KR930005294B1 - 다공성 유공섬유막 및 그를 사용하는 비루스의 제거방법 - Google Patents

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Description

다공성 유공섬유막 및 그를 사용하는 비루스의 제거방법

제1도는 본 발명에 따르는 다공성 유공 섬유막의 한 말단부의 계략도로서 숫자 1은 다공성 유공 섬유막의 다공성 중합체벽을 나타내고, 숫자 2는 다공성 중합체벽의 횡단면부를 나타내며, 숫자 3은 다공성 중합체벽의 종단면부를 나타내고, 숫자 4는 다공성 유공섬유막의 외벽 표면부를 나타낸다.

제2도는 제1도의 숫자 2로 표시된 부분의 주사 전자광 현미경에 의한 확대된 개략도이다.

제3도는 제1도의 숫자 3으로 표시된 부분의 주사전자광 현미경에 의한 확대된 개략도이다.

제4도는 제1도의 숫자 4로 표시된 부분의 주사 전자광 현미경에 의한 확대된 개략도이다.

제5도는 본 발명에 따르는 여러 가지 형태의 다공성 유공 섬유막에 있어서 평면의 내부벽 표면으로부터의 거리 변화에 대한 단일 평면내 다공성의 변화를 나타내는 그래프이다.

제6도는 비루스를 단백질 수용액으로부터 제거시키는 본 발명의 방법중의 하나를 설명하는 흐름도이다.

본 발명은 다공성 유공 섬유막 및 그를 사용하는 비루스의 제거방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 유공 섬유막의 환상 절단면의 방사 방향에 수직인 모든 면에서 측정할 때, 내부 및 외부막 표면이 0.01 내지 10μm의 단일 평면내 평균 기공 직경을 가지며, 다공성 막 벽이 10% 이상의 단일 평면내 다공도를 가지며, 언급된 단일 평면내 다공도가 내부 및 외부막 표면 사이에서 적어도 하나의 최소값을 나타내는 그의 독특한 다공성 구조로 특징 지워지는 신규의 다공성 유공섬유막에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 언급된 다공성 유공섬유막을 사용하여 비루스를 함유하는 단백질 수용액으로 부터 비루스를 제거하는 방법에도 관련된다. 신규의 유공 섬유막 및 본 발명의 방법은 그들이 뛰어난 비루스 제거 백분율 및 높은 여과속도를 동시적으로 성취시킬 수 있다는 장점을 가지며 비루스 제거에 매우 효과적이므로 특히 유용하다.

균일하고 대칭성인 막(예, 미합중국 특허 제4401567호에 개시된 미세 다공성 폴리에틸렌 유공 섬유)을 사용하여 수용액으로부터 비루스를 제거하는 방법이 일본 특허출원공개 명세서 제60-142860호, 제60-142861호 및 제61-168367호에 설명되어 있다. 이들 선행 기술의 방법에서, 5μm 이상의 유효 두께 및 균일한 기공구조를 갖는 유공섬유를 사용하여 비루스를 제거한다. 이러한 유공 섬유막의 예로서, 길이 방향으로 일정하게 향해진 미세섬유로 형성된 사각형 기공과 언급된 미세섬유에 실질적으로 오른쪽 각으로 연결된 결절 부위를 가지며, 기공의 평균 폭이 0.05 내지 0.35μm 범위이며, 기공이 내부벽 표면에서 외부벽 표면까지 서로 인접하여 겹쳐진 다중세포 구조를 형성하는 폴리에틸렌 미세 다공성 유공섬유를 들 수 있다. 이들 일본국 특허출원의 명세서에서, 앞서 언급된 유공 섬유막으로 신선한 HBS 항원-양성인 혈청을 여과하여 수득한 여액을 전자 현미경으로 관찰할 때 0.042μm의 직경을 갖는 대인 입자(Dane particle)를 전혀 탐지할 수 없는 효과를 설명하고 있다. 그러나 이와 관련하여 실질적인 비루스 제거 백분율(전자 현미경에 의해 측정 가능한 비루스 제거 백분율의 상한선이 약 99%이다)에 대한 설명이 전혀 없다. 또한, 상기와 같은 경우에, 여과 조건의 하나인 막 사이의 압력이 50mmHg 이하이고, 여과속도는 극히 낮으므로, 이러한 여과 방법은 비루스 제거를 위해 상업적으로 이용할 수 없다. 더욱이 여과속도가 낮으므로 여액의 생리적 활성이 극히 낮아진다.

한편, 일본 특허출원 공개 명세서 제61-254205호에서, 0.02 내지 0.2μm의 평균 기공 직경 및 10% 이상의 단일평면내 다공도를 가지는 구리 암모니아 재생된 셀룰로오스로 만들어진 다공성 유공섬유를 사용하여 난알부민 함유 수용액으로부터 타바코모자익 비루스의 제거방법이 설명되어 있다. 그러나, 이 방법에서 비루스 제거 백분율은 약 99%이고 난알부민 투과성은 43%이므로 실용하기에 만족스럽지 못하다. 상기의 유공 섬유는 비교적 균일한 기공구조를 갖는다.

비대칭성 또는 균일한 대칭성 다공막을 사용하는 상기 언급된 종래의 방법으로 높은 비루스 제거 백분율 및 높은 여과속도(또는 단백질의 높은 투과성)를 동시적으로 성취할 수 없다. 종래의 다공성막의 단백질 투과도는 약 50%이다.

일반적으로, 다공성막의 평균 기공직경이 감소하면 비루스 제거 백분율은 증가하나 여과속도 및 여액의 단백질 농도는 저하한다. 평균 기공 직경이 증가하면 비루스 제거 백분율은 99% 이하로 저하하므로 비루스 제거용 막으로 만족스럽지 못하다. 비루스 제거용 막에 정상적으로 요구되는 비루스 제거 백분율은 99.99 내지 99.999999%이다. 따라서, 다공성막을 비루스 함유 단백질 수용액으로부터 비루스의 제거에 이용할 때 뛰어난 비루스 제거 백분율 및 높은 여과속도를 동시에 만족시키지 못한다는 기술적인 어려움에 부딪힌다. 그러므로, 이러한 문제점을 해결하여 뛰어난 비루스 제거백분율 및 높은 여과속도를 갖는 다공성 유공 섬유막의 개발이 요망되어 왔다.

종래의 다공성 막에서 불가피하게 발생되는 전술된 단점이 없는 신규의 다공성 유공 섬유막 및 비루스 제거방법을 개발하고자 본 발명자들은 광범위하고 집중적인 연구를 행하였다. 그 결과 우연히 이러한 목적이 유공 섬유막의 환상 절단면의 방사 방향에 수직인 모든 평면으로 측정할 때 다공성 중합체막이 10% 이상의 단일 평면내 다공도를 가지며 단일 평면내 다공도는 내부 및 외부막 표면 사이에서 적어도 하나의 최소치를 나타내는 특수한 기공 구조를 갖는 신규의 다공성 유공 섬유막에 의해 성취되어질 수 있음을 발견하였다.

