反应的时间。当吸收有单体溶液时，接枝反应大部分在12小时暴露之后完成；通常导致约50％以上的单体转化为接枝聚合物。结果，非织造基底包含附接到非织造基底的间隙和外表面的接枝聚合物和/或共聚物。

[0107] 如上所述，吸收溶液可以包含一种或多种适用于接枝到非织造基底表面的接枝单体。上述示例性接枝单体中的任何一种均可包含于吸收溶液中。除所述接枝单体之外，吸收溶液还可含有其它材料，例如为一种或多种其它用于UV固化的非接枝单体、表面活性剂、染料、颜料和溶剂。

[0108] 每一种接枝单体在吸收溶液中的浓度可以随多种因素改变，所述多种因素包括(但不限于)吸收溶液中的一种或多种接枝单体、所需接枝程度、接枝单体的反应性、和所用溶剂。通常，基于吸收溶液总重量，吸收溶液中的单体总浓度的范围是从约1重量％至约100重量％、有利地从约5重量％至约30重量％、更有利地从约15重量％至约25重量％。

[0109] 吸收溶液还包含可与水混溶的有机溶剂与该接枝单体的水性共混物。已经发现的是，该溶剂共混物当在分离应用中使用时影响接枝聚合物的形态和所得通量率。水与有机溶剂的比率可以广泛变化，但是水与有机溶剂通常为大于1∶1(v/v)，优选大于5∶1，更优选大于7∶1。一般调节所述比率，使得所得的接枝非织造基底产生对于目标生物分离应用而言使结合能力最大化的压力和通量响应。

[0110] 有机溶剂在水中的浓度可以相对于非织造基底的纤维尺寸来进行优化。通常，当纤维尺寸减小时，有机溶剂的最佳浓度增加。使用20％的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、铵盐或钠盐(AMPS)单体吸收溶液，具有4μm有效纤维直径的非织造物最佳采用在水中15％或更少的有机溶剂。对于具有1μm有效纤维直径的非织造网而言，15％的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、铵盐或钠盐单体吸收溶液最佳采用在水中多于15％或更少的有机溶剂。

[0111] 据信，通过调节吸收溶液中可与水混溶的有机溶剂的量，更大量的单体被接枝到非织造基底，而不会跨接基底的纤维并封闭空隙。如果网空隙被桥接，则非织造物就干燥为半透明外观，并且通量降低且水合时膨胀的能力减小。纤维越小，跨接非织造物孔隙的单体越少。添加更多的可与水混溶的有机溶剂使跨接减少，允许接枝聚合物含量(取决于非织造基底的重量％)增加，并允许制品更自由地伸展。

[0112] 任何此类可与水混溶的有机溶剂优选不具有叔氢原子或会妨碍该接枝聚合反应的其它基团。在一些实施例中，可与水混溶的溶剂是含有质子基团的有机液体，例如具有1至4个碳原子的低级醇、具有2至6个碳原子的低级二醇、最优选具有3至6个碳原子和1至2个醚键的低级二醇醚。在一些实施例中，可以使用高级二醇，例如聚(乙二醇)。具体实例是甲醇、乙醇、正丁醇、叔丁醇、乙二醇、甲氧基乙醇、乙氧基乙醇、丙氧基乙醇、丁氧基乙醇、甲基卡必醇、乙基卡必醇以及它们的混合物。

[0113] 在其它实施例中，也可使用非质子的可与水混溶的有机溶剂，例如脂族酯和酮和亚砜，例如乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸甲氧基乙酯、乙酸乙氧基乙酯、乙酸丙氧基乙酯、乙酸丁氧基乙酯、磷酸三乙酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮和二甲亚砜。

[0114] 一旦非织造基底已经吸收一段所需时间，就可以任选对带有接枝聚合物基团的非织造基底进行漂洗，以移除残余的单体和/或进行干燥。

[0115] 在任选的漂洗步骤中，将官能化非织造基底洗涤或漂洗一次或多次，以移除任何未反应的单体、溶剂或其它反应副产物。通常，使用水漂洗、醇漂洗、水漂洗和醇漂洗的组合、和/或溶剂漂洗(如丙酮、甲基乙基酮等)对官能化基底洗涤或漂洗最多三遍。当使用醇漂洗时，漂洗液可包括一种或多种醇，这些醇包括但不限于异丙醇、甲醇、乙醇或实际可用的任何其他醇以及用于任何残余单体的有效溶剂。在每个漂洗步骤中，功能化基底可以穿过漂洗槽或漂洗喷雾。在一些实施例中，漂洗液可以包含离子缓冲溶液，该离子缓冲溶液应当减少水凝胶的溶胀、残留水量、并且在此漂洗步骤过程中也避免削弱非织造基底。

