KR0173995B1 - 용액으로부터의 바이러스 단리용 막 - Google Patents

Abstract

단백질 용액과 같은 용액으로부터 바이러스 입자와 같은 입자를 선택적으로 제거할 수 있는 복합막 및 이 막을 이용하는 방법이 제공된다. 이 막은 다공성 기재, 한외 여과 분리 특성을 갖는 표피층 및 상기 기재와 표피층 사이에 위치하며 기재 보다 평균 입도가 작은 중간대역으로 이루어진다. 중간대역에는 표피층의 갈라진 틈을 형성하는 공극이 없고 기재와 직접 유체 상호교환을 한다. 이 복합막은 용액으로부터의 선택적인 약 3의 대수 감소값(99.9% 제거율)을 가질 수 있다.

Description

[발명의 명칭]

용액으로부터의 바이러스 단리용 막

[발명의 상세한 설명]

[기술 분야]

본 발명은 단백질 수용액과 같은 용액으로부터 바이러스 입자와 같은 입자를 효과적, 선택적 및 재생적으로 제거하기 위한 막, 방법 및 시스템에 관한 것이다.

더욱 구체적으로는, 본 발명은 약 3 내지 8의 대수 보유가(log retention value)에서 바이러스를 제거하는, 즉, 용액으로부터 입자를 약 99.9 내지 99.999999% 제거하는 데 유용하게 사용되는 특정 미세 구조를 갖는 비대칭 복합막에 관한 것이다.

[배경 기술]

바이러스는 비경구적 용액, 및 전체 유기체 또는 동물 세포 배양원으로부터 유래한 단백질을 함유하는 또 다른 용액에서 강력한 오염을 일으킨다. 현재 바이러스를 비활성화시키는 몇몇 화학적 및 물리적 방법이 있다. 이들 방법은 모든 바이러스에 대하여 동등하게 일반적이지는 않으며 일부 방법은 단백질의 활성을 잃도록 작용한다. 예를 들면, 가열 파스퇴르법(heat pasteurization)은 안정제를 첨가함으로써 단백질 변성을 최소화할 수 있는 용액에 사용된다. 생물 공학산업에서는, 하류 공정에서 몇몇 불활성화 또는 제거 단계를 통합한 방법을 채택하여 바이러스 제거능 및 단백질 회수율을 최대화하여 왔다. 사용된 이 조작술은 일반적으로 비경구용품을 정제하는 최적 조작술로서 이는 이들의 바이러스 제거능으로서 확인된다. 따라서, 바이러스 제거는 일반적인 조작술의 부산물이다.

결국, 공정의 말기에 크로마토그래피법, 여과법 또는 가열과 같은 단계를 더하여 전체 바이러스 제거도를 증가시킬 수 있다. 이 방법은 다음과 같은 2가지 결점을 갖는다. 즉, 1) 이들 조작술의 바이러스 제거도는 검출할 수 없는 추정상의 바이러스에는 적용할 수 없고, 2) 이 방법의 바이러스 제거도를 계속 모니터해야만 한다.

용액 중의 단백질로부터 바이러스를 제거하는 데 한외 여과막이 제안되어 왔다. 이상적인 막은 그 크기를 기준으로 바이러스는 보유하고 더 작은 단백질은 통과시키는 것이다. 실제로 한외 여과막이 이러한 목적으로 생물 공학 산업에 사용된다. 그러나, 현행 비대칭 한외 여과막은 최적의 바이러스-단백질 분리를 수행하기에는 분할력 및 재생력이 부족하다. 대표적으로, 단백질을 경제적으로 유용한 백분율로 통과시키도록 충분히 다공성인 비대칭 한외 여과막은 계속적인 관찰 및 확인없이 최적의 수행을 얻기에는 일관성 내지는 높은 수준의 바이러스 보유도가 부족하다.

미합중국 특허 제4,808,315호에는 단백질 용액으로부터 바이러스를 제거하는데 유용한 균일 세공(pore)구조를 갖는 중공(hollow) 섬유막이 기재되어 있다.

이막은 표면 보유 메커니즘을 갖는 비대칭 표피층을 갖는 한외 여과막이 아니다.

오히려 바이러스 입자를 그 구조 내에 유지시킨다. 이 막은 신규 다공성 중공 섬유막으로서 기재되어 있으며, 내막 및 외막 표면에서 일 평면 상의 평균 세공직경이 0.01 내지 10미크론이고, 다공성 막 벽이 중공 섬유막의 환상 단면의 방사방향에 대하여 수직인 매 평면에서 측정할 때 평면상 다공도가 10% 이상이며, 여기서 일 평면상의 다공도는 내막 및 외막 표면 사이에서 적어도 하나의 최소값을 나타내는 독특한 다공 구조를 가짐을 특징으로 한다.

미합중국 특허 제4,824,568호에는 다공성 지지체 상에 비대칭 표피층을 갖는 막을 형성시키는 방법이 개시되어 있다. 이 특허에는 이 막이 단백질 함유 용액으로부터 바이러스를 선택적으로 제거하는 데 유용한지 여부가 기재되어 있지 않으며 단백질 함유 용액으로부터 바이러스 입자를 재생적 및 선택적으로 제거하는데 유용한 미세구조를 얻기위하여 변형이 필요함도 기제되어 있지 않다.

상업적으로 가치있는 단백질을 95% 이상으로 회수할 수 있고 크기에 기초하여 바이러스 입자를 적어도 약 3logs의 대수 보유가로 확인할 수 있는 (보유도는 바이러스 입도의 함수로서 단조 증가됨) 비대칭 한외 여과막 시스템은 현재 상품화되어 있는 제품을 능가하는 월등한 개선을 가져왔다. 이 막 및 이 막을 이용하는 시스템은 고가의 관찰 및 확인이 필요없이 어떤 크기의 추정상의 바이러스라도 재생적으로 편리하게 확실히 제거하는데 사용될 수 있다.

또한, 이 막은 전자산업에서와 같이 용액에서 작은 입자를 제거할 필요가 있는 다른 용도에도 사용될 수 있다.

[발명의 개시]

본 발명은, 한외 여과 분리 특성을 갖는 표피층(skin), 다공성 기재(substrate) 및 다공성 중간 대역을 갖는 특정의 비대칭 복합막 구조가 단백질 함유 용액으로부터 바이러스를 선택적으로 단리하는데 특히 유용하다는 발견에 기초하고 있다. 중간 대역이 두께는 중간 대역이 붕괴되거나 또는 불균일해지는 두께보다는 두껍고 한외 여과막의 전형적인 공극(voids)이 형성된 곳보다는 얇다.

이 막은 약 10 내지 21%의 중합체를 함유하는 중합체 용액을 미다공성 막 상에 캐스팅(casting)하여 제조한다. 이어서, 도포된 막을 중합체 용액의 용제 성분과는 혼화성이되 종합체 용액의 중합체 성분에 대해서는 비용제(non-solvent)인 액체에 침지함으로써 캐스팅 중합체 용액이 다공성 한외 여과 표피층 및 다공성 중간 대역으로 전환된다. 고도의 바이러스 보유도 및 고도의 단백질 통과율의 조합을 얻기 위해서는 적당한 침지액 및 온도의 선택이 중요하다. 한외 여과 표피층 및 중간 대역은 약 5 x 10²내지 5 x 10⁶달톤의 분자량 컷-오프(cut-off)를 제공하는 작은 세공을 특징으로 한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 컷-오프라는 용어는 상기 컷-오프 분자량 또는 그 이상의 분자량을 갖는 종의 적어도 90%를 제거함을 의미한다. 중간 대역에는, 표피층에서 파단을 형성하고 액체가 직접 다공성 기재와 유통하도록 공극(void)이 없다. 중합체 용액 도포물에서의 도포 농도 및 도포 두께를 조절함으로써 최종 건조 중간 대역의 두께가 다공성이고 표피층에서 막 기재에 걸쳐 공극이 없도록 한다. 한외 여과막에서라면 통상적으로 발견되는 그 공극이 없는 중간 대역을 갖는, 이 방법에 의해 제조된 복합막은 통상적인 막 캐스팅 기술에 의하여 얻어진 것보다 더 고도의 선택성 및 재생성을 가지고 단백질 함유 용액으로부터 여과법에 의해 바이러스를 선택적으로 단리할 수 있음을 밝혀졌다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 이용된 도포 단계를 나타낸다.

제2a, 2b, 2c, 2d 및 2e도는 본 발명의 또 다른 분리 시스템의 개략도이다.

제3도는 중간 다공성 대역의 두께의 함수로서 표시한 PhiX 174의 대수 감소값(log reduction value) 및 인체 혈청 알부민의 사분 계수(sieving coefficient)를 나타내는 그래프이다.

제4도는 본 발명의 막 A 및 상품화된 한외 여과막에 대한 각종 크기의 단백질의 거름 계수(rejection coefficient)를 그의 스토크스(stokes) 반경의 함수로서 나타낸 그래프이다.

제5도는 입자의 대수 감소값을 입자 직경의 제곱의 함수로서 나타낸 그래프이다.

제6도는 실시예 3에서 제조한 막의 용적 속(flux)의 함수로서 표시한 PhiX 174의 대수 감소값을 나타낸다.

제7도는 실시예 3에서 제조한 막의 여액 유속에 대한 재순환 유속 비율의 함수로서 표시한 PhiX 174의 대수 감소값을 나타낸다.

제8도는 채녈 종횡비의 함수로서 표시한 PhiX 174의 대수 감소값을 나타낸다.

제9도는 실시예 3에서 사용된 한외 여과 단위체의 분해도이다.

제10도는 제7도의 한외 여과 단위체 및 제1스페이서의 평면도이다.

제11도는 제7 및 8도의 장치의 직사각형 채널의 단면도이다.

