深度过滤器的制作方法

本描述涉及通常被称为“深度过滤器”的类型的多层过滤器以及相关装置及方法，其中所述过滤器含有包含聚芳酰胺纤维、合成助滤剂及聚合物粘合剂的层。

背景技术：

1、当液体含有具有一定范围的尺寸的固体时，被称为“深度过滤器”的类型的过滤器在用于从液体移除固体的过滤方法中有用。在一个应用中，已知深度过滤器用于净化含有悬浮在液体中的不同尺寸的固体材料的细胞培养物以隔离也在细胞培养物中含有的高价值“靶”分子的方法。

2、常见的各种深度过滤器包含多个单独制备的过滤层的堆叠，其中每一层具有厚度或“深度”。液体，例如液体细胞培养物串联经过过滤层的堆叠。过滤器保留悬浮在液体中的固体材料且将那些材料从液体分离出来。过滤液体被认为涉及基于尺寸排阻的筛分机制及基于疏水性、离子或另一化学或静电相互作用的非筛分(吸附)机制，所述非筛分机制将液体内的粒子或溶解分子吸引到深度过滤器的组件。

3、有关尺寸排阻机制，过滤器堆叠含有多个层，且所述层布置在所述堆叠中以在所述堆叠的深度方向上具有渐进的过滤效应。含有较大孔隙尺寸的层作为“上游”层定位在过滤器堆叠的上部分处，其表示首先接触经过所述堆叠的液体的层。含有较小孔隙尺寸的层位于下游位置处，使得流过所述堆叠的液体在接触上游层之后接触“下游”层。深度过滤器通过在过滤器堆叠的上游层处保留较大粒子且在下游层处保留较小粒子来保留具有一定范围的较大及较小粒子尺寸的固体材料。

4、深度过滤器的一个有效用途是用于净化细胞培养物。净化细胞培养物的步骤具有从细胞培养物移除固体或溶解材料的效应，所述细胞培养物还含有经溶解高价值材料。细胞培养物是含有悬浮或溶于液体中的细胞材料(包含溶于液体中的有商业价值的非固体材料)的液体。所期望的经溶解材料有时被称为“靶分子”、“高价值靶分子”等。深度过滤器有效地将细胞培养物的固体材料从含有靶分子的细胞培养物的液体溶液分离出来，使得可进一步处理液体溶液以隔离及纯化靶分子。深度过滤器还可通过吸附移除非期望的经溶解材料，例如非靶分子、dna及宿主细胞蛋白。

5、细胞培养物的固体材料包含具有一定范围的粒子尺寸的细胞、细胞碎片及细胞组分。深度过滤器从液体移除高百分比的固体材料，同时允许液体及经溶解非固体材料，尤其是高价值靶分子经过深度过滤器。

6、商业深度过滤器的层包含纤维(例如天然衍生的纤维素纤维)、助滤剂(例如硅藻土(de)的天然存在的材料的粒子)及用来将纤维及粒子固持在一起作为深度过滤器的层的聚合物树脂。

7、许多深度过滤器的已知缺点是存在杂质，所述杂质存在于深度过滤器的材料内，且可能成为经过过滤器进行过滤的液体中的污染物。用作深度过滤器的材料的天然(非合成)材料包含例如纤维素纤维及硅藻土助滤剂的材料。深度过滤器中使用的这些及其它天然材料将含有微量杂质。深度过滤器中极为常用的天然纤维素纤维含有β-葡聚糖。硅藻土含有可提取金属。

8、在深度过滤器的使用期间，存在于所述过滤器的材料中(例如，在天然纤维或天然助滤剂中)的任何杂质可被经过所述过滤器的液体从所述材料提取出来。杂质可提取到液体中且由液体(“滤液”或“滤液溶液”)携带，所述液体已作为液体中的经提取、经溶解污染物经过深度过滤器。在生物技术应用中，滤液溶液中的此类污染物当然是不需要的。滤液溶液中的任何污染物均可能干扰滤液溶液的后续处理(例如，纯化)以隔离及纯化滤液溶液中的高价值靶分子。