[0116] 在任选的干燥步骤中，将官能化基底干燥，以移除任何漂洗溶液。通常，官能化基底在烘箱温度相对低的烘箱中干燥所需的一段时间(本文称为“烘箱停留时间”)。烘箱温度通常在约60℃至约120℃范围内，而烘箱停留时间通常在约120至约600秒范围内。任何常规烘箱都可以用于该任选的干燥步骤。还应该指出的是，在其他实施例中干燥步骤可在漂洗步骤之前进行以在提取未接枝残余之前除去挥发性组成部分。在任选的干燥步骤后，干燥的官能化基底可以卷筒形式收取，以有待储存供将来使用。

[0117] 该官能化非织造基底特别适合用作过滤器介质，例如在水过滤器装置中发现的过滤器介质。当聚合物被接枝使得其为亲水性时，过滤介质是耐用的。本文所述的亲水性多孔基底可被净化或冲洗，并且保持亲水性质，这由表面能和润湿性来证明。

[0118] 当在过滤应用中使用时，可以使用一层或多层官能化基底，该层中的每一层都可以具有相同或不同的平均纤维尺寸、空隙体积、聚合物接枝度、接枝聚合物的单体组成、孔隙率、拉伸强度和表面积。在一些实施例中，每一层后续层都可以具有更小的有效孔径或更小的平均纤维尺寸，从而可以过滤更细小的污染物。接枝非织造基底可以构造为平坦的或透镜状的盘。在一些实施例中，非织造基底可被打褶。打褶的接枝非织造过滤元件可组合为多个同心打褶的元件。接枝非织造基底可以螺旋状地卷绕。此外，接枝非织造基底可以用多孔网封装，从而得到支承并有助于处理。在过滤应用中，非织造物可以垂直地或水平地设置。

[0119] 图1示出根据本发明的示例性过滤器介质120。如所示，过滤器介质120包括多个褶皱126。在一些实施例中，打褶过滤器介质120可以结合到过滤器装置或其它过滤器装置中。成褶构造和包含打褶介质的过滤器装置的实例可见于，例如Sundet等人的U.S.6,521,011中，其公开内容全文以引用方式并入本文。还考虑多个褶皱126可以包括如授予Lucas的美国专利申请号61/016149(PCT申请号US08/86923)中所述的平面设置的褶皱，其公开内容全文以引用方式并入本文。在所示的实施例中，过滤器介质120包括接枝非织造基底122以及微孔膜层124。通常，微孔膜层124位于接枝非织造基底122的下游。

[0120] 微孔膜层124可以包括一个或多个如本发明通篇所述的微孔膜。在一些实施例中，微孔膜层124包括具有对称分布的孔径的单一区。在其它实施例中，微孔膜层124包括具有不对称分布的孔径的单一区。在另外的实施例中，微孔膜层124包括多个不连续的区。在此类实施例中，每一个不连续的区都可以包括对称分布的孔径或不对称分布的孔径。

[0121] 在一些实施例中，微孔膜层124的一个或多个区可以被官能化，以包括(例如)提高的亲水性。用于提供官能化微孔膜的方法在(例如)本公开中另有所描述。

[0122] 还可想象的是，微孔膜层124可以包括多层微孔膜，其中每一层都可以包括单一区或多个不连续的区。每一个区都可以包括对称分布的孔径或不对称分布的孔径，每一层微孔膜都可以如具体应用所需的官能化或非官能化。在一个实施例中，如下文名称为“Nylon Microporous Membranes D1-D6”(尼龙微孔膜D1-D6)的部分中所述，微孔膜层124可以包括三层微孔膜，其中每一层都包括三个不连续的区。

[0123] 接枝非织造基底122可以包括一个或多个如本发明通篇所述的非织造基底。在一些实施例中，接枝非织造基底122包括单层非织造物。在其它实施例中，接枝非织造基底122可以包括具有相同或不同结构的附加层非织造材料。例如，可以想象的是，接枝非织造基底122可以包括位于接枝非织造层上游的未接枝非织造层。在此类实施例中，可以提供更上游的层，例如，相对于更下游的层具有更低的密度或提高的孔隙度。