제12도는 본 발명에 사용할 수 있는 한외 여과 중공 섬유의 단면도이다.

제13도는 미합중국 특허 제4,824,568호의 방법에 의해 제조된 전형적인 막의 단면도의 현미경 사진이다.

제14도는 본 발명의 방법에 의해 제조된 막의 단면도의 현미경 사진이다.

제15도는 본 발명의 또 다른 복합막의 현미경 사진이다.

[발명의 최선 실시 형태]

본 발명의 복합막은 톡특한 미세 구조를 갖는, 한외 여과막으로서의 기능을 갖는 비대칭 표피층을 갖는 막을 함유한다. 본 발명의 막은 본 명세서에 참고로 기재한 미합중국 특허 제4,824,568호에 기재된 동일한 방법으로 행하되 추가의 필요 조건을 더한 방법에 의해 제조하였다. 가장 중요한 것은 다공성 기재를 고분자 용액으로 미다공성 기재 상에 도포하는 단계를 주의 깊게 조절한 조건하에서 수행하여 표피층, 및 노출된 표피층과 기재 사이에 다공성이며 표피층에서 기재에 걸쳐서 공극이 없는 중간 대역을 형성한다. 둘째로, 중합체 용제의 제거 및 중합체의 응고를 제어하는 침지액 조성물은 중합체 응고 시간을 연장하도록 고안된 유기조(organic bath)이다. 또한, 중합체 용액을 다공성 기재 상에 도포하는 방법을 주의 깊게 조절하여 기재를 손상시키지 않고 도포물을 파괴되지 않으면서 균일 두께로 유지되도록 목적 중합체 용액을 균일 두께로 도포한다. 중간 대역 두께 및 침지조 조성을 적당히 조합하면 목적하는 미세 구조, 및 바이러스 함유 단백질 용액에 있어서 바이러스 입자를 보유하고 단백질을 통과시키는 성능이 조합된다.

복합막의 기재 성분은 세공 또는 약 0.05 내지 10㎛의 평균 세공 크기의 채널을 갖는 실질적으로 연속인 매트릭스 구조를 갖는 합성 재료로 제조된다. 기재는 미다공성 막, 부직 기재, 직조 기재 또는 다공성 세라믹일 수 있다. 매우 다양한 고분자 재료가 막, 직조 기재 또는 부직 기재로서 사용될 수 있다. 이들 중합체의 예로서는 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀; 폴리염화비닐 및 폴리스티렌과 같은 비닐 중합체; 폴리메틸메타크릴레이트와 같은 아크릴 중합체; 폴리페닐렌 옥사이드와 같은 옥사이드 중합체; 폴리테트라플루오로에틸렌 및 폴리비닐리덴 디플루오라이드와 같은 플루오로 중합체; 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 나일론, 폴리카보네이트 및 폴리술폰과 같은 축중합체가 있다.

복합막의 표피층 및 중간 대역은 본 명세서에 기재된 중합체 용액으로 제조한다. 전형적인 중합체 용액은 다공성 기재를 제조하기에 적합한 상기 모든 중합체로부터 제조할 수 있으며, 폴리비닐리덴 디플루오라이드, 셀룰로오스 에스테르, 예를 들면 셀룰로오스 아세테이트, 폴리이미드, 예를 들면 폴리에테르이미드, 폴리술폰, 예를 들면 폴리에테르술폰 및 폴리술폰, 폴리아크릴로 니트릴 등의 용액이 포함된다.

일 실시태양에서, 다공성 기재의 세공 표면을 액상 보호제로 처리하여, 후속 도포 단계에서 사용되는 중합체 용제가 이들 표면을 공격하고 막으로 침투되는 것을 최소화하거나 또는 방지한다. 매사추세츠주의 베드포드(Bedford)에 소재를 둔 밀리포어 코포레이션(Millipore Corporation)에 의해 시판되는 Durapore막과 같은 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF)로 제조한 미다공성 막의 경우에, 글리세린으로 처리하는 것이 적합한 것으로 밝혀졌다. 막을 글리세린 용액에 저부가 침지되는 회전 도포 롤 상에서 웹으로서 주행시키거나 또는 글리세린 용액 중에 전제적으로 침지시킬 수 있다.

글리세린 이외의 액상 보호제로서 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 등의

글리콜을 사용할 수 있다. 대개는 수혼화성 보호제를 선택하는 것이 바람직하며 그 이유는 그렇게 함으로써, 기재 제작에 빈번히 사용되는 수조중에서 기재 용제 및 기재 제조에 사용된 다른 재료로부터 추출하여 이 보호제를 제거하기가 용이하기 때문이다. 당 업계의 기술자라면 혹은 통상적인 실험을 이용할 수 있음이 확실하다면 또 다른 액상 보호제를 알고 있을 것이다. 이 액상 보호제는 알콜 용액과 같은 용액에 용해될 수 있다. 이 때문에 보호제의 사용이 용이하고 후속하는 건조 단계에 의해 알콜을 제거할 수 있다.

일반적으로, 보호제는 한외 여과 분리 특성을 갖는 복합막을 제조하는데 사용된 용제의 공격에 대하여 예비 성형된 기재를 상당히 보호하고 이 용제에 의한 기재 투과를 상당히 보호하기에 충분량으로 사용한다. 보호제의 농도는 실제적으로 고려하여 결정한다. 예를 들면, 너무 많은 글리세린을 사용하면 후속 형성된 한외 여과막의 접착력이 낮아질 수 있음이 관찰되었다. 보호제의 가격은 또 다른 R 실질적 고려 사항이다. 본 발명자들은 Durapore막과 글리세린으로 처리하는 경우, 처리 용액에 이소프로판올 중의 글리세린 약 15 내지 약 40 중량%를 함유시키는 것이 바람직한 것으로 결정하였다. 액상이 아닌 처리제도 사용될 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌 옥사이드와 같은 수용성 왁스는 응용될 수 있으며 미다공성 막에 도포한 후 필요 시에 온수조를 사용하는 가공법으로 후속 제거할 수 있다.

처리된 기재를 건조시켜 보호제용의 어떠한 담체, 즉 이소프로판올을 제거할 수 있다. 건조 단계는 처리된 막을 가열된 롤 상에 실고 가열 대류 오븐을 통과시키거나 또는 다른 기술로 수행할 수 있다.

이어서, 한외 여과 분리 특성을 갖는 복합막을 가열된 기재 구조 상에 형성시킨다.

이것은 중합체 용액을 처리된 기재 상에 도포하고 도포된 기재를 용제혼화성이되 중합체에 대해서는 비용제인 액체에 신속하게 침지시킴으로써 수행된다. 미다공성 기재를 특히 PVDF 제조한 경우에는 한외 여과막용 중합체로서 PVDF가 특히 바람직하다. 기재를 제조한 중합체와 동일한 중합체로 한외 여과막을 제조하는 것이 대개는 바람직하지만 반드시 그렇게 할 필요는 없다. 그러나, 복합막의 바람직한 제조에 있어서 한외 여과막을 제조하는 종합체는 미다공성 기재를 제조한 중합체와 동종이다.

적당한 컷-오프 한외 여과 표피층을 얻기 위해서는 용제 중의 약 10 내지 21%, 바람직하기로는 약 19 내지 21%의 PVDF를 함유하는 중합체 용액을 사용한다.

PVDF의 농도가 낮을수록 단백질의 통과도는 약간 높고 바이러스 보유도는 저하되는 더 개방된 구조가 유도된다. 가장 선택적이고 보유적인 구조는 19 내지 21%의 바람직한 PVDF 농도를 사용함으로써 달성된다.

PVDF의 경우에 있어서, 도포 방법은 도포물의 최종 건조 두께가 약 5 내지 20미크론, 바람직하기로는 약 5 내지 10미크론이 되도록 이 중합체 용액 층이 균일하게 부착되도록 구체적으로 구상한다. 한외 여과(UF) 캐스팅 용액을 기재 상에 도포하는데 일반적으로 이용되는 것과 같은 전형적인 나이프 오버 롤 도포법(Knife over roll coating method)은 두께를 정밀하게 조절하여야 하는 상기와 같은 박층 도포에 있어서는 최적의 방법이 아니다. 이 협소한 범위 내의 도포물을 얻기 위해서는 나이프의 단부를 이동하는 기재에 근접하게 설치하여야 한다. 이러한 정교한 설치 및 조정은 나이프 디지인의 마찰 저항 및 일반적인 내성으로 인하여 얻기가 힘들다. 나이프 밑으로 수송되는 기재 두께의 변화는 유지된 간격(즉, 고정된 나이프 위치와 기재 사이의 공간)과 비슷하다. 이 변동성은 실제 간격을 바꾸며 이로써 도포 두께가 바뀐다. 또한, 미다공성 막 기재의 경우에, 두께의 변동성은 미다공성 막 기재가 나이프에 걸리거나 또는 마찰 저항이 너무 커지는 경우에 손상을 초래할 수 있다. 말단 말림 현상 또는 부채꼴 모양(scallop)으로 퍼지는 경우 펄럭이는 말단(floppy edges)에서의 문제는 더 심각해진다.

손상이 발생한 경우에는, 게속하기 전에 나이프를 제거하여 닦은 후 재설치하여야 한다.

(일반적인 부직 기재에 비하여) 비교적 약한 미다공성 막 기재의 손상은 일반적인 것이고 효율이 저하된다.

본 발명에 따르면 조절된 재생가능한 한외 여과 표피층을 제공하기 위하여 신규 도포법이 제공된다. 제1도에 나타낸 바와 같이, 회전 드럼(76)과 고무 도포된 비회전 원통(72) 사이에 님(nip)을 형성시킴으로써 도포 두께를 조절한다.