따라서, 본 발명의 하나의 목적은 매우 높은 분리능을 가지며 단백질 수용액으로 부터 비루스의 제거에 특히 유용한 신규의 다공성 유공 섬유막을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 매우 높은 비루스 제거 백분율로 비루스를 제거시키고 또한 높은 단백질 투과도로 단백질을 변성시킴 없이 단백질을 회수함에 효과적인 단백질 수용액으로부터의 비루스 제거방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 전술된 목적 및 다른 목적, 특성 및 장점은 후속하는 도면과 연결되어진 다음에 오는 상세한 명세서 및 부속하는 특허청구범위로부터 이 기술 분야에 능숙한 사람들에게 분명해질 것이다.

본 발명의 한 측면으로서, 실질적으로 환상의 단면부를 가지는 다공성 중합체벽과 언급된 다공성 중합체벽의 종방향으로 뻗혀있고 언급된 다공성 중합체벽의 내부벽 표면에 의해 한정되는 공동부로 이루어짐을 특징으로 하는 다공성 유공섬유막이 제공되어지며, 언급된 다공성 중합체벽이 내부벽 표면으로부터 외부벽 표면에 이르는 관통로를 형성하는 기공을 가지며, 언급된 다공성 중합체벽의 내부 및 외부벽 표면이 0.01 내지 10μm의 단일 평면내 평균 기공 직경을 가지며, 언급된 단일 평면 내 평균기공 직경은 언급된 환상 절단면의 방사방향에 수직인 평면에서 측정된 평균 기공 직경이며, 언급된 다공성 중합체벽은 언급된 환상 단면의 방사방향에 수직인 모든 평면에서 측정된 10% 이상의 단일 평면내 다공도를 가지며, 언급된 단일 평면내 다공도는 언급된 내부벽 표면과 언급된 외부벽 표면 사이에서 계속하여 변화하고, 언급된 단일 평면내 다공도는 언급된 내부 및 외부벽 표면 각각의 부근에서 증가하여 언급된 내부 및 외부벽 표면 사이에서 적어도 하나의 최소 값을 나타내며, 언급된 내부 및 외부벽 표면 각각에서의 언급된 단일 평면내 다공도는 언급된 다공성 중합체 벽 내부의 단일 평면내 다공도의 최저값의 적어도 1.5배이다.

본 발명의 다공성 유공 섬유막의 가장 현저한 특성은 다공성 유공 섬유막 실질적으로 환상단면 및 특수한 기공 구조를 가지는 다공성 중합체벽을 함유한다는 점이다.

본 발명의 다공성 유공 섬유막은 다음의 구조적 특성을 가진다 :

(1) 주사 전자광 현미경으로 측정시 다공성 유공 섬유막의 내부 및 외부벽 표면의 단일 평면 내 평균기공 직경이 0.01 내지 10μm의 범위 내이고 ;

(2) 단일 평면 내 다공도가 환상 단면의 방사방향에 수직인 모든 평면에 대하여 10% 이하이며 ;

(3) 단일 평면 내 다공도가 다공성 유공 섬유막의 내부벽 표면 및 외부벽 표면 사이에서 계속하여 변화하고, 이 다공도는 내부 및 외부벽 표면 각각의 근처에서 증가하고 내부 및 외부벽 표면 사이에서 적어도 하나의 최소 값을 나타내고 ;

(4) 다공성 유공 섬유막의 내부 및 외부벽 표면 각각의 단일 평면내 다공도가 다공성 중합체 벽 내부의 단일 평면내 다공도의 최소값의 적어도 1.5배이다.

여기에서 사용되는 용어 “단일 평면내 평균 기공직경”은 다공성 중합체벽의 환상 단면부의 방사방향에 수직인 다공성 중합체 벽의 평면 내에 있는 기공직경의 평균치를 의미한다. 언급된 “평면”은 다공성 중합체벽의 내부 및 외부벽 표면을 포함하며, 또한 다공성 중합체벽의 내부 및 외부벽 표면에 평행인 다공성 중합체벽 내부 및 표면의 평면을 포함한다. 따라서, 정확히 말하자면, 언급된 평면은 편평하지 않고 굽어져있다. 그러나, 나중에 설명되듯이 주사 전자광 현미경으로 극히 한정된 부분에 대하여 측정하므로 용어 “평면”은 본 발명에서 편의상 사용하는 것이다.

마찬가지로, 여기에 사용된 용어 “단일 평면내 다공도”는 다공성 중합체벽의 환상 단면부의 방사방향에 수직인 다공성 중합체 내부 및 표면의 평면에서의 다공도를 의미한다. “표면”은 앞서 정의한 바와 동일한 의미를 갖는다.

단일 평면내 평균 기공 직경 및 단일 평면내 다공도와 관련하여 여기에서 사용되는 용어 “최소값”은 수학과 일치하여 곧 바로 선행하거나 후속하는 어느 값보다 적은 변화량의 값을 의미하며, 언급된 최소값이 반드시 가장 낮은 값과 동일하지는 않다. 그러나 하나의 최소 값만이 있을 경우, 그 가장 낮은 값은 최소값과 동일하다. 마찬가지로, 단일 평면 내 평균 직경 및 단일 평면 내 다공도와 관련하여 여기에서 사용되는 용어 “최대값”은 수학과 일치하여 곧 바로 선행하거나 후속하는 어느 값보다 더 큰 변화량의 값을 의미하며 최대 값은 반드시 가장 높은 값과 동일하지 않다.

이제, 제1 내지 4도에 관하여 설명하자면, 다공성 유공섬유막의 특수한 기공 구조를 설명하기 위해 개략도가 제시되어 있다. 제1도에서, 숫자 1은 다공성 유공 섬유막의 다공성 중합체벽을 나타내고, 숫자 2는 다공성 중합벽의 횡단면부를 나타내며, 숫자 3은 다공성 중합체벽의 종단면부를 나타내고, 숫자 4는 다공성 유공 섬유막의 외부벽 표면부를 나타낸다. 제2도에서, 제1도는 숫자 2로 표시된 부분의 주사 전자광현미경에 의한 확대한 개략도가 제시되어 있다. 제3도에서, 제1도의 숫자 3으로 표시된 부분의 주사 전자광현미경에 의한 확대된 개략도가 제시되어 있다. 제4도에서, 제1도의 숫자 4로 표시된 부분의 주사 전자광현미경에 의한 확대된 개략도가 제시되어 있다. 제2 내지 4도로부터 분명한 바와 같이, 기공(빈부분)은 다공성 중합체벽의 표면에서 균일하게 존재하며, 다공성 중합체벽의 두께 방향에서는 불균일하게 존재한다. 다시말해, 단일 평면내 다공도는 회부벽 표면과 외부벽 표면 사이에서 계속하여 변화한다. 더우기, 단일 평면내 다공도는 내부 및 외부벽 표면 각각의 근처에서 내부 및 외부벽 표면 각각에서의 단일 평면내 다공도의 값을 향하여 증가하며, 내부 및 외부벽 사이에서 적어도 하나의 최소 값을 나타낸다. 내부 및 외부벽 표면의 각각에서의 단일 평면내 다공도는 다공성 중합체벽내의 단일 평면내 다공도의 가장 낮은 값의 적어도 1.5배이다. 상술된 바와같은 기공 특성이 제5도로부터 더욱 분명하게 이해될 것이다.