[0124] 图2示出根据本发明的示例性过滤器装置100。如图所示，过滤器装置100包括以透镜状滤筒形式提供的过滤器介质120。透镜状滤筒和制备透镜状滤筒的方法的实例可见于(例如)授予Pulek等人的以下美国专利中：6,464,084、6,939,466、7,178,676、和6,712,966中，所述专利的公开内容全文以引用方式并入本文。

[0125] 如所示，过滤器装置100包括隔板元件140，所述隔板元件140具有与流体出口116流体连通的中心芯142。通常，隔板元件140包括第一侧面144和其上可设置过滤器介质120的第二侧面146。第一侧面144和第二侧面146通常不提供过滤功能，但设置有流体可以自由流经的小孔网络。如所示，提供过滤器介质120作为设置在第一侧面144上的第一过滤器介质盘150和设置在第二侧面146上的第二过滤器介质盘154。第一和第二过滤器介质盘150和154各自分别包括外周边缘151、155和内周边缘152、156。在一些实施例中，封边150连接第一和第二过滤器介质盘150和154的外周边缘151和155。通常，内周边缘152和156与隔板元件140的中心芯142连接。

[0126] 在一种典型的应用中，过滤器介质120的下游表面设置为临近隔板元件140。过滤器介质120包括接枝非织造基底122。在所示的实施例中，过滤器介质120包括接枝非织造基底122以及微孔膜层124。通常，微孔膜层124位于接枝非织造基底122的下游。

[0127] 参照图3，示例性过滤器装置100显示为包括过滤器封壳110和与过滤器封壳110连接的过滤器顶盖112。如所示，过滤器顶盖112包括流体入口114和流体出口116。过滤器介质120被封装在过滤器封壳110内并且流体连接流体入口114和流体出口116。如图8的剖面图所见，过滤器介质120成型为包括多个褶皱126的第一介质圆筒130。过滤器装置和制造过滤器装置的方法的实例可见于，例如Bassett等人的U.S.6,458,269中，其公开内容全文以引用方式并入本文。成型为包括多个褶皱的圆筒的过滤器介质的实例可见于，例如Olsen的U.S.6,315,130中，其公开内容全文以引用方式并入本文。

[0128] 在一些实施例中，本发明提供一种滤筒，所述滤筒包括过滤器封壳和与过滤器封壳连接的过滤器顶盖；其中过滤器顶盖包括流体入口和流体出口，并且其中过滤器介质被封装在过滤器封壳内。在一些实施例中，过滤器装置的过滤器顶盖包含流体入口和流体出口，并且其中过滤器介质封装在过滤器封壳中。在一些实施例中，过滤器介质还包括设置在接枝非织造基底下游的微孔膜层。

[0129] 因此，本发明提供一种过滤器装置，所述过滤器装置包括流体入口、流体出口和以流体方式与流体入口和流体出口连接的过滤器介质；其中所述过滤器介质包括接枝非织造基底。在一些实施例中，本发明提供一种过滤器装置，所述过滤器装置还包括隔板元件(140)和封边(150)；所述隔板元件包括与流体入口流体连通的中心芯(142)、第一侧面(144)、和第二侧面(146)；所述过滤器介质包括设置在隔板元件的第一侧面上并且具有外周边缘(151)和内周边缘(152)的第一介质盘(150)；和设置在隔板元件的第二侧面上并且具有外周边缘(155)和内周边缘(156)的第二介质盘(154)；其中所述第一和第二介质盘的外周边缘通过封边连接，所述第一和第二介质盘的内周边缘与中心芯连接。

[0130] 图4示出图3所示的过滤器装置100的一个实施例的截面图，其中过滤器介质120成型为包括多个褶皱126的第一介质圆筒130。在所示的实施例中，过滤器介质120包括接枝非织造基底122以及微孔膜层124。通常，微孔膜层124位于接枝非织造基底122的下游。如图4所示，过滤器装置100任选包括设置在第一介质圆筒130内的第二介质圆筒132。在这类实施例中，第二介质圆筒132可以包括多个褶皱。包括具有多个褶绉的内部介质滤筒与外部介质滤筒的过滤器模块的实例可见于(例如)授予Lucas等人的美国专利公开No.U.S.2009/0020472 A1中，该专利的公开内容全文以引用方式并入本文。