미다공성 기재(74)를 회전할 수 있는 지지 드럼 또는 롤(76)과 첩촉되어 있는 지지체 웹(78)상에 도포한다. 고무 도포된 원통(72)와 중합체 용액(84)의 사이에, 원통(72)를 둘러싸도록 고정된 플라스틱 필름(82)를 둔다. 이 필름(82)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 중합체 캐스팅 용제에 의해 나쁜 영향을 받지 않고 그 위에 가해진 전단력을 견디기에 충분히 강력한 다른 모든 필름일 수 있다. 플라스틱 필름(82)는 닙 지점(80)을 지나서 웹 수송 방향으로 수 인치 연장될 수 있으며 평활 필름으로서의 기능을 갖는다. 즉, 캐스팅 중합체 용액의 노출된 표면(83)을 평활하게 하는 필름(82)의 작용에 의해 본 발명의 최종 복합막에서 노출된 표면이 표피층을 형성한다. 원통(72) 및 필름(82)를 사용함으로써 캐스팅 필름(83)의 두께를 정밀하게 조절할 수 있고 그 결과 복합막의 중간 대역에서 불필요한 공극을 제거하게 된다.

실행시에 캐스팅 용액(84)를 고무 피목된 워통(72) 및 드럼(76) 사이 닙 지점(80)의 도입쪽 웹 상의 저장소에 공급한다. 이동하는 미다공성 기재(74)는 닙(80)밑에서 윤활제 함유 저널(journal)을 사용한 신문과 유사하게 용액을 끌게된다. 간단한 분석 결과, 도포 두께는 웹 속도의 제곱근, 캐스팅 용액 정도 및 닙(80)밑에서의 길이 즉, 고무 피복된 롤의 족문(footprint)에 비례하고; 닙밑에서의 압력이 제곱근에 반비례한다. 족문은 고무의 경도 및 드럼에 대하여 원통(72)가 가하는 압력에 의해 조절된다.

실질적으로, 용액 점도 및 캐스팅 속도는 막 특성 요건에 의해 설정된다.

고무 도포체(85)의 경도는 목적하는 범위의 도포 두께를 제공하도록 실험, 관찰적으로 선택한다. 이어서, 원통(72)상의 압력은 관찰된 정확한 두께를 설정하고 조절하는데 이용된다.

압력은 원통(72)의 금속 코어(87)상에 작용하는 공기 실린더(86)에 의해서 설정된다. 공기 실린더(86)에 대하여 압력을 조절함으로써 중심(87)에 대한 힘이 조절된다. 이어서, 도포 두께는 공기 실린더(86)에로의 도입 압력을 조절함으로써 변화시킬수 있다.

중합체 용액을 미다공성 기재 상에 정밀하게 도포한 후에, 도포된 미다공성 기재를, 중합체 용제와는 혼화성이되 용해된 중합체에 대해서는 비용제인 액체에 침지함으로써 한외 여과막 구조를 형성시킨다. 예를 들면, PVDF를 바람직한 19 - 21% 고체 농도로 사용하여 제조한 복합막에 대해서는 물 중에 용해시킨 25 중량% 글리세린을 함유하는 용액이 바람직한 액체이다. 일가 알콜, 물 또는 이들의 혼합물과 같은 다른 액체를 사용할 수 있지만 최적의 막 특성은 유기물 함유 수조, 바람직하기로는 물 중의 25 중량% 글리세린을 사용하는 경우에 얻어진다.

박충 도포물에서, 물 중의 25 중량% 글리세린을 사용함으로써 달성되는 것과 같이, 침전 단계가 서서히, 즉 0.5분 이상, 바람직하기로는 약 0.65 내지 1분 동안 발생하는 경우에 복합막중에서 독특한 비대칭 형태가 얻어진다. 복합막은 한외 여과 분리 특성을 갖는 표피층, 미다공성 기재 및, PVDF의 경우에는 표피층과 기재 사이의 두께가 약 5 내지 20미크론의 중간 대역으로 이루어진다. 중간 대역의 형태적 특징은 보통 비대칭 미다공성 막에 연결되어 있으나 실질적으로 한외 여과 범위보다 더 작은 평균 세공 크기를 갖는 연속 매트릭스 구조에 있다.

통상적인 한외 여과막 및 미합중국 특허 제4,824,568호에 기재된 것과는 달리, 본 발명의 미다공성 기재 상에서의 도포물 구조는 표피층의 노출된 표면으로부터 중간 대역 밑의 미다공성 기재까지의 중간 대역에 걸쳐서 연장된 공극이 없음을 특징으로 한다. 이로써 본 명세서에 기재된 막은 통상적인 한외 여과막의 단백질 통과 특성을 유지하는 동시에 바이러스 입자를 보유하는데 유용하다. 작은 공극을 드물게 갖는 구조도 본 명세서에 기재된 방법으로, 특히 낮은 고체 함량에서 유래할 수 있다. 그러나, 이들 구조는 작은 공극이 드물고 표피층의 노출된 표면에까지 연장되지 않고 저부에 나타나면 만족스러운 것이다. 그러나, 바람직한 구조는 공극이 없는 연속 매트릭스의 구조이다. 이런 형태의 구조는 본 명세서에 기재된 바람직한 조건에서 발견되며 제14도에 나타내었다. 이 구조는 제13도에 나타낸 바와 같은 미합중국 특허 제4,824,568호에 개시된 막 구조와는 대조적이다. 제15도에 나타낸 바와 같이, 중간 대역은 거대 공극을 드물게 함유할 수 있다. 그러나, 이들 거대 공극은 제13도에 나타낸 한외 여과막에서 그렇듯이 표피층에서 기재까지 연장되어 있지는 않다.

막 구조가 형성된 후에 도포되고 침전된 웹을 수조에 운반 함으로써 복합체 웹을 사전 세척한다. 25℃의 물 중에서 대략 1분의 접촉 시간이 충분하다. 예비 세척한 웹을 실온에서 낱장으로 두어 건조시킬 수 있다. 별법으로, 웹을 천공 롤 상에서 전달시킴으로써 연속적으로 건조시킬 수 있다. 롤의 내부에 대기압 이하의 압력으로 유지시키고 예열 기루[예, 60℃(140。F)]를 웹 표면상에 가한다. 이러한 롤 상의 웹 속도는 121.92 내지 182.88cm/분(4 내지 6 ft/분)이 전형적이다.

본 발명자들은 PVDF 중합체 및 25 중량% 글리세린-물 침지조를 사용하는 경우에 한외 여과막의 두께가 5미크론 미만이면 미다공성 기재의 표면 피복이 불충분해지고 바이러스 보유 특성이 열화되므로 덜 만족스럽다는 것을 발견하였다.

일부 경우에 5미크론 미만의 얇은 도포는 또한 개방 다공성 구조를 형성하기 보다는 비다공성의 파열 필름을 형성한다. 중간 대역의 두께가 20미크론을 넘으면, 중간 대역에 불필요한 공극이 출현하여 바이러스 입자의 통과를 촉진할 수도 있다. 캐스팅 중합체 용액을 사용하는 경우에, 중간 대역에 대한 최소 및 최대 허용 두께는 PVDF의 경우에 5 내지 20미크론 범위에서 약간 벗어날 수 있다. 일부 경우에는 중간 대역이 균일한 다공성이고, 통상적인 한외 여과막에서 공극이 발견되는 것과는 달리 표피층에서 기재에 이르는 거대 공극이 없다.

본 발명의 복합막이 소수성 표피층 표면에 갖는 경우에, 단백질 수용액과 같은 수용액을 처리하여 그로부터 바이러스 입자를 선택적으로 제거하는데 사용하기 위하여는 친수성을 부여해야 한다. 막에 친수성 및 낮은 단백질 결합성을 부여하는 바람직한 방법이 미합중국 특허 제4,618,533호에 개시되어 있으며 본 명세서에 참고로 기재하였다. 친수화는 소수성 막을 친수성(수분 습윤성) 막으로 변환시키는 연속적인 다단계 방법과 같은 미합중국 특허 제4,618,533호의 방법에 의해 수행할 수 있다. 그 방법에서, 친화성 결여 막 두루마리를 풀어서다음의 공정 단계 순서로 공급한다:

1. 알콜 습윤 : 막 웹을 침수시키거나 또는 알콜, 대표적으로는 이소프로판올로 포화시킴으로써 완전히 습윤시켜 다공성 구조를 충전시킨다.

2. 물 교체 : 막을 수조에 침수시켜 알콜에 대체시킨다.

3. 반응 용액으로 포화 : 물로 적셔진 웹을 모노머 및 목적하는 조성을 보충하기 위한 다른 반응물의 수조에 침지시킨다. 이 수조 중에서 교체가 일어나서, 웹이 반응물을 함유한 수용액으로 충전된다. 미합중국 특허 제4,618,533호에 교시된 바와 같이, 히드록시프로필 아크릴레이트, 가교제 및 적당한 개시제를 사용할 수 있다.

4. 중합 : 웹을 반응실로 수송하고 통과시켜 그 자체 내에서 웹에 포화된 반응물을 중합시킨다.

중합 반응 도중에 산소가 배출된다. 반응실로 불활성 기체, 예를 들면 질소로 포화시키거나 또는 폴리프로필렌과 같은 투명지 사이에 웹을 끼워서 진행시킨다.

5. 세척 : 반응 후에, 웹을 침수, 분무 등과 같은 적합한 수세 단계를 거치도록 수송한다.

6. 건조 : 상기한 바와 같이 웹을 권취하여 포장하기 전에 건조시킨다. 바람직한 건조 온도는 148.89℃(300。F)이다.