제5도에서, 본 발명에 따르는 여러 가지 형태의 다공성 유공섬유막에 있어서 내부벽 표면으로부터의 평면의 거리 변화에 대한 단일 평면내 다공도의 변화를 나타내는 그래프가 제시되어 있다. 곡선 A는 단일 평면내 다공도의 2개의 최소 값을 갖는 다공성 유공 섬유에 대한 단일 평면내 다공도의 변화를 나타낸다. 곡선 B는 내부 및 외부벽 표면 사이의 중간 부분에서 단일 평면 다공도의 하나의 최소값을 가지는 실시예 1의 다공성 유공섬유(후술됨)에 대한 단일 평면내 다공도의 변화를 나타낸다. 곡선 C는 곡선 C 및 곡선 B의 유공섬유 둘다가 단일 평면내 다공도의 하나의 최소값을 가진다는 점에서 곡선 B의 다공성 유공섬유와 유사한 다공성 유공섬유에대한 단일 평면내 다공도의 변화를 나타낸다. 그러나, 곡선 C의 유공 섬유는 비루스 제거효과에 있어서 곡선 A의 것과 유사하다. 왜냐하면, 이들 유공섬유 둘다는 중간부분으로부터 외부벽 표면쪽으로 치우친 부분에서 단일 평면내 다공도의 하나의 최소 값을 가지기 때문이다. 곡선 A는 단일 평면 다공도의 최소 값이 두번 나타나며, 이들 최소 값이 약 10% 내지 20% 범위 내로 적은 다공성 유공섬유막에 대응한다. 이러한 유공 섬유막에서, 단일 평면내 다공도가 최저인 부분에서 단일 평면내 평균기공 직경이 내부 및 외부벽 표면의 것에 비하여 극히 작기 쉽다. 즉, 표피구조가 형성되기 쉽다. 그러므로, 비록 이러한 유공 섬유막이 약간 낮은 단백질 투과도(예를 들어, 약 70%)를 가지고 있을지라도, 이들을 비루스 제거백분율이 특히 높아야 할 경우에(예를 들어, 99.999999% 이상) 비루스 제거를 위해 바람직하게 사용될 수 있다.

여러 가지 단일 평면내 다공도 변화를 갖는 다공성 유공 섬유막은 다공성 유공 섬유막의 제조 과정에서 여러가지 조건을 조절하여 수득할 수 있다. 즉, 그들을 사출액 및 응고조의 조성, 방사용액을 사출액 및 응고조 등과 접촉시키는 시간을 조절하여 수득할 수 있다.

단일 평면내 다공도의 최소 값은 막벽을 막의 내부벽 표면으로부터 막의 외부벽 표면까지 방사 방향으로 10부분으로 나누고, 후술되는 방법으로 측정된 단일 평면내 다공도의 값을 z/d에 대한 각각의 대응점에서 그려넣고 수득된 곡선에 기준하여 수학적으로 결정할 수 있다. 여기에서, z는 내부벽 표면으로부터의 거리를, d는 막의 두께를 나타낸다(제5도 참조).

전술된 다공성 유공섬유막은 주로 중합체로 제조된다. 중합체의 예로 아크릴로니트릴, 술폰, 비닐리덴클로라이드, 비닐클로라이드, 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트, 우레탄, 스티렌 및 비닐 알코올의 단일 중합체 및 공중합체 ; 폴리트리플루오로클로로에틸렌 ; 폴리테트라플루오로에틸렌 ; 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀 ; 폴리아미드 ; 폴리에스테르 ; 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 니트레이트, 셀룰로오스 부티레이트 및 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 ; 재생된 셀룰로오스 ; 및 셀룰로오스 및 뮤코풀리사카라이드가 있다. 유공 섬유막의 다공성 중합체벽의 조성은 50중량% 이상의 중합체 및 50중량% 이하의 적절한 첨가제, 예를 들어, 실리카 및 활성탄과 같은 저분자량 무기 화합물 및 가소제 및 계면 활성제와 같은 저분자량 유기 화합물을 함유할 수 있다.

다공성 유공섬유의 바람직한 제조 방법은 다음과 같이 설명된다. 공정중에, 중합체방사 용액을 환상 구멍을 통하여 압출시켜 공동부를 가지는 섬유 압출물을 제조하고, 환상 구멍의 중심부에 있는 사출 튜브를 통해 섬유 압출물의 공동부 내에 사출액을 동시적으로 사출시킨다. 이 경우, 섬유 압출물은 응고액속에 즉각적으로 침적시킨다. 상기 언급된 공정 중에서 사출액과 응고액의 작용에 의해 섬유 분출물의 벽에서 미상분리가 발생한다. 미상분리가 처음에는 섬유 분출물의 내부 및 외부벽 표면에서 발생하며 벽의 내부 속으로 진행된다. 여기에서 사용되는 용어 “미상분리”는 중합체가 많은 상 또는 중합체가 적은 상이 중합체용액중에서 약 0.01 내지 약 5μm의 직경을 갖는 입자로서 안정하게 분산되는 상태를 의미한다. 입자의 형성에 기인하여 중합체 용액은 먼저 그의 투명성을 상실하고 이어서 차츰 응고 및 재생 과정을 거친다. 생성된 다공성막은 다공성막의 동결 파열 표면이 0.1 내지 수 μm 범위의 직경을 가지며 서로 연결된 많은 입자로 이루어진 것과 같은 특징적 구조를 갖는다(제2 및 3도 참조).

본 발명의 다공성 유공 섬유막의 제조에 있어서, 방사용액은 공기방울 및 불용성 잔류물이 없게하고, 방사용액의 조성을 엄격히 조절하고, 방사용액의 온도를 10 내지 40℃, 바람직하게는 주위온도 근처의 온도로 엄격하게 유지시키며, 구멍의 중간에있는 사출 튜브로부터 공급되는 사출액과 응고액이 동일한 또는 유사하게 엄격히 조절된 조성을 가지게 하고, 그의 온도를 10 내지 40℃, 바람직하게는 주변온도 근처로 유지시켜야 한다. 본 발명의 다공성 유공섬유막의 제조 방법은 중합체로서 구리 암모늄 재생된 셀룰로오스 용액을 사용하는 보기를 들어 더 상세하게 설명한다. 다른 중합체를 사용하는 본 발명의 다공성 유공 섬유막을 다음에 설명된 바와 거의 동일한 방법으로 제조할 수 있다.