9、作为不同缺点，例如硅藻土及其它天然助滤剂(例如，珍珠岩)的天然材料是天然存在的材料，且具有可变组成。所述可变性可能很大。

技术实现思路

1、描述深度过滤器以及相关装置及方法。所述深度过滤器包含含有聚芳酰胺纤维、合成助滤剂及聚合物粘合剂的一或多个层。一般来说，且在使用深度过滤器来过滤液体细胞培养物的特定应用中，需要含有减少量的可提取杂质的过滤材料，所述可提取杂质可被提取且成为过滤工艺中产生的液体滤液中的污染物。单独地或组合地，需要具有改进的组成均匀性及较低程度的组成可变性的过滤介质材料，例如深度过滤器。

2、一种用来避免可提取杂质及深度过滤器的成分的可变性的方式是避免天然衍生的成分，改为使用合成地制备的成分。美国专利公开案2020/0129901描述包含聚丙烯酸纤维及硅石助滤剂的深度过滤器。虽然所述纤维是合成的且不含β-葡聚糖，但已知硅石(尽管是合成的)沥滤到流过所述过滤器的工艺流体中，这是非期望的。

3、另外，过滤工业正朝着使用封闭式过滤系统的方向发展，所述封闭式过滤系统包含封闭式滤筒中预含有的过滤介质(深度过滤器堆叠)。期望地，所述筒被预灭菌。对深度过滤器的组件进行灭菌的传统方法包含湿热(蒸汽)、干热、环氧乙烷气体及辐射。呈筒形式(呈含有深度过滤器的多个堆叠式层的外壳的形式)的许多深度过滤器产品无法使用高温来灭菌，因为过滤介质或塑料过滤器外壳不够温度稳定。由于通过含深度过滤器筒的流动路径的复杂性，环氧乙烷气体并不总是有效地对滤筒进行灭菌，这可阻止环氧乙烷气体容易地渗透及到达过滤器的所有部分用于灭菌。辐射，特别是伽马辐射是最容易实施的，但纤维素及聚丙烯酸材料对伽马辐射是不稳定的。

4、以下描述中呈现含有呈深度过滤层的堆叠的形式的过滤介质的深度过滤器产品，其中过滤介质及其层含有合成聚芳酰胺纤维及合成助滤剂。合成纤维及合成助滤剂各自含有低含量的可提取物，且各自具有相对一致的组成。

5、聚芳酰胺纤维以及深度过滤器的其它组件是伽马稳定的。通过一种技术，深度过滤器或深度过滤器成分通过用伽马辐射照射来灭菌，通常剂量是从25到40kgy。如果所描述的深度过滤器的材料可暴露于这个剂量范围内的伽马辐射量且仍然有效地作为深度过滤器的部分，那么所述材料被视为“伽马稳定”。伽马稳定材料将保留物理性质，且将不会因暴露于伽马辐射而具有负面性能属性。作为制造封闭式滤筒的步骤，所述筒中所含的包含所描述的过滤层的深度过滤器可呈所述筒的形式来灭菌；即，所述筒可通过将所述筒(具有过滤介质)暴露于灭菌量的伽马辐射，例如从25到40kgy来灭菌或“预灭菌”。

6、一方面，本公开涉及一种深度过滤器，其包含串联的两个或更多个过滤层。至少一个层包含：聚芳酰胺纤维、合成助滤剂及聚合物粘合剂。

7、另一方面，本公开涉及一种形成湿法成网(wet-laid)过滤材料的方法。所述方法包含：形成包括水性液体、悬浮在整个所述水性液体中的聚芳酰胺纤维、合成助滤剂及粘合剂的浆料；由所述浆料形成湿浆料层；及从所述湿浆料层移除所述水性液体以形成经脱水湿法成网过滤材料，随后对所述经脱水湿法成网过滤材料进行干燥。

1.一种深度过滤器，其特征在于所述深度过滤器包括：

2.根据权利要求1所述的深度过滤器，其特征在于所述至少一个层包括：

3.根据权利要求1所述的深度过滤器，其特征在于所述聚芳酰胺纤维的至少一部分被原纤化。

4.根据权利要求1所述的深度过滤器，其特征在于所述深度过滤器进一步包括三个堆叠式层：

5.根据权利要求4所述的深度过滤器，其特征在于所述深度过滤器进一步包括第四层，其中所述第四层包括合成非织造材料。