미합중국 특허 제4,618,533호에 기재된 친수화 방법을 본 발명의 복합막에 이용하기 위해 본 발명에서 변형시켰다. 임의의 과량의 친수화 용액을 복합막의 표피층 표면으로부터 제거하여 복합체 세공 표면이 세공에 걸쳐진 친수성 도포층으로 피복되지 않도록 하였다. 이것은 정지상 가요성 고무 와이퍼, 닙 롤 등을 사용하여 복합막의 표면으로부터 과량의 표면 액체를 제거함으로써 이루어질 수 있다.

본 발명의 막은 바이러스 입자 및 입자의 직경이 규칙적이고 반복적으로 증가하는 기타 입자들에 대한 대수 보유가(LRV : 사분 계수의 음의 대수)에 의해 직경이 10 내지 100nm인 바이러스의 크기 범위 측면에서 독특하게 특징지워진다.

실험적으로, LRV는 입자 투영 면적(입자 직경의 제곱)의 크기에 따라 연속적으로 증가한다.

절대 LRV는 도포 용액의 고체 함량, 또는 침지조의 조성 및 온도를 조작하여 생겨나는 막 단백질 사분 특성을 대응 조정함으로써 조절할 수 있다. 다공도가 높은 중간 대역을 가진 본 발명의 복합막은 다공도가 더 낮은 중간 대역을 가진 본 발명의 막보다 더 낮은 분자량 컷-오프를 갖는다. 단백질 용액으로부터 작은 크기의 바이러스 입자를 제거하는데 관련된 것 중 다공도가 낮은 중간 대역을 가진 막에서 적어도 약 3의 만족할 만한 LRV가 얻어진다. 그러나, 분자량 컷-오프가 저하되면 이로 인해 단백질 회수율이 저하된다. 따라서, 사용자는 만족할만한 LRV 및 단백질 회수율을 제공하는 복합막을 선택할 것이다. 아뭏튼, 본 발명의 막은 바이러스에 대한 LRV를 3으로 만들 수 있으며 LRV를 바이러스 입경이 10 내지 100nm인 경우에 약 8 이상으로 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 복합막은 5 x 10²내지 5 x 10⁷달통의 단백질 분자량 컷-오프로 특징지워진다. 모든 경우에서, 입자 투영 면적과의 실험적 관계가 유지된다. 바이러스 입자에 대한 대수 감소값(단백질 부재 하에 용액 중의 단일 용질)은 바이러스 입도에 의존한다. 이하의 실시예에 예시된 관계에 기초하여, 헤파티티스(hepatitis)와 같은 작은 크기의 바이러스에 대하여 약 3을 초과하는 LRV를 얻을 수 있으며, AIDS 바이러스와 같은 거대 크기의 바이러스에 대하여는 6을 초과하는 LRV를 얻을 수 있다.

단백질 사분 특성은 통상적인 한외 여과막의 수행 능력을 얻기 위하여 조절될 수 있다. 이러한 특성은 한외 여과막 형성의 통상적인 관례와 같이, 캐스팅 용액이 고체 함량 및 침지조 조성 및 온도의 적당한 조정을 통하여 조절될 수 있다.

고온일수록 더 큰 세공의 형성이 촉진된다. 고체 함량이 높을수록 더 작은 세공의 형성이 촉진된다. 본 발명의 막은 5 x 10²내지 5 x 10⁶달통의 분자량 컷-오프(저극성화 조건하에서 막에 의해 90% 차단된 용질의 분자량)를 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명의 복합막은 평판 또는 중공 섬유 형태일 수 있다. 평판의 경우에, 기재의 한 표면은 표피층 및 중간 대역으로 도포된다. 중공 섬유의 경우, 내부 또는 외표면이 표피층 및 중간 대역으로 도포된다.

본 발명의 일면에서, 공급류가 표피층을 지나서 접선 방향으로 흐르는 채널 또는 다수의 중공 섬유가 제공된 장치에서, 바이러스 입자를 선택적으로 분리하기 위한 한 방법이 제공된다. 혈장을 고분자량 혈장 분획물 및 저분자량 혈장 분획물로 분리하기 위한 상기와 유사한 장치가 미합중국 특허 제4,789,482호에 기재되어 있으며, 이를 본 명세서에 참고로 인용하였다. 본 발명에 따라서, 다수의 채널 또는 중공 섬유를 갖는 장치가 제공되며, 여과기 흐름에 대한 재순환류의 유속비를 조절함에 따라 조작된다.

제2a를 참조하면, 바이러스를 함유하거나 또는 함유하지 않은 용기(16) 내에 함유된 단백질 용액은 펌프(12)에 의해 도관(10)을 통하여 도입되고, 도관(14)를 통과하여 여과 단계(20)으로 전달되어 단백질 용액이 본 발명의 막(22)에 의해 바이러스로부터 분리된다. 또한 단백질을 포함한 바이러스 풍부 분획물은 도관(24)에 의해 용기 (16)으로 재순환된다.

바이러스가 없는 단백질 풍부 분획물은 펌프(28)에 의해 도관(26)을 통하여 회수되고 도관(30)을 통하여 저장 단계 또는 사용단계로 향한다.

투석여과류(diafiltration stream)의 도입을 포함하여 다른 장치 배열도 가능하다. 제2b도를 보면, 투석여과 단계는 저장기(6)에 저장된 완충액 흐름을, 용적 속(flux)이 펌프(28)의 용적 속과 동일하게 조절된 펌프(4)에 의해 도관(2)를 통하여 용기(16)으로 도입함으로써 제2a도에 도시된 공정에 첨가될 수 있다.

제2의 공정 배열에서는, 본 발명의 막(42)를 함유한 모듈(40)으로 이루어진 제2의 막 단계를 상기에 기재된 배열에 연속하여 작동시킴으로서 더 높은 전체 바이러스 제거율을 성취할 수 있다. 제2c도를 보면, 제2a도에서 묘사한 공정으로부터 나온 단백질 풍부 분획물 흐름(30)이 이 제2단계에 첨가된다. 재순환류(36)은 펌프(34) 및 도관(32)에 의해 본 발명의 펌프(34)로 재순환된다. 제1 단계에서 얻은 단백질 풍부 흐름은 도관(30)을 통하여 도관(32 및 36) 및 펌프(34)에 의해 형성된 재순환 루우프로 도입된다. 바이러스가 없는 제2단계로부터 얻은 단백질 풍부 분획물은 펌프(44)에 의해 도관(38)을 통하여 회수되고 도관(46)을 통하여 저장 단계 또는 사용단계로 전달된다. 펌프(44)를 통과하는 용적 속은 펌프(28) 및 펌프(12)의 것과 동일하다. 필요한 경우, 펌프(28 및 44)를 각각 펌프(12)의 속과 동일하게 하기 위하여 조절된 드로틀(throttle) 밸브로 대체할 수 있다.

다른 실시태양에서는 제2d도에 참고로 도시한 다단계 캐스케이트(cascade)를 사용할 수 있다. 바이러스를 함유하거나 또는 함유하지 않은 용기(16)에 담긴 단백질 용액을 펌프(12)에 의해 도관(10)을 통하여 도입하고 도관(14)를 통과하여 단백질 용액이 본 발명의 막(22)에 의해 바이러스로부터 분리되는 여과 단계(20)으로 도입된다.

단백질도 함유된 바이러스 풍부 분획물은 도간(24)에 의해 펌프(12)로 재순환된다. 바이러스가 없는 단백질 풍부 분획물은 펌프(28)에 의하여 도관(26)을 통하여 회수되고 제2 여과 단계(40)에 전달된다. 바이러스 풍부방형 흐름(31)이 도관(14 및 24) 및 펌프(12)로 이루어진 재순환 루우프로부터 제공되며 도관(31) 및 펌프(33)을 통하여 제거된다. 제2 재순환 흐름(36)은 펌프(34) 및 도관(32)에 의해 본 발명의 막(42)를 함유한 막 모듈(40)으로 도입된다.

모듈(40)으로부터의 바이러스 풍부 용액은 도관(36)을 통하여 펌프(34)로 재순환된다.

여과 모듈(20)으로부터 나온 단백질 풍부 흐름은 도관(30)을 통하여 도관(32 및 36) 및 펌프(34)에 의해 형성된 재순환 루우프로 도입된다. 여과 모듈(40)으로부터의 바이러스가 없는 단백질 풍부 분획물은 펌프(44)에 의해 도관(38)을 통하여 회수되고, 도관(46)을 통하여 저장 단계 또는 사용 단계로 전달된다. 케스케이드에서 일정한 용적을 유지하기 위하여 임의로, 완충액을 도관(50)을 통하여 도관(36)으로 도입시킬 수 있다. 또한, 단백질 회수를 개선하기 위해 제2 재순환 루우프에 함유된 유체의 일부는 제1 재순환 루우프 및 펌프(54)에 의해 도관(52)를 통하여 도관(14)에로 재순환될 수 있다. 이러한 배열에서 흐름(31, 50 및 52)에서의 용적 속은 동일하며 흐름(10,26 및 46)에서의 용적 속 또한 동일하다. 회수된 단백질 및 제거된 바이러스의 양은 흐름(46)의 유속에 대한 흐름(31)의 유속의 비를 조절함으로써 최적으로 될 수 있다. 다수의 여과 단계(20)을 적당한 공급 및 생성물 도관에 연결하여 이용할 수 있으며, 이로써 나타내진 바와 같이 바이러스 풍부 흐름(24 또는 31)은 바이러스가 없는 단백질 풍부 분획물을 생성하기 위하여 추가의 여과 단계(20)에서 접촉시킬 수 있다. 이러한 여과 단계는 재순환 흐름의 존재 또는 부재 하에 수행될 수 있다. 다른 실시태양에서, 본 명세서에 제2e도에 참고로 나타낸 바와 같은 막다른 처리 배열이 사용될 수있으며, 이때 공급물은 여과 단계(20)에 도입되며 여액은 도관(26)을 통하여 제거된다.