셀룰로오스 린터를 구리 암모니아 용액 중에 녹여서 셀룰로오스농도가 2 내지 10중량 %인 방사 용액을 수득한다. 방사용액은 균질하고 완전히 여과 및 공기가 제거되어져야 하고, 방사 동안에 셀룰로오스 농도는 ±0.05중량% 내에서 미리 결정된 수준으로 유지되어야만 한다. 방사용액을 완전하게 여과하여 용액내에 불순물이나 불용 상태의 온도는 ±0.1℃ 범위 내에서 미리 결정된 온도로 유지시키고, 방사기의 공기 온도를 방사용액의 온도에서의 불균일성을 발생시키지 않도록 조절한다. 주로 방사 용액의 셀룰로오스 농도를 변화시킴에 의하여 단일 평면내 다공도 및 다공성 유공 섬유막의 내부 및 외부벽 표면의 단일평면내 평균기공 직경을 변화시킬 수 있다. 이와 같이 제조된 방사 용액은 일정한 속도(예, 1.0 내지 5.0ml/분)로 구멍(예, 직경 2mm)으로부터 압출되어진다. 이 경우, 기복이 발생하여서는 안된다. 방사용액의 압출과 동시적으로 사출액으로서 방사용액의 미상분리를 일으키는 용액(예, 35 : 1 : 50과 같은 비율로 아세톤, 암모니아, 물로 이루어진 삼원계)을 일정한 속도(예, 2.0 내지 20ml/분)로 사출 튜브(예, 직경 0.6mm)로 부터 사출시킨다. 사출액의 조성 및 온도를 적어도 방사용액의 것들 만큼 엄격하게 조절시켜야 한다. 이와 관련하여, 사출액의 조성을 변화시킴에 의하여 내부벽 표면의 단일 평면내 다공도 및 단일 평면 내 평균 기공 직경 뿐아니라 벽 내부의 것들도 변화시킬 수 있다. 섬유 성형된 압출물(내부는 사출액이고, 외부는 방사 용액이다)을 응고조 내에 즉시 침적시킨다. 응고액의 조성(예를 들어, 아세톤, 암모니아, 물로 이루어진 삼원계)을 사출액의 것과 동일하거나 유사하게 만들고 조성과 온도를 사출액의 것만큼 엄격하게 조절하여야 한다. 응고액의 조성을 변화시킴에 의하여 외부벽 표면의 단일 평면내 다공도 및 단일 평면내 기공 직경 뿐 아니라 벽 내부의 것들도 변화시킬 수 있다. 응고조의 깊이 및 흡수 속도를 정하여 섬유 성형된 압출물을 응고조 내에서 고정된 시간(예, 1시간 30분) 동안 침적시킨다. 흡수 시킨 후 생성된 섬유를 2중량% 농도를 가지는 황산수용액을 사용하여 재생시키고, 물로 세척 건조한다.

본 발명의 다공성 유공 섬유막은 그 막의 (1)항 내지 (4)항의 앞서 언급된 기공 구조 특성 때문에 막이 그 막의 내부 및 외부벽 표면에서 비루스의 직경보다 더 큰 단일 평면내 기공 직경을 갖는다 하더라도 단백질 수용액에 함유된 비루스를 완전하게 제거시킬 수 있다. 본 발명의 다공성 유공 섬유막은 막 벽의 방사 방향의 환상 단면에서의 기공의 특징적인 변화 및 앞서의 제(3)항에서 언급된 바와 같이 내부 및 외부벽 표면 사이에서 적어도 한 부분에서 단일 평면내 다공도의 최소값이 존재함에 기인하여 비루스의 통과를 억제시킴에 매우 효과적이다. 더욱이, 본 발명의 다공성 유공 섬유막은 앞서의 제 (1), (2) 및 (4)항에서 언급된 바와같은 기공 구조특성에 기인하여 단백질의 투과에 역효과를 나타내지 않는다. 그러므로, 단백질 수용액으로부터 비루스의 제거에 있어서, 본 발명의 다공성 유공 섬유막을 사용하여 회수된 단백질의 생리적 활성은 종래의 방법으로 회수된 단백질의 생리 활성에 비교하여 매우 뛰어나다.

본 발명의 다공성 유공 섬유막의 단백질 투과성 및 단백질 투과속도는 단백질이 투과되는 막의 한 표면의 다공도를 막벽 내부의 것보다 더 크게 만들어 개선시킬 수 있다. 예를 들어, 막벽의 재료로서 어떤 종류의 중합체가 사용된다할지라도, V_A/V_W의 값(여기에서, V_A는 5중량%의 알부민 수용액에 대한 투과도를, V_W는 정제수에 대한 투과도를 나타낸다.)은 막벽내부의 단일 평면내 다공도의 최소 값에 대한 물과 알부민 용액을 통과시키는 막의 한쪽 표면에서의 단일 평면내 다공도의 비율이 적어도 1.5일 때 이러한 비율이 1일 때의 것과 비교하여 상당히 개선되어진다. V_A/V_W의 값은 상기 언급된 비율이 적어도 2일 때 현저히 개선되어지며 때때로 2배 이상으로 되기도 한다.

막을 통한 비루스의 이동을 억제하는 성능을 더욱 개선시키려는 관점에서, 다공성 중합체벽이 단일 평면내 평균 기공 직경이 내부벽 표면 및 외부벽 표면 사이에서 연속적으로 변화하여서, 내부벽 표면으로부터 외부벽 표면으로 향하여 단일 평면 내 평균 기공 직경이 양자 택일적으로 적어도 두번 감소하고 증가하며, 그리하여 내부 및 외부벽 표면 사이에서 단일 평면내 평균 기공 직경이 연속적으로 변화함에 있어서 적어도 하나의 최소값, 하나의 최대값 및 하나의 최소값의 상기의 순서로의 발생을 보여주고, 단일 평면내 평균 기공 직경이 언급된 외부벽 표면 근처에서 증가하고 막의 벽부분이 후술되는 층 구조를 가지는 기공 구조를 갖는 것이 바람직하다. 단일 평면내 평균 기공 직경의 상기 언급된 양자택일의 감소 및 증가에서 최후의 증가와 함께 단일 평면내 평균 기공 직경은 외부벽 표면에서의 단일 평면내 평균 기공 직경의 값을 향하여 증가한다.

다공성 중합체벽 내부의 단일 평면 내 평균 기공 직경은 0.005 내지 10μm의 범위 내이다.

본 발명의 다공성 유공 섬유막에 대하여 최소의 단일 평면내 다공도 값을 나타내는 평면에서 단일 평면내 평균 기공 직경은 제거시키려는 비루스의 직경보다 더 크다. 일반으로, 본 발명의 다공성 유공 섬유막의 벽부분의 층 구조를 이루는 층의 수가 클 때, 최소의 단일 평면 내 다공도 값을 나타내는 평면에서 단일 평면내 평균 기공 직경이 비루스의 직경의 약 2배라 할지라도, 그 막은 비루스의 통과를 매우 효과적으로 억제시킬 수 있다. 본 발명의 다공성 유공 섬유막은 바람직하게 벽 두께방향으로의 층 구조를 가지며, 그 막은 다음의 특징을 갖는다 :

(1) 기공 직경분포 및 기공 배위와 같이 기공 특성의 균일성이 내부 및 외부벽 표면과 평행인 모든 특별한 평면의 모든 부분에서 관찰되어지고, 이러한 평면의 모든 부분이 여과특성의 견지에서 스크린 필터와 유사하다 ;

(2) 내부 및 외부벽 표면에 평행인 모든 특별한 평면에서, 기공이 마구잡이로 배치되어 있거나 섬유측 방향을 따라서만 규칙적으로 배열되어 있다 ;

(3) 모든 이러한 평면에 대하여 특수한 기공 직경분포, 단일 평면 내 평균 기공 직경 및 단일 평면내 다공도를 측정할 수 있다 ;

(4) 이러한 평면 각각은 막벽의 환상 단면의 방사방향에서 막의 내부벽 표면으로부터 평면의 거리에 따라 서로 다른 기공직경분포, 서로 다른 기공 직경 및 서로 다른 단일 평면내 기공도를 갖는다. 본 발명의 다공성 유공섬유막의 제조를 지배하는 원리의 견지에서, 상기 언급된 평면 각각은 하기식의 두께를 가지는 층의 단면에 접근한다. 이 단면은 2층의 표면에 평행이다.