[0131] 因此在一些实施例中，本发明提供过滤器装置，其中过滤器介质还包括一层或多层微孔膜，该微孔膜设置在接枝非织造基底的下游。在一些实施例中，本发明提供过滤器装置，其中过滤器介质包含多个褶绉。

[0132] 图5示出图3中所示过滤器装置100的可供选择的实施方案的截面图，其中过滤器装置还包括芯160，并且其中过滤器介质120螺旋状卷绕在芯160周围。芯160通常不提供过滤功能，但设置有流体可以自由流经的小孔网络。螺旋状卷绕的滤筒以及制造螺旋状卷绕的滤筒的方法的实例可见于，例如授予Pulek等人的U.S.6,391,200中，其公开内容全文以引用方式并入本文。在所示的实施例中，过滤器介质120包括接枝非织造基底122以及微孔膜层124。通常，微孔膜层124位于接枝非织造基底122的下游。在一些实施例中，还可以提供排水层以有助于促进螺旋状卷绕的过滤器介质120的相邻层之间的流体流动。

[0133] 在一些实施例中，本发明提供过滤器装置，该过滤器装置包括芯(160)，其中过滤器介质螺旋状卷绕在芯周围。

[0134] 在一些实施例中，官能化非织造基底可以与常规的过滤元件(例如微孔膜)结合。特别地，具有一个或多个层的即时官能化非织造基底的过滤器可以用作移除蛋白A柱下游的污染物的过滤器。

[0135] 在介质下方结合使用的具有绝对孔径等级的微孔膜是理想的，因为官能化非织造基底将保护微孔膜，由此延长微孔膜的使用寿命，进而，该膜将捕集来自开放的水凝胶网的任何穿透性污染物，从而允许接枝非织造物的使用寿命更长(如通过滤液的浊度降低测得的那样)。

[0136] 当在过滤中使用时，含有关注的生物样品和污染物的流体可流经响应性官能化非织造制品，从而将二者分离。在一些实施例中，污染物将保留在接枝聚合物水凝胶网中，而关注的生物样品将通过。在其它实施例中，生物产品将保留在接枝聚合物水凝胶网中，而污染物将穿过。接枝聚合物水凝胶的间隙孔或空隙可响应于流体的生物污染或者“触发物”(例如，离子强度、极性有机或无机物质、糖浆、盐、缓冲剂、蛋白质、细胞碎片、病毒等)的存在而发生改变。据观察，净水通量(不含触发物)低，而背压高。增加的液压导致水凝胶伸缩或压缩，从而进一步降低了通量。该伸缩或压缩通过降低z方向上的平均流动通道并减少聚积的保留体积而进一步缩短停留时间。因此，接枝非织造物在低压下工作得更好，由此在早期过滤步骤过程中降低了对任何剪切力敏感型蛋白质的剪切力。

[0137] 本文所述的聚合物接枝非织造制品能够在其整个伸展基质中从生物流体相中保留颗粒和不溶性污染物。当存在某些少量的极性“触发物”时，液压快速降低。据信，每一个阴离子单体单元在接枝聚合物链中都充当点电荷，并被完全由水组成的离子双电层(水合层)包围。这形成了阻止水通量的“剪切力半径”，并起到由液压压缩非织造物水凝胶网的作用。离子差值小导致双层的内壳和外壳被破坏，从而允许通量增加。在过滤过程中，当暴露于“触发物”下之后背压被释放时，因为缺少液压，非织造物结构可往回伸展。

[0138] 在过滤应用中，天然存在的大分子如蛋白质在分散于水中时采集电荷—这是由于蛋白的pKa和缓冲溶液的pH所致，并且过滤器可以以捕集或流经模式来运行。例如，带正电的细胞碎片或宿主细胞蛋白通过对带负电水凝胶的电荷亲合力而结合，允许例如中性电荷的单克隆抗体(mAb)的实体通过。将pH调节为低于期望蛋白的等电点(pI)，其将呈正电荷并保留在水凝胶网中。随着越来越多的材料逐渐穿过该过滤器的深度，不连续凝胶随着带正电荷的污染物或产品被捕集并使带负电荷的材料通过而伸缩。这持续至达到该过滤元件的动态能力。

[0139] 在生物过滤应用中，因为过滤压力高会导致剪切以及随后蛋白质变性，所以它是不可取的。因为由泵送净水所产生的过度压力通过降低z方向上的平均流动通道和减少聚积的生物污染物的保留体积而缩短了亲合力停留时间，所以它会导致伸展的非织造物在液压下伸缩，从而使流动甚至更受阻力和不良。从而，本发明的制品变得能够在较低的过滤压下在其整个伸展基质中从流动相中保留颗粒和不溶性污染物。