제9 및 10도를 보면, 직사각형 중공 채널(제11도 참조)을 이용하는 통상의 구조가 나타내어져 있으며, 이것은 본 발명의 모듈로서 이용될 수 있다. 이러한 일반적인 구조는 미합중국 특허 제4,540,492호에 기재되어 있으며 본 명세서에 참고로 인용하였다.

여과기 단위체(32)는 제1막(34), 제2막(36), 제1 스페이서(38) 및 제2 스페이서(40)으로 이루어지며, 함께 조립하면 다수의 직사각형 채널(48)을 형성한다.

바이러스 분리를 위해 이용되는 장치는 서로 인접하여 위치한 다수의 여과기 단위체(32)를 포함할 수 있으며 여과기 단위체(32) 더미를 형성할 수 있다. 제1막(34) 및 제2막(36) 모두는 구조가 동일하며 상기한 본 발명의 복합막으로 제조한다.

각각의 막(34 및 36)에는 2개의 길이 방향 채널(42 및 44) 및 폭방향 채널(46)이 제공된다. 폭방향 채널(46)은 채널(42 또는 44)와 유체를 상호 교환하지 않는다. 제1 스페이서(38)은 말단(50)에서 말단(52)로 연장된 채널(48) 다수 및 배출구 채널(54)로 이루어진다. 막(34 및 36)이 스페이서(38)에 접근하면, 말단(50 및 52)는 각각 막(36)의 말단(56 및 58)과 일치한다.

제2 스페이서(40)에는 단백질 용액 배출구 채널(60) 및 바이러스 풍부 흐름의 배출구(62 및 64)가 제공된다.

제2 스페이서(40)에는 또한 채널(66)과 유체를 상호 전달하는 내부 채널(68)이 제공되며 또한 이것은 바이러스 풍부 흐름 배출구(64)와 유체를 상호 전달하게 된다. 스페이서(40)이 막(36)에 병렬될 경우, 말단(63 및 65)는 각각 스페이서(36)의 말단(56 및 58)과 일치한다. 채널들(48) 사이에 스페이서 스트립(69) 및 채널들(66) 사이의 스페이서 스트립(71)은 다음 인접하는 막(도시하지 않음)에 결합되며 채널에 인접한 막에 필요한 지지력을 제공하여 막 가요성이 조절되도록 하여 목적하는 채널 높이를 유지하였다.

본 발명에서는 제9 및 10도에 나타낸 모듈 구조가 유용하지만, 작동 조건이 다음에 설정한 바와 같이 조절되는 한, 본 발명의 막을 이용하는 어떠한 모듈도 본 발명에 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

제10도를 보면, 제1 스페이서(38)의 채널(48)은 막(36)의 채널(42 및 44)에 겹쳐지게 나타내어져 있다. 이 겹침에 의해 바이러스 함유 단백질 용액이 채널(42)로 도입되고, 이 용액이 막(36)과 접촉하고 있는 채널(48)을 따라서 길이 방향으로 통과되고 채널(48)로부터 폭 방향 채널(44)를 통하여 바이러스 풍부 용액이 제거된다.

상기한 모듐에서 양쪽의 얇은 채널 및 중공 섬유는 저용적 변환의 접선 방향 흐름 방식으로 작동될 수 있다. 최적 모듈 종횡비 및 대응하는 최적 작동 조건은 단백질 용액으로부터 바이러스 입자을 분리하기 위해 존재한다. 최적 종횡비 및 최적 조건은 참고로 본 명세서에 인용한 미합중국 특허 제4,789,482호에 기재된 바에 따른다. 높은 용질 회수율을 얻기 위하여 종횡비, L/h를 식 1로 정의한다.

K는 채널의 평균 압력에 대한 채널 통과 압력 저하 비의 함수이다. K는 하기 방법에 의해 실험적으로 얻을 수 있다. h는 채럴 높이 또는 중공 섬유 반경이고, ρ는 투과 흐름 유속 Q_P에 대한 재순환 흐름 유속 Q_R의 비이고, μ는 분리될 유입 단백질 흐름의 점도이고, L은 채널 또는 섬유의 길이이고, L_P는 막이 한외 여과될 액체로 습윤된 후의 막 수압 투과력이다.

다공성 막으로 된 적어도 한 쪽 벽이 있는 직사각형 채널에 있어서, h는 제11도에 나타낸 채널의 높이를 정의하는 막(90 및 92) 사이의 거리이다. 일반적으로 직사각형 채널에 대한 h는 약 0.0110 내지 0.030cm이다. 본 발명에서 모듈 종횡비 L/h는 약 50 내지 5000의 범위일 수 있으며, 바람직하게는 200 내지 300이다.

모듈 종횡비 및 모듈 작동 전단율은 최대 가능 유속에서 원하는 선택성을 이루도록 동시에 최적화시킨다. 종래의 시스템과 달리, 이 시스템은 지나치게 높은 전단율 또는 지나치게 낮은 용적 속에서는 작동하지 않지만 바이러스 제거의 경우에 있어서 바이러스 대 단백질 선택성인 원하는 선택성을 최대화시키는 조건에서는 작동한다. 정확한 관계는 최적 분리 성능을 부여하는 모듈 종횡비 및 모듈 작동 전단율 사이에서 발견되었다.

본 장치에 이용될 최대 전단비는 다음 식 2에 의해 정의된다.

여기서, γ는 최적의 선택 성능을 얻기 위한 최대 전단율이다.

비례 상수 D^*은 다음 방법에 의해 실험적으로 얻을 수 있다.

원형(原型) 모듈은 최종 장치에 이용될 한외 여과막 형태의 다수의 얇은 채널 또는 중공 섬유를 함유한다. 원형 모듈 내의 채널 또는 섬유는 임의의 규모의 것일 수 있다. L/h가 약 200인, 채널을 갖는 원형이 유용한 것으로 밝혀졌다.

펌프 및 도관은 유동 흐름을 형성하고 저분자량 성분을 회수하고 튜과 유속 Q_P를 조절하기 위해서 제공된다. 투과 흐름은, 한외 여과 채널 또는 섬유로부터 얻은 고분자량 성분으로 이루어진 재순환 흐름과 함께 공급 저장기에 재합류된다. 재순환 흐름 유속(Q_R)은 조절된다.

Q_P변화되고 Q_R이 상수로 유지되거나 또는 Q_R이 변화되고 Q_P가 상수로 유지되는 장치로 R 다수의 수행이 이루어진다. 각각의 수행후에, 관심있는 종들 사이에서 수행된 분리 정도(선택성)을 측정한다. 각각의 수행후에, 또한 시스템으로부터 처리된 모든 액체를 제거하기 위하여 염수 또는 물을 사용하여 시스템을 전체적으로 세척한다. 이어서 표준 수압 투과도, 예를 들면 물 또는 염수의 L_P를 표준 방법에 의해 측정한다.

그 후에, 이 값에 표준 유체의 μ에 대한 처리된 유체의 μ의 비 (여기서, μ는 센티포이즈 단위로 나타낸 점도이고, L_P는 식 1에 사용된 것임)를 곱한다. 얻어진 선택성 수치로부터, 최적선택성이 얻어지고, 최적 선택성에 대응하는 Q_P및 Q_R값이 측정될 수 있다. 선택된 최적 값은 유동성 및 선택성이 모두 동시에 최대일 경우, Q_P및 Q_R값을 참조한다. 상수 K는 식 1에서 Q_R/R_P의 최적값을 이용하여 계산될 수 있다.

이어서 최적 Q_R에 대응하는 전단율을 사용하여, 식 2로부터 상수 D⁸를 계산할 수 있다.

D^*은 한외 여과되는 용액의 특성이며, 단백질에 대해서는 약 1x10^-7㎠/초 내지 25X10^-7㎠/초이다. ρ의 제한치는 Q_R/Q_P의 비의 제한치를 반영한다.

상한치는 재순환 펌프의 R 크기에 의해 정해지는 반면, 하한치는 낮은 Q_R/Q_P값에서, 즉, R 고전환율에서 감소되는 바이러스 보유도에 의해 정해질 수 있다(보유된 종은 투과물이 제거될 때 좀 더 농축된다). 작은 바이러스에 대해서는 20 내지 1을 초과하는 Q_R/Q_P의 값이 바람직하다.

식 1 및 2에 따라서 한외 여과 장치가 설계되고 작동될 경우, 최적 분리 효율을 제공하는 장치에서의 전체 막 면적은 식 3에 의해 얻어진다.

여기서, A는 전체 막 표면적이다.

또한, 직접 측정될 수 있는 채널통과 최대 압력 강하는 또한 최적 분리 조건에서 식4에 의해 얻어진다.

여기서, ΛP_C는 채널 통과 압력이다.

접선 방향 흐름 모듈에서의 농축 극성화의 조절은 모듈 종횡비 및 작동 전단율을 사이에서의 조합에 의존한다. 그러므로, 모듈 디자인 및 작동 전단율의 제한된 범위 만이 실행가능하다. 이것은 인자 L/h 및 ρ는 약 5 내지 100이며, 약 10 내지 50이 바람직하며, 30이 가장 바람직하다.

마지막으로, 최적 디자인 L/h 및 작동 조건 γ를 갖춘 채널 유입구에서의 막통과 압력 강하에 대한 채널 배출구에서의 막 통과 압력 강하의 비

b = TMP_배출구/ TMP_유입구

는 1.0과는 상당한 차이가 있다. 본 발명으로부터 유도된 b값은 0.0 내지 0.85이며, 통상적으로는 0.75이다.