여기에서, 2S₂는 앞서 설명된 미상 분리로 형성되는 미세입자의 직경을 나타낸다. 본 발명의 다공성 유공섬유막의 다공성 중합체벽을 구성하는 층의 수는 약 10 내지 약 300의 범위 내가 바람직하다. 층의 수는 단백질 등에 대한 높은 투과도를 보장하기 위하여 약 300 보다 크지 않는 것이 바람직하다. 여기에서 사용되는 “층의 수”는

(d는 막의 두께를, S₂는 앞서 정의된 바와같다)로 정의된다. 한편, 다공성 유공섬유막의 단면부로 표시되는 섬유측에 수직인 평면은 0.1 내지 2μm의 직경을 가지는 입자의 층-형성 축적에 가깝다.

막을 통한 비루스의 통과를 억제시키는 능력을 개선시키기위하여, 유공 섬유의 내부벽 막에서의 여과물 흐름의 평균 전단속도가 증가되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 비루스 통과 억제성능은 전단속도가 1000sec^-1이상일 때 진단 속도가 0일 때 나타나는 것의 약 10배이다.

본 발명의 다공성 유공 섬유막에 대하여 단일 평면내 평균 기공 직경의 최소 값에 대한 단일 평면내 평균기공 직경의 최대값의 비율이 바람직하게는 1.2 내지 10의 범위 내이고, 더욱 바람직하게는 1.2 내지 2이다. 단백질 수용액의 여과 속도를 증가시키기 위해서 단일 평면내 평균 기공 직경에 대한 최고 값의 존재가 바람직하다. 최고 값의 존재는 그것이 유공 섬유막의 기계적 변형에 대한 완충성을 제공함으로 유공 섬유막의 기계적 특성을 개선시키는 관점에서도 바람직하다. 그러나 단일 평면내 평균 기공 직경의 최대 값이 너무 클 경우, 비루스의 통과를 억제시키는 막의 성능이 빈약해지는 경향이 있다. 이러한 이유 때문에 단일평면 내 기공 직경의 최소 값에 대한 단일 평면내 평균 기공직경의 최대치의 상기 언급된 비율이 바람직하게는 10 이하, 더욱 바람직하게는 2 이하이다.

본 발명에 따른 다공성 유공 섬유에 대한 단일 평면 내 다공도의 상한선이 제한되지는 않으나 막의 제조의 용이함을 위해서 바람직하게는 약 80%이다.

본 발명의 유공 섬유막이 바람직하게는 10μm 내지 200μm의 벽두께를 갖는다. 10μm 이하의 벽 두께를 가지는 막을 사용하면, 비루스 제거 백분율이 저하된다. 한편, 200μm 이상의 벽 두께를 가지는 막을 사용하면 단백질 투과성이 감소하여 단백질의 회수를 저하시킨다.

본 발명의 유공 섬유막의 벌크 다공도가 바람직하게는 30 내지 약 75%, 더욱 바람직하게는 40 내지 약 75%이다. 벌크 다공도가 증가할 때 단백질의 투과율이 증가한다. 벌크 다공도의 증가에 대한 단백질 투과속도의 증가의 비율은 벌크 다공도가 30% 이상일 때 커지며 이 비율이 벌크 다공도가 40% 이상으로 되면 더욱 커진다. 한편, 벌크 다공도가 약 75% 이상이면 비루스 제거에 대한 막의 성능이 떨어진다.

본 발명의 다공성 유공 섬유막의 중합체 벽의 내부 및 외부표면 각각에 존재하는 기공의 수가 바람직하게는 10⁶/㎠ 이상이다.

다공성 중합체 벽의 겉보기 평균 기공 직경이 14 내지 150nm의 범위 내이다.

비루스를 제거시키고자 하는 대상 액체가 3% 이상의 단백질 농도를 갖는다면 막을 구성하는 중합체상의 단백질의 부착이 단백질의 투과도, 그의 희수 및 여과 속도에 큰 영향을 미친다. 이와 관련하여, 친수성 중합체로 만들어진 막이 큰 V_A/V_W값(V_A및 V_W는 앞서 정의된 바와 동일하다)을 가지므로 바람직함이 주목된다. 더우기, 내부 및 외부벽 표면에서 실질적으로 동일한 단일 평면 내 다공도 및 단일 평면내 평면 기공직경을 가지는 다공성 유공섬유막에 대하여 미상 분리법에 의해 제조되는 다공성 유공 섬유막이, 저분자량을 갖는 물질을 유화시키고 중합체 용액과 혼합하여 방사 용액을 수득하고 수득된 용액을 유공 섬유로 방사시키고 이어서 저분자량을 가지는 물질을 유공 섬유로부터 제거시키는 방법과 같은 다른 방법으로 제조되는 다공성 유공 섬유막보다 더 높은 여과 속도 및 더 높은 여과능력을 갖는다. 그러므로 미상분리법에 의한 친수성 중합체로부터 제조되는 다공성 유공섬유가 고농도의 단백질 수용액으로부터 비루스를 제거시킴에 바람직하게 사용된다.

혈장은 본 발명의 방법에 따라 비루스가 제거될 수 있는 단백질 수용액의 예이다. 5% 이상의 단백질 농도를 가지는 혈장으로부터 비루스의 제거에 있어서, 다공성 유공섬유막을 구성하는 중합체의 화학 구조는 막의 성능에 큰 영향을 미친다. 이와 관련하여, 재생된 셀룰로오스와 같이 많은 수의 히드록시기를 함유하는 중합체로 만들어진 막이 막의 여과 성능 및 단백질 희수의 관점에서 바람직하다. 구리 암모니아 재생된 셀룰로오스로부터 미상 분리법에 의해 제조되는 막이 특히 바람직하다.

인혈장 중의 비루스, 예를 들어 간염 비루스, AIDS(후천성 면역 결핍증)비루스는 통상 인간에 대하여 감염성이 매우 높고 감염 후 인체에 중대한 영향을 미친다. 그러므로, 인혈장으로부터 이들 비루스의 제거에 있어서 제거 백분율은 99.999% 내지 99.999999%일 것이 요망된다. 이와같이 높은 제거 백분율로 비루스를 제거하기 위하여, 10 이상의 층으로 구성된 층 구조를 가지며 막두께(μm)의 값에 대한 단일 평면내 다공도(%)의 최소값의 비율이 0.05 내지 2.0 범위 내인 다공성 유공 섬유막을 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 언급된 막 중에서 100 이상의 층으로 이루어진 층 구조를 가지는 막이 더욱 바람직하다.