[0140] 即时聚合物官能化非织造制品将在其使用寿命中不会增大不当压力的情况下负载污染物。过滤器介质中的通常结垢机理为，当介质将颗粒筛滤出移动相时，颗粒可能在介质的孔中或主表面上结块。通量随后降低，并且压力增加，如果结块层可被压缩的话，这种情况会加重。即时聚合物官能化非织造制品允许污染物碰撞在不连续的水凝胶基质上，在此处该污染物易于扩散到基质中，从而阻止由结块或压缩造成的结垢。随着污染物增加，由于污染物负载和吸附在水凝胶聚合物卷须上，在非织造物的间隙中获得更多空间。

[0141] 在生物分离应用中，通常以恒定速率或恒定压力模式进行“常规流”过滤。在恒定速率模式中，由泵输送设定体积的流体，随着过滤器结垢时使过滤器中的压力增加，并且过滤过程在标称压力值下停止以保持目标蛋白完好无损；通常不超过约30psi。在恒定压力模式中，向流体施加设定压力并允许其流动，直到递送速率停止或变得太低而不切实际，过2
滤过程停止。用于亲和色谱法的典型流量从低至高为约50至600LMH(升/(m-小时)，或
2 2
者正面流体速度为.08-1ml/(min-cm)。47mm测试壳体具有约13cm 的可用表面积，因此
13ml/分钟的速率是商业程序中所用的声称高600LMH的等价性能。根据层数、每一层的厚
2
度、纤维尺寸和接枝量，已经观察到本发明的净水通量在1ml/(min-cm)(13ml/min)下高达
75psi。极性触发物的引入将导致该压力下降至小于1psi。用洁净水冲洗缓冲剂(充当触发物)导致返回较高压力。

[0142] 本文所述聚合物接枝非织造基底可以与微孔膜结合，该微孔膜包括对称或不对称的微孔膜(具有梯度孔隙度)、和单层或多层的此类膜。可用的微孔膜包括由尼龙、聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚丙烯、乙烯-三氯氟乙烯制成的那些，具有单层、多层、等等。这些膜优选为亲水性的膜。该微孔膜的对称孔径可以为0.01μm至150μm、优选0.1μm至100μm，厚度为25μm至500μm。在另一个实施例中，接枝非织造基底可以与梯度平均孔径为0.01μm至150μm的不对称微孔膜结合。在其它实施例中，多层微孔膜可以组合使用，每一层具有渐细的孔隙，例如15μm至0.02μm、优选10μm至0.8μm，并且总厚度为75μm至1200μm。具有对称和梯度孔隙度两者的多层微孔膜可以组合使用。此外，该微孔膜可以被聚合物接枝，以改变其表面特性，例如亲水性、疏水性或电荷结合能力。

[0143] 此外，一层或多层接枝非织造基底可以与一层或多层微孔膜结合。例如，1至6层的接枝非织造基底可以与微孔层结合。接枝非织造基底的每一层都可以相同或不同。在一些实施例中，该层可以是相同的，或可以在如下方面不同：特定非织造基底、非织造基底的厚度、其中所用的聚合物、纤维尺寸、孔隙度、空隙体积、蓬松度、拉伸强度、表面积、接枝重量或密度、聚合物接枝度、和/或接枝聚合物中的单体浓度。

[0144] 可用的商业膜的实例包括可得自CUNO Inc.，Meriden，CN的LifeAssureTMTM或SterAssure 铸造尼龙微孔膜。可用的微孔膜公开于U.S.6,413,070、6,513,666、
6,776,940、6,056,529 和 6,264,044(Meyering 等人 )、U.S.5,006,247(Dennison等人 )、U.S.3,876,738(Marinaccio 等人 )、U.S.4,707,265(Barnes 等人 )、和U.S.4,473,474(Ostreicher等人)中，各专利均以引用方式并入。可用的接枝聚合物官能化的微孔膜公开于2008年12月23日提交的PCT/US2008/088106中，该专利以引用方式并入。

[0145] 微孔膜与接枝非织造物的结合将保护该微量过滤膜，由此延长其使用寿命，该膜将捕集穿过开放的水凝胶网的任何穿透性污染物，从而提高接枝非织造物的效率。污染物可以使用本领域已知的技术测量，包括浊度降低法、UV法、DNA定量法和ELISA法。