실시예에 나타낸 바와 같이, 최적의 바이러스 분리 및 단백질 회수는 미합중국 특허 제4,789,482호에 기재된 조건 하에서 이루어질 수 있으나, 종횡비 및 작동 조건의 바람직한 값은 상기 특허에서 청구 범위에서의 정량 값과는 다르다.

실시예에 나타낸 바와 같이, 단백질의 존재 하에 바이러스 제거(LRV)는 종횡비 및 침투 유속 Q_P에 대한 재순환 유속 Q_R의 비의 함수이다. 바이러스 보유도에 대한 R 적절한 범위는 100 내지 1000 사이의 종횡비 및 20 내지 200 사이의 ρ값으로 나타났다.

이 범위는 미합중국 특허 제4,789,482에 기재된 범위 내에 있다. 그러나, 단백질 부재 하의 바람직한 종횡비는 약200이며 바람직한 ρ값은 20 내지 100이다. 100미만 및 1000을 초과하는 종횡비는 모두 바이러스 보유도를 낮추고; 20미만의 ρ값, 즉, 0.05 이상의 전환율이 사용될 수 있지만, 바이러스 보유도에서 유사하게 커다란 손실이 생기게 된다.

인체 혈청 알부민과 같은 단백질 존재 하의 바이러스 보유도는 막 표면 상의 단백질 극성화에 의해 증가될 수 있다. 이 경우에, 바이러스 보유도는 종횡비의 영향을 휠씬 덜 받고, ρ값이 10 이상, 즉 전활율이 0.1 미만인 한 종횡비와는 거의 독립적이다. 그러므로, 단백질 존재 하에서 100 내지 500의 종횡비가 바람직하며, ρ값은 10 내지 50인 것이 가장 바람직하다.

일반적인 용도를 위하여 이러한 2가지 경우를 합할 경우, 종횡비 및 ρ값은 미합중국 특허 제4,789,482호에 기재된 것이며 약 300의 바람직한 종횡비 및 약 20 내지 30의 바람직한 ρ값을 갖는다.

하기 실시예는 본 발명의 예시하는 것이며 이를 한정하려는 것은 아니다.

[실시예 1]

0.22㎛의 평균 세공 크기(average pore size)를 갖고, 밀리포어 코포레이션[Millipore corporation, 매사추세츠주, 베드포드 소재]에 의하여 시판되는 Duarapore미다공성 막을 예비 성형 미다공성 막으로서 사용하였다. 막을 이소프로판올 용액 중의 30% 글리세린으로 처리하고, 건조시켰다.

N-메틸 피롤리돈(NMP) 중의 20.5% 폴리비닐리덴 디플루오라이드 (PVDF, Kynar 741)[펜월트 코포레이션(Pennwalt Corporation), 펜실바니아주, 필라델피아 소재] 및 4.9% 염화리튬을 함유하는 중합체 용액을 제1도에 나타낸 장치를 사용하여 분 당 457.2cm (15 feet)의 속도로, 글리세린 처리한 Durapore미다공성막 위에 캐스팅 처리하고, 이어서 도포된 막을 7℃의 온도로 유지시킨 수조 중의 25 중량%의 글리세린에 침지시켰다. 제1도와 관련하여 기술된 도포법에서 사용한 폴리에스테르 평활화 필름의 길이는 대략 5.08 내지 7.62cm(2 내지 3 inch)이다.

폴리에스테르 필름의 도포물 및 침지조 사이의 공기 노출은 5.08cm(2 inch)이었다. 캐스팅시킨 후에, 복합막을 25℃로 유지시킨 수조 중에 1분 동안 침지시키고, 후속적으로 대기압 이하의 압력 및 분 당 182.88cm(6 feet)로 이동하고 있는 웹(web)의 표면에 가해지는 예열 기류[60℃(140。F)]를 가진 천공 건조 롤 위에 미리 세척된 웹을 운송함으로써 건조시켰다.

막에 친수성을 부여하는데 이용되는 일반적인 방법은 상기한 미합중국 특허 제4,618,533에 기재된 바와 같다. 이 예어서 사용되는 막에 있어서, 반응 수용액에 4% 히드룩시프로필 아실레이트(HPA), 가교제 및 자유 라디칼 개시제를 함유시켰다. 소수성 막을 분당 762cm(25 feet)로 알콜, 물 및 양 반응물을 통하여 순차적으로 계속 이동시켰다. 과량의 반응 용액을 가요성 고무 와이퍼 블레이드를 사용하여 제거하였다. 254nm 파장의 UV 광선을 웹 양면에 가하여 가교된 공증합체의 중합을 개시시켰다. 반응물로 포화된 웹을 UV 광선 중에서 대략 5 내지 10초 동안 체류시켰다. 수극성화 웹(hydropholized web)을 과량의 반응물을 제거하기 위하여 물 중에서 세척하고, 내부가 대기압 이하의 압력에 놓여 있고, 약 148.8℃(300。F)의 가열된 공기가 표면에 충돌하는 천공 드럼 상에서 건조시켰다.

도포가 진행되는 동안에, 공기 실린더에 의하여 가해지는 고무 롤 닙의 압력 및 미다공 기질의 닙을 통하여 견인되는 속도는 주사 전자 현미경법(SEM)에 의하여 측정된 중간 다공성 대역의 두께가 5 내지 20㎛가 되도록 하기 위해서는, 이들 막에 따라 달라진다. 닙 압력은 약 5.78 내지 11.9 기압(85 내지 175 psi)이고, 속도는 분 당 약 198.12 내지 457.2cm(6.5 내지 15 feet)로 변한다.

제조된 막 B를 2종의 다른 용액, 즉 인산염 완충 식염수(PBS) 중에 PhiX 174 박테리오파아지 만을 함유하는 용액 및 PhiX 174 박테리오파아지로 스파이크(spike)시킨 PBS 중의 0.25% 인체 혈청 알부민을 함유하는 용액을 분리하여 독립적으로 사용하여 시험하였다.

제3도에 나타낸 것과 같이, 5㎛의 건조된 소수성 준간 대역의 두께에서, 중간 다공성 대역은 뚜렷하게 붕괴되어, 결과적으로 낮은 용질 투과성을 초래하고, PhiX 174 LRV는 약 5log로 매우 높고, 알부민 사분은 48%로 매우 낮다. 중간 대역의 두께가 8㎛로 증가됨에 따라, 대역 및 표면 표피층은 더욱 투과성이 커져서, 결과적으로 단백질 통과에 있어서 뚜렷한 증가 및 PhiX LRV에 있어서는 손실을 가져온다. 중간 대역 두께가 20㎛를 초과하면, PhiX LRV는 휠씬 낮은 비율로 감소되고, 알부민 통과율은 변하지 않는다.

[실시예 2]

이 실시예는 본 발명의 복합막이 동등한 단백질 사분 특성을 갖는 선행 기술상의 막보다 뚜렷하게 양호한 대수 감소값으로 단백질 부재 하의 바이러스 입자를 보유할 수 있다는 것을 예시한다. 추가로, 본 발명의 막의 입자 대수 감소값은 선행 기술 상의 막에서는 관찰되지 않는 성질로, 입자 직경의 함수로서 단조 증가한다.

막 A로서 명명된 본 발명의 제1의 막을 다음과 같이 제조하였다.

0.22㎛의 평균 세공 크기를 갖고, 밀리포어 코포레이션 R [매사추세츠주, 베드포드 소재]에 의하여 시판되는 Durapore미다공성 막을 예비 성형 미다공성(microporous)막으로서 사용하였다. 막을 이소프로판을 용액 중의 30% 글리세린으로 처리하고, 건조시켰다.

메틸 피롤리돈 중의 19.8% 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF, Kynar 741) [펜월트 코포레이션(Pennwalt Corporation), 펜실바니아주, 피라델피아 소재] 및 5% 염화리튬을 함유하는 중합체 용액을 제1도에 나타낸 장치를 사용하여 분 당 457.2cm(15 feet)의 속도로, 글리세린 처리한 Durapore미다공성 막 위에 캐스팅처리하고, 이어서 도포된 막을 7℃의 온도로 유지시킨 수조 중의 25 중량%의 글리세린에 침지시켰다. 제1도와 관련하여 기술된 도포법에서 사용한 폴리 에스테르 평활화 필름의 길이는 대약 5.08 내지 7.62cm(2 내지 3 inch)이고, 공기 실린더의 압력은 약 10.2 기압(150 psi)이다. 폴리에스테르 필름의 도포물 및 침지조 사이의 공기 노출은 5.08cm(2 inch)이었다. 캐스팅시킨 후에, 복합막을 25℃로 유지시킨 수조 중에 1분 동안 침지시키고, 후속적으로 대기압 이하의 압력 및 분 당 182.88cm(6 feet)로 이동하고 있는 웹(web)의 표면에 가해지는 예열 기류[60℃(140。F)]를 가진 천공 건조롤 위에 미리 세척된 웹을 운송함으로써 건조시켰다.

막 A를 실시예 1에 기술한 것과 같이 친수화시켰다.

건조된 소수성 복합막은 주사 전자 현미경법(SEM)에 의하여 측정된 두께가 7.2 내지 9.6 ㎛인 중간 다공성 대역을 나타냈다.

막 C로 명명된 본 발명의 제2의 막을 다음과 같이 제조하였다 :

0.22㎛의 평균 세공 크기를 갖고, 밀리포어 코포레이션 R [매사추세츠주,베드포드 소재]에 의하여 시판되는 Durapore미다공성 막을 예비 성형 미다공성(microporous)막으로서 사용하였다. 막을 이소프로판올 용액 중의 30% 글리세린으로 처리하고, 건조시켰다.