본 발명의 또 다른 측면으로, 실질적으로 환상 단면을 가지는 다공성 중합체 벽과 언급된 중합체벽의 내부벽 표면에 의해 한정되고 언급된 다공성 중합체 벽의 종방향으로 뻗혀 있는 공동부를 함유하며, 언급된 다공성 중합체벽이 언급된 중합체벽의 내부 벽 표면에서 외부벽 표면에 이르는 관통로를 형성하는 기공을 가지며, 언급된 다공성 중합체 벽의 내부 및 외부벽 표면이 0.01 내지 10μm의 단일 평면 내 평균 기공 직경을 가지며, 언급된 단일 평면 내 평균 기공 직경은 언급된 환상 단면의 방사 방향에 수직인 평면에서 측정된 평균 기공 직경이고, 언급된 다공성 중합체 벽이 언급된 환상 단면의 방사 방향에 수직인 모든 평면에서 측정된 10% 이상의 단일 평면 내 다공도를 가지며, 언급된 단일 평면 내 다공도가 언급된 내부막 표면과 외부벽 표면 사이에서 연속적으로 변화하며, 언급된 단일 평면 내 다공도는 언급된 내부 및 외부막 표면 각각의 근처에서 증가하고 언급된 내부 및 외부막 표면 사이에서 적어도 하나의 최소 값을 나타내며, 언급된 내부 및 외부벽 표면 각각의 단일 평면 내 다공도가 언급된 다공성 중합체벽 내부의 단일 평면내 다공도의 가장 낮은 값의 적어도 1.5배임을 특징으로 하는 다공성 유공섬유막과 비루스를 함유하는 단백질 수용액을 접촉시켜 단백질 수용액 중에 함유된 비루스의 제거 방법으로서, 언급된 용액과 막 사이의 접촉시킴이 다공성 중합체 벽의 내부 및 외부벽 표면 중 어느 한쪽에 대하여 실행되어지고, 막 사이의 압력을 적용시켜 단백질 수용액 중에 함유된 비루스를 다공성 유공 섬유막 내에 포획시키고 반면에 단백질 수용액은 다공성 유공 섬유막을 통하여 투과시킴을 특징으로 하는 단백질 수용액 중에 함유된 비루스의 제거 방법을 제공한다.

본 발명의 방법을 혈장, 특히 인혈장 등과 같은 비루스 함유 단백질 수용액에 적절하게 적용시킬 수 있다. 본 발명의 방법으로 처리되는 단백질 수용액은 그 용액의 유용 성분의 일부인 총 단백질의 농도로서 0.5 내지 30중량 %의 단백질 농도를 갖는다. 이러한 단백질 수용액의 예로서, 사람 또는 동물의 혈액 또는 혈장, 혈장 유도체물질 및 중간체, 혈장 유도체 함유 수용액, 성장 호르몬, 백신 등과 같은 생리적 활성 물질을 함유하는 주사제, 세포 배양액, 발효 공업의 생성물 수용액 및 그의 중간체, 진단 제제, 세포 배양용 혈청, 백신 등이 있다. 본 발명의 방법으로 제거되는 비루스로서, 간염 비루스, AIDS비루스, 인플루엔자 비루스, 소아마비 비루스 등이 있고 이들은 사람 또는 동물에 병원성이다.

본 발명의 방법에서, 비루스함유 단백질 수용액을 다공성 유공 섬유막의 내부벽표면 또는 외부벽 표면 어느 한쪽에 접촉시킨다. 단백질 수용액과 다공성 유공 섬유막의 벽표면과의 접촉은 벽표면을 따라 용액을 흘려보냄으로서 또는 벽표면상에 정지상태로 용액을 적용시킴으로서 실행할 수도 있다.

본 발명의 방법에 관련된 한의여과에서 약 0.1 내지 1atm의 막사이 압력이 적용된다. 본 발명의 방법에 따라, 비루스가 다공성 유공섬유막내에 효과적으로 포획되므로, 매우 높은 비루스제거백분율 뿐만 아니라 높은 단백질 침투성으로 단백질 수용액으로부터 비루스를 제거할 수 있다. 그러므로, 높은 여과속도가 실현된다. 더우기 본 발명의 방법에 따라, 단백질 수용액중에 함유된 단백질이 변성되지 않을뿐 아니라 단백질이 생리적 활성이 저하될 위험이 없다.

제6도에 대하여 설명하자면, 비루스를 단백질 수용액으로부터 제거되는 본 발명의 하나의 방법을 설명하는 흐름도가 제시되어 있다. 다수(약 10,000)의 본 발명의 다공성유공 섬유막을 다발로하여 모듀울을 만든다. 두 개의 모듀울이 F₁및 F₂로 표시되어 있다. 다수의 사람으로부터 수득된 혈장을 탱크 T₁에 채운다. 혈장의 온도를 약 40℃로 유지시킨다. 스위치 S₄, S₅및 S₁을 조작하여 펌프 P₁에 의하여 관 L₁을 통하여 모듀울 F₁또는 F₂로 공급한다. 모듀울 F₁또는 F₂에 적용되는 압력의 양이 입구쪽 압력게이지 G₂및 출구쪽 압력게이지 G₂와 진공관에서의 압력값의 차로서 주어진다. 스위치 S₁을 조작하여 모듀울 F₁또는 F₂를 선택한다. 모듀울 F₁또는 F₂로 부터의 여액을 스위치 S₃을 조작하여 관 L₄를 통하여 탱크 T₂로 흘려보낸다. 잔류하는 모든 여과물을 관 2를 통해 흘려보내고, 이어서 스위치 S₄를 조작하여 펌프 P₁으로 모듀울 F₁또는 F₂로 다시 공급한다.

스위치 S₂및 펌프 P₂를 조작하여 모듀울 F₁또는 F₂를 탱크 3에 저장된 완충용액으로 역방향으로 세척한다. 스위치 S₁및 S₅를 조작하여 역세척에 의한 유공섬유막의 공동부속으로 역방향으로 흐른 용액의 처음 부분은 관 L₂로 들어가고 용액의 나중 부분은 관 L₅를 통해 시스템의 외부로 흘려 보낸다. 상기의 단계에 의하여, 유공섬유의 역세척이 수행됨은 물론, 관 L₂내에서의 단백질 농도의 지나친 증가를 방지하여 모듀울 F₁및 F₂에서의 여과 속도를 안정하게 유지시키고, 그리하여 비루스가 없는 단백질 용액을 높은 효율로 수득할 수 있다.

본 발명의 방법의 적용예로서, (1) 인혈장으로부터의 비루스의 제거(수혈용 혈장의 제조) (2) 저장혈장 및 혈장제제로부터의 비루스의 제거(혈장제제의 제조) (3) 약물 또는 유전공학에 사용되는 수용액으로부터의 비루스의 제거 (4) 세포배양액으로 부터의 비루스의 제거 (5) 임상실험실 시험용 시액으로부터의 비루스의 제거 (6) 주사시액으로부터의 비루스의 제거 및 (7) 백신 또는 비루스 농축물의 제조과정에서 불필요한 비루스의 제거 등을 들 수 있다. 따라서, 본 발명은 의약, 생화학, 축산과 같은 분야에 유리하게 이용될 수 있다.

실시예에서 단일평면내 평균기공직경, 단일평면내 다공도, 벌크다공도 및 겉보기 평균기공직경을 하기의 방법으로 측정한다.

(1) 단일평면내 평균기공직경

및 단일평면내 다공도(Pre)

젖은 상태인 다공성 유공섬유막의 내부에 있는 물을 아세톤과 같은 가수용성 유기용매로 대치하고, 유공섬유막을 공기 건조시킨다. 건조후 유공섬유막을 아크릴수지와 같은 중합체수지에 담구어 수지-함입 유공섬유를 얻는다.

유리칼이 장착된 울트라미크로톰(Ultratome Ⅲ 8800형, LKB사 제조, 판매, 스웨덴)을 사용하여 유공섬유의 방사방향에 수직이고, 방사방향으로 약 1μm의 두께를 가지는 단면을 방사방향의 내부벽 표면으로 부터의 다수의 미리결정된 거리에서 수지 합입된 유공섬유로부터 절단하여 만든다. 이어서 유공섬유의 합입에 사용된 수지를 클로로포름과 같은 용매를 이용하여 단면부로부터 용출시킨다. 이어서, 각 단면부의 전자조직 사진을 찍는다.