[0146] 该制品在吸附深度型过滤器模块(其提供改善的过滤效率)中提供高介质堆积密度。该制品在吸附深度型过滤器模块(其提供更高的流速(通量))中对给定的介质整体还会形成增加的表面积。通常在实现高效率和高通量这些所需的过滤器特性间有所权衡。然而，即时官能化非织造基底提供具有高介质堆积密度的深度型过滤器模块而不牺牲通量。

[0147] 据信，聚合物官能化非织造基底主要通过吸附、扩散、和碰撞机理起作用，并因此不同于通过尺寸排阻、捕集和吸附的组合工作的常规膜过滤器。即时接枝非织造物作为预层的优点在于该预层在其整个深度内被一系列污染物类充分利用。通过捕集和尺寸排阻工作的常规过滤器将不可避免地堵住并且缺乏介质和污染物保持网络的深度来防止或延缓结垢。

[0148] 实施例

[0149] 除非另外指明，否则实施例和说明书的其它部分中使用的所有份数、百分比、比例等均按重量计，并且实施例中使用的所有试剂均得自或可得自一般化学品供应商(例如(如)Sigma-Aldrich Company(Saint Louis，MO))，或者可以按常规的方法进行合成。

[0150] 利用以下的制备、溶液和测试程序来评价聚合物接枝的非织造基底。

[0151] 制备例1：尼龙非织造基底A

[0152] B-24KTM尼龙-6聚合物(BASF Corporation Engineering Plastics(Wyandotte，MI))用于制备熔喷非织造基底。熔体温度为295℃，在标准熔喷钻孔模头上的质量流量为0.25克/孔/分钟。350℃且以每米模头宽度975立方英尺/分钟(SCFM)(27.8立方米/分钟(CMM))的热空气用于拉细纤维。将0.30米纤维(具有在1200米/分钟(m/min)冲击下的面速度)从模头收集在多孔不锈钢带上，并以137m/min的面速度和200℃空气下拉过所述网粘结0.14秒，接着以相同面速度，在29℃下冷却空气0.8秒。收集的网基重为48克/平方米、有效纤维直径为4.1μm。收集的网的厚度为0.4mm，然后在两个设定为82℃并在1.5m/min下运行的直径为25cm的钢光泽辊之间以170牛顿/直线厘米(N/lcm)网的辊隙压力压延。所得网厚度为0.25mm。

[0153] 制备例2：尼龙微孔膜。

[0154] 使用美国专利6,776,940(Meyering)中所述的方法制备9区的强化不对称微孔尼龙膜。如所述那样，将单一原料聚合物胶状制剂分成三份，并施用到三路的热操纵装置上。将该胶状制剂加热至三个不同的温度，以实现三个不同的区。所用温度中的每一个都被选择，以在用于形成不对称微孔膜的每一个区中制备孔径。第一区(上区)的孔径为最大，第二区(中区)的孔径为居中，第三区(下区)的孔径为最小。膜为单一层，其具有三个孔径连续逐渐变小的排除区。

[0155] 9-区不对称微孔膜通过层合三个3-区不对称微孔膜而制得。将第一微孔膜(上层，三个区的平均孔径为约5.0、2.4、和1.2μm)层合到第二中间层(三个区的平均孔径为约1.0、0.8、和0.65μm)，其进而层合到第三底层(三个区的平均孔径为约5.0、2.4、和1.2μm)。

[0156] 结果是九个独立的多孔区，孔径为最大的顶面逐渐延伸至底层中的更小孔径。9个顺序区的平均孔径为约5.0；2.4；1.2；1.0；0.8；0.65；0.45；0.30；和0.20μm。

[0157] 层合方法通常描述在U.S.3,876,738(Marinaccio等人)并且工艺通常描述于Defensive Publication T-103,601(Repetti)中。简而言之，Marinaccio参考方法包括以薄层形式浇铸聚合物胶状物，在溶剂浴中骤冷该胶状物，以形成连续的微孔膜，并在水浴中漂洗该膜，以移除残余溶剂。这种膜在其有机会干燥前是湿铸膜。当以防卫性专利公开T-103,601(Repetti)中所述方式层压时，Marinaccio膜的湿铸层能在各个层之间形成强效物理粘结。简而言之，各个层(各个三区膜)是湿层压的，其中已经经过流延并骤冷但并未干燥的膜在适度的压力下结合，随后一起干燥。