메틸 피롤리돈 중의 19.8% 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF, Kynar 741) [펜월트 코포레이션(Pennwalt Corporation), 펜실바니아주, 필라델피아 소재] 및 5% 염화리튬을 함유하는 중합체 용액을 제1도에 나타낸 장치를 사용하여 분 당 457.2cm(15 feet)의 속도로, 글리세린 처리한 Durapore미다공성 막 위에 캐스팅 처리하고, 이어서 도포된 막을 7℃의 온도로 유지시킨 수조 중의 25 중량%의 글리세린에 침지시켰다. 제1도와 관련하여 기술된 도포법에서 사용한 폴리 에스테르 평활화 필름의 길이는 대략 5.08cm(2 feet)이고, 공기 실린더에 제공된 압력은 약 10.2 기압(150psi)이다.

폴리에스테르 필름의 도포물 및 침지조 사이의 공기 노출은 5.08cm(2 inch)이었다. 캐스팅시킨 후에, 복합막을 25℃로 유지시킨 수조중에 1분 동안 침지시키고, 후속적으로 대기압 이하의 압력 및 분 당 182.88cm (6 feet)로 이동하고 있는 웹(web)의 표면에 가해지는 예열 기류[60℃ (140。F)]를 가진 천공 건조롤 위에 미리 세척된 웹을 운송함으로써 건조시켰다.

복합막에 다음의 방법에 의하여 친수성을 부여하였다.

막 C를 막 A와 유사한 방법으로 친수화시켰다. 충돌 건조 공기의 온도는 135℃(275。F)이었다. 수성 반응물 농축에 5.1% 히드록시프로필 아크릴레이트, 가교제 및 자유 라디칼 개시제를 함유시켰다.

건조된 소성 복합막은 주사 전자 현미경겁(SEM)에 의하여 측정된 두께가 8.5㎛인 중간 다공성 대역을 나타냈다.

막 D로서 명명된 본 발명의 제3의 막을 다음과 같이 제조하였다 :

0.22μ의 평균 세공 크기를 갖고, 밀리포어 코포레이션 R [매사추세츠주, 베드포드 소재]에 의하여 시판되는 Durapore미다공성(micorporous) 막을 예비 성형 미다공성 막으로서 사용하였다. 막을 이소프로판올 용액 중의 30% 글리세린으로 처리하고, 건조시켰다.

메틸 피롤리돈(NMP) 중의 19.9% 폴리비닐리덴 디플루오라이드 (PVDF, Kynar 741) [펜월트 코포레이션(Pennwalt Corporation), 펜실바니아주, 필라델피아 소재] 및 4.9% 염화리튬을 함유하는 중합체 용액을 제1도에 예시한 장치를 사용하여 분 당 457.2cm (15 피이트)의 속도로 글리세린 처리한 Durapore미다공성 막 위에 캐스팅 처리하고, 이어서 도포된 먁을 8℃의 온도로 유지시킨 수조 중의 25 중량%의 글리세린에 침지시켰다. 제1도와 관련하여 기술된 도포법에서 사용한 폴리에스테르 평활화 필름의 길이는 대략 5.08cm (2inch) 이고, 공기 실린더에 제공되는 압력은 약 10.2 기압(150 psi)이다. 폴리에스테르 필름의 도포물 및 침지조(immersion bath)사이의 공기 노출은 5.08cm (2inch)이었다. 캐스팅시킨 후에, 복합막을 25℃로 유지시킨 수조 중에 1분 동안 침지시키고, 후속적으로 대기압 이하의 압력 및 분 당 121.9 내지 182.88cm (4 내지 6feet)로 이동하고 있는 웹(web)의 표면에 가해지는 예열 기류 [60℃)140。F)]를 가진 천공 건조 롤 위에 미리 세척된 웹을 운송함으로써 건조시켰다.

막 D를 막 A와 함께 연속적으로 친수화시켰다.

건조된 소수성 막은 주사 전자 현미경법(SEM)에 의하여 측정된 두께가 8.1 내지 9.3 ㎛인 중간 다공성 대역을 나타냈다.

막 A를 베드포도에 소재를 둔 밀리포어 코포레이션에 의해 제조 시판되는 한외 여과막인 PTHK 막 및 PLMK 막과 아미콘 코포레이션 [Amicon Dorporation, 매사추세츠주, 덴버 소재]에 의해 시판되는 YM-100 막과 비교하여, 단백질의 크기, 및 초 당 1100의 전단 웅력을 갖는 일정한 재순환 유속에서의 작동 속(flux)의 함수로서 단백질 사분 특성을 측정하였다.

0.6 리터/㎡/시간(LMH) 및 6.0 LMH 모두에서, 바이러스 막 A의 단백질 사분특성은 시판되는 통상적인 100,000 달톤 컷 오프(cut-off)의 한외 여과막의 사분특성과 필수적으로 동등하다. 두 경우 모두에서, 바이러스 막 A는 제4도에 나타낸 것과 같은 500,000 달톤 컷 오프 밀리포어 PLMK 막보다 실질적으로 더 조밀하다.

상기한 것과 같은 이 실시예의 3종의 막에 대한 대수 감소값을 거의 동일한 단백질 사분 성질을 갖는 상기한, 매사추세츠주 댄버에 소재를 둔, 아미콘 코포레이션에 의해 시판되는 YM-100 막 : 및 매사추세츠주 베드포드에 소재를 둔 밀리포어 코포레이션에 의해 시판되는 PTHK 막과 비교하였다. 또한, 미합중국 특허 제4,824,568호의 실시예2에 따라 제조되고, 상기한 바와 같이 수극성화된 PZHK #1 및 PZHK #2로서 명명한 2종의 막 및 팔 코포레이션 [Pall Corporation, 뉴욕주, 이스트 힐스(East Hills) 소재]에 의해 시판되는 Ultipor 0.04㎛막이 포함된다.

대수 감소값을 다음의 방법에 의하여 측정하였다. 각각의 막에 대하여 초당 1100의 전단응력 및 시간 당 리터/㎡의 속 조건 하에 접선 방향 흐름 셀(tangential flow cell)내에서 인산 완충 식염수 중에 시험 입자를 함유하는 용액을 사용하여 시험하였다. 여액 및 시험 용액의 시료에 입자 농도 및 여액 농도에 대한 시험 농도 비의 대수치로서 계산된 LRV를 분석하였다. 2종의 시험 입자는 박테리오파아지인 PhiX 174 및 Ph16이고, 그들 각각의 숙주 박테리아를 사용하여 용균반(plaque) 분석법으로 분석하였다. 연속 회석법을 진행하여 농도를 결정하였다. 입자들은 세라켄 다이아그노스틱스, 인크. [Seragen Diagnostics, Inc. 인디아나주, 인디아나폴리스 소재]에 의해 시판되는 라텍스 입자들이다. 이러한 라텍스 입자들을 0.1%

Triton X-100 계면활성제로 안정화시켜서, 응집을 방지하였다. 라텍스 입자들을 먼저 막다른 진공 여과법(dead-ended vacuum filtration)에 의하여 수집하고, 10-50 L의 여액을 뉴클레오포어 코포레이션[Nucleopore Corp., 캘리포니아주, 플리산톤(pleasanton) 소재]에 의해 시판되는 0.03 또는 0.05㎛ Nucleopore 필터의 25mm 디스크 상에서 Nucleopore 필터 디스크의 대표적인 부분을 SEM 단(stage) 상에 놓고, 20X 초과 배율의 현미경 사진으로 기록하였다. 이 현미경 사진에서 관찰되는 입자를 계수하여, 각 시료 중의 라텍스 농도를 결정하였다.

이러한 막들에 대한 대수 감소값을 제5도 및 표 1에 비교하여 나타내었다.

제5도 및 표 1에 나타낸 것과 같이, 오로지 본 발명의 막들 만이 93nm 직경의 입자에 대한 최대 8.1 LRV 값까지 입자 직경의 함수로서 단조 증가하는 대수보유가를 가지고, 용액으로부터 바이러스 크기의 입자를 제거할 수 있었다. 단백질 사분 특성이 유사한 시판되는 한외 여과막은 측정되는 크기 범위에 대하여 1/2 내지 1 log 만 증가하는 입자 직경과는 거의 무관한 LRV 수치를 나타낸다. 이러한 시판되는 한외 여과막과 비교하여, 본 발명의 막은 70nm 직경 이상의 입자에 대하여는 3 내지 4 등급 이상의 입자 제거를 개선시켰다. 추가로, 표 1에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 막의 성능은 지극히 재생적이다.

PZHK#1 및 PZHK#2와 비교하는 경우에, 미합중국 특허 제4,824,568호에 기술된 캐스팅 기술을 능가하는 본 명세서에 기재된 캐스팅 기술의 개선 정도는 측정된 전체 입도 범위에 대하여 3 내지 5의 대수 성능 향상(log performance improvement)을 가져왔다.

최종적으로, PTHK 및 Ultipore 막은 제5도에 나타낸 것과 같이, HSA 단백질의 존재 하에서 PhiX 174의 보유가 손실됨을 증명하였는데, 이것은 PhiX 174의 흡착이 이들 2종의 막을 사용하여 측정한 입자 제거 정도에 뚜렷하게 기여하고 있다는 사실을 암시한다.

HSA의 존재 하에, PhiX 174의 LRV는 본 발명의 막 A 및 막 C 바이러스 막에 의한 단백질 농도 극성화에 기인하여 3.0log에서 3.7 log로 증가된다. 그러므로, 측정된 입자의 제거 정도는 기본적으로 크기를 기준으로 이루어지고 있다.

막 A로 명명하여, 상기와 같이 제조한 본 발명의 막을 PhiX 174 박테리아 바이러스를 보유하는 능력에 미치는 접선 방향 흐름 작동 조건의 영향을 측정하기 위하여 시험하였다.