유공섬유의 중합체벽내의 평면에 대한 단일평면내 평균기공직경

은 하기 일반식으로 표시된다.

상기 식에서,

및

는 각각

여기에서, r는 평면에 상응하는 단면의 표면상의 기공 직경이고 ; N(r)은 단면의 표면적 1㎠당 r 내지 r+dr의 범위내인 기공직경을 가지는 기공의 수를 N(r)dr로 나타낸다는 점에 기준하여 정의된 기공직경분포함수이다.

기공직경 분포함수 [N(r)]는 다음과 같이 단면의 전자광 조직사진으로 결정된다. 기공직경 분포 함수가 결정되어질 단면부에 대하여 주사전자 광현미경으로 사진을 찍고, 적절한 크기 (예를 들어 20cm×20cm)를 가지는 그의 확대된 프린트를 만든다. 얻어진 프린트 상에 동일한 간격으로 40개의 시험직선을 긋는다. 각 선은 여러 개의 기공과 교차한다. 직선 시험선과 교차하고 있는 각 기공에 대하여, 기공 내부에 있는 직선부분의 길이를 측정한다. 측정된 길이에 대한 빈도분포 함수를 사용하여 예를 들어 입체해석학적인 방법[참고문헌 ; Norio Suwa, “Teiryo Keitaigaku(Quanti tative morphology)”(published by Iwanami Shotenm Japan), p. 185∼272]으로 결정된다.

유공섬유의 중합체벽의 평면에 대한 단일평면내 다공도 (Pre)는 아래의 일반식으로부터 계산하여 얻어진다.

여기에서, r 및 N(r)는 앞서 정의된 바와같다. 기공 직경분포[N(r)]은 앞서 언급된 바와 동일한 방법으로 결정된다.

(1) 벌크 다공도(Prp)

젖은 상태의 다공성 유공섬유막의 내부에 있는 물을 아세톤과 같은 가수용성 유기용매로 대치시키고 유공섬유막을 공기 건조시킨다. 공기건조후 유공섬유막을 감압하고 더 건조시켜 막의 수분함량을 0.5% 이하로 감소시킨다. 막의 벌크다공도는 하기 일반식으로부터 계산하여 얻는다.

상기 식에서, Ri, Ro, l 및 W는 각각 감압 건조후의 유공섬유의 내부직경(cm), 외부직경(cm), 길이(cm) 및 중량(g)이고,

ρ는 다공성 유공섬유를 구성하는 중합체의 밀도이다.

(3) 겉보기 평균기공직경

미리 결정된 막사이압력 ΔP(cm Hg)으로 다공성 유공섬유의 내부벽 표면에 물을 적용시킨다. 여과 플럭스 J(ml/㎠/sec)을 수득한다. 겉보기평균기공직경

을 포이쉴리의식(Poiseuille's equation)으로부터 유도된 하기의 식에 기준하여 계산할 수 있다.

여기에서, d는 다공성유공섬유막의 벽두께이고,

η는 점도계수(센티포이스)이며 ;

P_rp는 다공성 유공섬유막의 벌크 다공도(%)이고 ;

J 및 ΔP는 앞서 정의된 바와 같다.

본 발명은 본 발명의 범위를 제한시키는 것으로 해석되어서는 안될 다음의 실시예를 참고로하여 상세하게 설명된다.

[실시예 1]

1.50×10⁵의 점도평균 분자량을 가지는 셀룰로오스린터를 통상의 공지된 방법에 따라 제조한다. 제조된 셀룰로오스린터를 각각 6.8중량 % 및 3.1중량 % 농도의 암모니아 및 구리를 함유하는 구리 암모니아 수용액중에 용해시켜서 생성된 셀룰로오스린터 용액중의 셀룰로오스린터의 최종농도가 7.0중량%가 되도록 한다. 이어서, 셀룰로오스린터용액을 여과하고 개스를 제거시켜 방사용액을 수득한다. 방사용액을 2mm의 구멍직경, 0.8mm의 외부직경의 사출튜브 및 0.6mm의 내부직경의 사출튜브를 가지는 방사노출을 통하여 2.0ml/분의 속도로 압출시켜 기공을 갖는 섬유 압출물을 형성시키고 동시적으로 구멍의 중심부에 있는 사출튜브를 통하여 사출액을 5.0ml/분의 속도로 기공 속으로 사출시킨다. 상기조작도중에 방사용액과 사출액은 25°±1℃로 유지시킨다.

사출액으로서 그의 조성을 엄격히 조절하여 물, 아세톤 및 암모니아의 비율이 중량부로 100.0 : 70.0 : 1.0인 용액을 사용한다. 섬유압출물을 25°±0.1℃의 온도로 유지시키고, 그의 조성을 엄격히 조절하여 물, 아세톤 및 암모니아의 비율이 중량부로 100.0 : 70.0 : 1.0인 응고조내로 즉시 도입시키고, 이어서 응고조로 부터 7.0m/분의 속도로 얼레에 감는다. 응고조내에서, 압출당시에는 투명하고 청색이던 섬유압출물이 점차로 백색으로 되어 미상분리의 발생을 나타내며, 이어서 응고되어 압출물을 유공섬유 형태로 고체화시킬 수 있게한다. 그런다음 섬유를 20°±0.1℃에서 2중량%의 황산용액 중에서 재생시키고 물로 세척하여 건조한다. 생성된 유공섬유는 환상의 단면을 가지며 305μm의 외부직경, 30μm의 벽두께(d) 및 245μm의 내부직경을 갖는다. 유공섬유의 환상 단면의 방사방향에 수직인 모든 평면에서의 단일평면내 다공도를 측정하고 유공섬유의 벽두께로 분할되는 내부벽 표면으로부터 그 평면의 거리값에 대하여 도면을 만들어 제5도의 곡선 B를 얻는다. Pre의 최소값(이경우, 이 값이 가장 낮은 값이다)이 23%이고, 유공섬유의 내부 및 외부막 표면의 Pre는 둘다 약 60%이다. 동결분쇄표면(섬유를 액체질소중에서 동결시키고 파쇄하여 수득함)을 주사 전자현미경으로 관찰해보면 본 발명의 유공섬유가 0.50μm의 평균입자직경(2S₂)을 가짐이 확인된다. 또한, 유공섬유의 막표면에 평행한 평면을 주사 전자현미경으로 관찰해보면 본 발명의 유공섬유가 층구조임을 알 수 있다.