[0158] 制备例3：尼龙非织造基底A的接枝官能化

[0159] 将制备例1的尼龙非织造基底A的30cm×43cm样品在氮气气氛下在手套箱中吹TM扫空气，然后插入到ZIPLOC 塑料袋中并密封。随后从手套箱中取出该密封袋，通过使其穿过设定在300kV的加速电压和20英尺/分钟的网速度下的电子束而辐照至40kGy的剂量水平。在使密封袋返回至受氮气气氛控制的手套箱之后，取出被照射的非织造基底，并将其TM
设置在未被照射的、氮气吹扫的ZIPLOC 袋的内部。

[0160] 使新鲜制得的非织造样品吸收100克氮气吹扫过的含表1所示混合物的吸收溶液，并且在驱除大部分氮气后将袋重新密封。在该步骤期间，手套箱中的氧含量通常保持在40份/一百万份(ppm)以下。

[0161] 使样品在袋中保持平坦并且均匀饱和12小时。从袋中取出所得的接枝尼龙非织造基底，使其在含有2升新鲜去离子水的盘中浸泡10分钟以小心地洗涤基底。从托盘中取出基底，在多层纸巾之间压挤，用新鲜去离子水再重复两次洗涤过程并风干。

[0162] 表1：

[0163]

[0164] 制备例4：微孔膜的接枝官能化

[0165] 制备例2的微孔膜通过使所述膜吸收接枝溶液而官能化，所述接枝溶液由20重量％的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、铵盐单体，15重量％甲醇，65重量％的水组成。该膜置于两个4密耳(101.6μm)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬片之间，用橡胶辊辊压以移除空气和过量溶液，然后通过下述方式直接辐射：以20英尺/分钟(fpm)(6.1m/min)的网速度穿过电子束，并且在使大孔径表面向电子束的情况下，接收加速电压为300千伏的大约40千戈瑞(kGy)的剂量。通过在去离子水中漂洗而将该膜洗涤三次，随后进行风干。

[0166] 静态结合能力测试

[0167] 在pH4.5下，用具有40mM NaCl的50mM乙酸盐缓冲液制备～0.6mg/mL的IgG(人免疫球蛋白，来自Equitech Bio(Kerrville，TX))测试溶液。

[0168] 采用冲切冲床冲压出制备例3的官能化基底A、B和C的25mm直径盘。将用制备例4的不对称尼龙微孔膜制得的样品命名为“D”。

[0169] 15和50毫升聚丙烯Falcon管具有表2所示的1和2号盘。使15毫升管填充有5毫升的IgG测试溶液。50毫升管填充有40毫升相同的测试溶液。将所述管在室温下摇摆过夜。保留在溶液中的未结合IgG的浓度通过在280nm下测量UV吸光度进行测定。采用以下公式计算膜的静态结合能力：

[0170]

[0171] 结果示于表2中。“网体积”是指通过IgG溶液测得的测定网体积，其通过测量盘叠堆的正面面积和叠堆厚度加以测定。

[0172] 表2：

[0173]

[0174] 动态结合能力

[0175] 在pH4.5下，用具有40mM NaCl的50mM乙酸盐缓冲液将人免疫球蛋白G(Equitech Bio，Kerrville，TX)制备成浓度为4mg/ml的测试溶液。测试溶液在280nm下的吸光度以实验方式测定，并且表示为最大吸光度。通过使测试溶液流经放置在直径为25mm的支架中的4层叠堆来分析膜的动态结合，所述支架附接于AKTA色谱体系(GE Healthcare，NY)。

[0176] 流量为1ml/min，UV检测器设置为以280nm 波长监测。IgG穿透曲线用来确定对应于5和10％的最大吸光度的测试体积。通过以下公式计算在5和10％穿透时膜的动态结合能力(DBC)。

[0177]

[0178] DBC结果在表3和图6中示出。在实施例1至6中，将未接枝的微孔膜(制备例2)或者接枝的微孔膜(制备例4)放置在接枝非织造基底的3层叠堆的下，如表3所示。

[0179] 为了比较，用制备例4的3层的接枝微孔膜“D”、接着用制备例2的未接枝微孔膜的下游层来代替接枝非织造基底的4层叠堆。

[0180] 结果在表3和图6中示出。

[0181] 表3：

[0182]

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