복합막을 1개의 모듈(32)를 갖고, 길이 약 6.0cm(2.4 inch) 및 높이 약 0.02 내지 0.16cm(0.0078 내지 0.0063 inch)의 채널을 갖는, 제9도 및 10도에 나타낸것과 유사한 장치에 설치하였다.

pH 7.4에서 28nm의 직경을 갖는 PhiX 174 박테리오파아지를 포함하는 0.25 중량%의 인체 혈청 알부민 단백질 용액 [알파 테라퓨틱 (Alpha Therapeutic)]을 제조하였다. 막을 통과하는 속 및 여과 유속에 대한 재순환 유속의 비율의 함수로서 LRV를 측정하기 위하여 용액을 분리 장치에 통과시켰다. 결과를 제6 및 7도에 나타내었다.

제6도에 나타낸 것과 같이, 파아지의 보유는 막 통과 속(transmembrane flux)의 작용으로서 약간 증가하나, 속이 낮은 수치로 되돌아가서 성능이 단백질 농도 극성화와 일치하는 경우에는 성능이 가역적이다.

본 발명의 PVDF 복합막을 시험하여, LRV에 미치는 여액 유속에 대한 재순환 유속 비율의 영향을 측정하였다. 제7도에 나타낸 것과 같이, PhiX 174 보유는 이 유속 비율이 증가됨에 따라, 막다른 여과 장치에서의 값보다 증가하였다. 그러므로, 제순환 유속이 증가되거나 또는 전환율(이 유속 비율의 역수)이 감소됨에 따라, PhiX 174 보유도는 재순환 유속이 0이고, 전환율이 100%인 여과법에서 측정된 것보다 향상된다. 제7도에서 알수 있는 것과 같이, 파아지 LRV는 재순환 유속 대 여액 유속의 비율이 25 : 1 이상인 경우에는 이 비율과 무관하다.

[실시예 4]

이 실시예의 막인 막 E를 1개의 모듈(32)를 갖고, 길이 약 6.1 내지 27.94cm(2.4 내지 11.0 inch) 및 높이 약 0.010 내지 0.076cm (0.004 내지 0.030 inch)의 채널을 갖는, 제9도 및 10도에 나타낸 것과 유사한 장치 중에서 시험하여, 바이러스 대수 감소에 미치는 채널 종횡비의 효과를 결정할 수 있었다.

막 E를 다음과 같이 제조하였다.

0.22㎛의 평균 세공 크기를 갖고, 밀리포어 코포레이션 [Millipore Corporation, 매사추세츠주, 베드포드 소재]에 의하여 시판되는 Durapore미다공성 막을 사전 성형 미다공성 막으로서 사용하였다. 막을 이소프로판을 용액 중의 30% 글리세린으로 처리하고, 건조시켰다.

메틸 피롤리돈 중의 20% 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF, Kynar 741) [펜월트 코포레이션(Pennwalt Corporation), 펜실바니아주, 필라델피아 소재] 및 5% 염화리튬을 함유하는 중합체 용액을 제1도에 예시한 장치를 사용하여 분 당 457.2cm(15 피이트)의 속도로 글리세린 처리한 Durapore 미디공성 막 위에 캐스팅 처리하고, 이어서 도포된 막을 7℃의 온도로 유지시킨 수조 중의 25 중량%의 글리세린에 침지시켰다. 제1도와 관련하여 기술된 도포법에서 사용한 폴리에스테르 평활화 필름의 길이는 대략 5.08 내지 7.62cm (2 내지 3 inch)이고, 공기 실린더에 제공된 압력은 약 10.2 기압(150 psi)이다. 폴리에스테르 필름의 도포물 및 침지조 사이의 공기 흐름은 5.08cm(2 inch)이었다. 캐스팅시킨 후에, 복합막을 25℃로 유지시킨 수조 중에 1분 동안 침지시키고, 후속적으로 대기압 이하의 압력 및 분당 121.9 내지 182.88cm(4 내지 6 feet)로 이동하고 있는 웹(web)의 표면에 가해지는 예열 기류[60℃ (140。F]를 가진 천공 건조 롤(perforated drying roll) 위에 미리 세척된 웹을 운송함으로써 건조시켰다.

막 E를 실시예 1에 기술한 것과 같이 친수화시켰다.

건조된 소수성 막은 주사 전자 현미경법(SEM)에 의하여 측정된 두께가 6 내지 10㎛인 중간 다공성 대역을 나타냈다.

HSA의 존재 및 부재 하에 PhiX 174를 함유하는 PBS 용액을 사용하는 시험으로 얻은 결과를 제8도에 나타내었다. 모든 시험을 초 당 1100의 채널 전단 응력 및 시간 당 3 리터/㎡의 속으로 수행하였다. 채널 종횡비가 약 100 이상인 경우에는 바이러스 보유에 대한 효과가 거의 없었다.

[실시예 5]

막 A로 명명하여, 상기와 같이 제조된 본 발명으 막을 제2d도의 2단 시스템에 사용하여, 실제로 사용할 수 있는 시스템에서의 성능을 증명하였다. 2단 시스템을 양 단계에서 초 당 1100의 재순환 전단 응력 및 시간 당 6 리터/㎡의 용적 속에서 접속 방향 흐름 조건 하에 작동시켰다. 처리된 유체의 부피는 200ml 이었고, 각각의 경우에 있어서의 처리 시간은 약 5분이었다.

인산염 완충 식염수 중의 0.25% HSA를 함유하는 공급 용액을 한편에는 PhiX 174, 다른 한편에는 PHi 6의 파아지로, 각각 약 5 x 10⁷pfu/ml로 스파이크시켰다.

시료를 각각의 흐름 중에 유입시키고, 결과를 표 2 및 3에 나타내었고, 표 2 및 3에 나타낸 흐름수를 제2d도에 나타내었다. 5시간 후에, 각각의 흐름에서 출발 공급물의 농도에 대한 측정된 HSA 농도 비율 및 바이러스 LRV 수치를 기록하였다.

HSA 농도 비율을 제4도에 나타낸 거름 계수를 기준으로 하여 계산된 수지와 비교하였다. 각각의 흐름 중의 농도는 막 특성에 따르는 HSA 회수율을 나타내는 이론치와 근접한다.

PhiX 174의 경우에 있어서, 단계 1 및 2의 유출 중에서 각각 4.2 log 및 4.8 log의 제거도가 측정되고, 최종 처리된 유체 중에서 5.6 log의 전체 제거도의 합이 측정되었다. Phi6의 경우에 있어서, 두 단계 중의 어느 한쪽 단계의 유출물 중에서 Phi6가 검출되지 않았다. 양 실험에서 바이러스는 제1단계 재순환 흐름으로부터 제거된 흐름(31)으로서 회수하였다.

Claims (13)

1. 0.05 내지 10미크론의 평균 세공(pore) 크기를 갖는 기재, 표면 표피층, 및 상기 기재와 상기 표피층 사이에 위치하고 다공성이며 상기 표피층으로부터 상기 막 기재에 걸쳐있는 공극(void)이 없는 중간 다공성 대역을 포함하며, 5 x 10²내지 5 x 10⁶달톤의 단백질 분자량 컷-오프(cut-off)를 가지며 3이상의 대수 감소값(log reduction value)을 나타낼 수 있고 이 대수 감소값이 직경 10 내지 100nm의 입도 범위 내에서 입자 직경의 함수로서 단조 증가함을 특징으로 하는, 바이러스 입자 크기의 크기 범위 특성에 속하는 크기를 갖는 입자를, 그 입자를 함유한 용액으로부터 선택적으로 분리하기 위한 비대칭 복합막.
2. 제1항에 있어서, 상기 중간 다공성 대역이 두께가 5 내지 20미크론임을 특징으로 하는 복합막.
3. 제1항에 있어서, 기재가 미다공성(microporous) 막임을 특징으로 하는 복합막.
4. 제3항에 있어서, 중간 다공성 대역의 두께가 5 내지 20미크론임을 특징으로 하는 복합막.
5. 제3항에 있어서, 막 기재가 폴리비닐리덴 디플루오라이도로 제조됨을 특징으로 하는 복합막.
6. 제4항에 있어서, 막 기재가 폴리비닐리덴 디플루오라이드로 제조됨을 특징으로 하는 복합막.
7. 제3항에 있어서, 상기 표피층, 상기 중간 다공성 대역 및 상기 막 기재가 폴리비닐리덴 디플루오라이드로 제조됨을 특징으로 하는 복합막.
8. 제5항, 6항 또는 7항에 있어서, 중간 대역의 두께가 5 내지 10미크론임을 특징으로 하는 복합막.
9. 제1항, 2항, 3항 또는 4항에 있어서, 형태가 평판 형태임을 특징으로 하는 복합막.
10. 제1항, 2항, 3항 또는 4항에 있어서, 형태가 중공 섬유 형태이고, 상기 표피층이 상기 섬유의 겉 표면으로 이루어짐을 특징으로 하는 복합막.
11. 제1항, 2항, 3항 또는 4항에 있어서, 세공이 친수성 표면을 가짐을 특징으로 하는 복합막.
12. 제1 여과 단계에서 용액을 제1항의 복합막의 표피층과 직접 접촉시키면서 통과시켜 표피층에 의해서 입자를 보유시킴으로써 입자 풍부 용액을 형성시키는 동시에 실질적으로 상기 입자가 없는 상기 용액 중의 용질을 상기 복합막을 통하여 통과시키는 단계를 포함하며, 입자 제거의 대수 감소값이 상기 입자 직경의 함수로서 단조 증가하는, 용액으로부터 크기가 10 내지 100nm인 입자를 3 이상의 대수 감소값으로 선택적으로 제거하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 입자가 바이러스 입자이고, 상기 용액이 단백질 용액임을 특징으로 하는 방법.