유공섬유의 다공성 중합체벽은 단일평면내 평균기공 직경이 내부벽 표면과 외부벽 표면 사이에서 연속적으로 변화하고, 단일평면내 평균 기공 직경이 양자택일로 두번 증가 및 감소하고, 최소값(D₂), 최대값(D₃) 및 최소값(D₄)이 상기 순서로 발생됨이 나타나는 기공구조를 갖는다. 내부벽 표면의 단일평면내 평균기공 직경(D₁)은 0.61μm이고, 외부벽 표면의 단일평면내 평균기공 직경(D₅)은 0.60μm이다. D₃은 0.15μm이고, D₃/D₂는 1.32이며, D₃/D₄는 1.31이다. 유공섬유의 벌크다공도는 48.2%이다. 겉보기 평균기공직경

은 50nm이다. 유공섬유에 대하여, 비루스의 모델물질로서 70 내지 90nm의 입자크기를 가지는 콜로이드 실리카입자(Cataloid

S180P, 일본국 촉매 화학공업(주)이 제조 및 판매함)를 함유하는 5중량 %의 알부민 수용액을 사용하여 여과시험을 수행한다. 상기의 알부민 수용액을 31℃에서 20mmHg의 막사이압력으로 유공섬유내로 흘려보내어 여과시험을 실행한다. 유공섬유에 의한 콜로이드 실리카입자의 제거 백분율(X)의 비율로부터 식 X=(1-A/B)×100에 따라 계산하며, 이들 농도는 원자 흡광도법에 의한 Si 농도로서 결정된다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 여액을 전자 현미경용 탄소피막된 메쉬상에 분무시키고 이어서, 메쉬 표면상의 입자의 존재를 전자현미경으로 측정한다. 결과로서, 콜로이드 실리카 입자의 완전한 제거가 확인된다. 알부민의 투과도는 액체크로마토그라피에 의한 측정에서 약 98%이다.

[실시예 2]

2.00×10⁵의 점도 평균 분자량을 가지는 셀룰로오스린터를 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 구리암모늄 용액에 용해시켜서 생성된 셀룰로오스린터용액 중의 셀룰로오스린터의 농도가 8.0중량 %가 되도록 한다. 셀룰로오스린터용액을 여과하고 기체를 제거시켜 방사용액을 얻는다. 수득된 방사용액으로부터 실시예 1과 실질적으로 동일한 조건하에서 재생된 다공성 중합체 벽은 실시예 1에서 설명된 바와 실질적으로 동일한 기공 구조를 갖는다. 유공섬유의 기공구조에 대한 세목으로, D₁은 0.325μm이고, D₅는 0.310μm이며, D₃는 0.092μm이고 D₃/D₂는 1.40이며 D₃/D₄는 1.38이다. 유공섬유의 내부 및 외부벽 표면의 단일평면내 다공도는 각각 54% 및 56%이다. 유공섬유의 환상단면의 방사방향에 수직이고, 동일 거리에서 취해진 10개의 평면의 단일평면내 다공도의 가장 낮은 값은 17.5%이고, 벌크 다공도는 45.0%이다. 겉보기 평균기공직경

은 20nm이다.

유공섬유에 관하여, 35∼55nm의 입자 직경을 가지는 콜로이드실리카 입자(Cataloid

S145P, 일본국 촉매 화학공업(주)이 제조 및 판매함)을 사용한다는 것을 제외하고, 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 여과시험을 수행한다. 여과시험의 결과를 표 1에 나타낸다. 액체 크로마토그라피로 측정된 알부민투과도는 약 98%이다.

더 나아가, 상기 수득된 유공섬유를 사용하여 5.9%의 총단백질농도 및 상대농도가 1000단위수의 DNA인 B형 간염비루스를 함유하는 B형 간염비루스 양성혈액으로 부터 유도된 혈장에 대하여 비루스 제거시험을 실행한다. 즉 상기의 혈장을 유공섬유의 한쪽 끝부분으로 100mmHg의 막사이 압력으로 주입하고, 유공섬유의 다른쪽 끝부분은 밀폐되어 있다. 여과속도는 0.030l/m²hr mmHg이다. 여액중의 B형 간염비루스의 DNA로서의 상대농도는 B형 간염비루스에 대한 유전정보를 지니는 동위원소-라벨화된 cDNA를 사용하는 히브리드화법으로 측정한다. 상대농도는 탐지 한계값 이하이므로 혈장으로부터의 완전한 비루스 제거가 확인된다. 또한 액체 크로마토그라피로 측정된 총 단백질의 투과도는 90%이다.

[비교 실시예]

표 2에 지시된 중량비로 54.2%의 아세틸화도 및 190의 중합도를 가지는 셀룰로오스 디아세테이트를 5/1의 중량비인 아세톤 및 메탄올로 이루어져 있고 CaCl₂2H₂O 및 시클로헥사놀을 함유하는 혼합용매에 용해시켜서 방사용액을 수득한다.

표 2에 지시된 방사 조건하에서 유공섬유를 방사한다.

유공섬유의 내부 및 외부벽 표면의 단일평면내 다공도는 각각 28% 및 15%이고, 유공섬유의 벽내부의 단일평면내 다공도는 20% 이상이다. 20%에서 15%로의 단일평면내 다공도 감소가 벽내부의 외부벽 표면 근처에서 관찰된다. 유공섬유의 내부벽 표면 및 외부벽 표면의 단일평면내 평균기공직경은 각각 0.52μm 및 0.54μm이다. 유공섬유내부의 단일평면내 다공도는 최소값이 아니라 최대값을 가지며, 그 값은 0.60μm이다. 겉보기 평균기공직경

이 35nm이다.

유공섬유에 대하여 실시예 2에서 사용된 것과 동일한 클로이드 실리카 함유 알부민 수용액을 사용하여 실시예 2와 동일한 방법으로 여과시험을 실행한다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1]

[표 2]

Claims (21)

1. 실질적으로 환상의 단면을 가지는 다공성 중합체벽과 이 다공성 중합체벽의 종방향으로 뻗혀있으며, 상기한 다공성 중합체벽의 내부벽 표면에 의해 한정되는 중공부로 이루어진 다공성 유공섬유막에 있어서, 상기한 다공성 중합체벽이 중합체벽의 내부벽 표면으로부터 외부벽 표면에 이르는 관통로를 형성하는 기공을 가지며, 상기한 다공성 중합체벽의 내부 및 외부벽 표면이 0.01 내지 10μm의 단일평면내 평균 기공직경을 가지며, 이 단일평면내 평균 기공 직경은 상기한 환상의 단면의 방사방향에 수직인 평면에서 측정된 평균 기공 직경이며, 상기한 다공성 중합체벽이 상기한 환상의 단면의 방사방향에 수직인 모든 단면에서 측정된 10% 이상의 단일평면내 다공도를 가지며, 상기한 단일평면내 다공도는 상기한 내부 및 외부벽 표면 사이에서 연속적으로 변화하며, 상기한 단일평면내 다공도는 상기한 내부 및 외부벽 표면 각각의 근처에서 증가하고 상기한 내부 및 외부벽 표면 사이에서 적어도 하나의 최소값을 나타내며, 상기한 내부 및 외부벽 표면 각각에서 상기한 단일평면내 다공도가 상기한 다공성 중합체벽 내부의 단일평면내 다공도의 가장 낮은 값의 적어도 1.5배임을 특징으로 하는 다공성 유공섬유막.
2. 제1항에 있어서, 상기한 다공성 중합체벽이 상기한 단일평면내 평균 기공 직경이 상기한 내부벽 표면 및 상기한 외부벽 표면 사이에서 연속적으로 변화하여서 상기한 내부벽 표면으로부터 상기한 단일평면내 평균 기공 직경이 교대로 적어도 두번 감소하고 증가하며, 그리하여 상기한 내부 및 외부벽 표면 사이에서 단일평면내 평균 기공 직경이 연속적으로 변화함에 있어서 적어도 하나의 최소값, 하나의 최대값 및 하나의 최소값이 상기의 순서로 나타남을 보여주고, 상기한 단일평면내 평균 기공직경이 상기한 외부벽 표면 근처에서 증가하는 기공구조를 가짐을 특징으로 하는 다공성 유공섬유막.
3. 제1 또는 2항에 있어서, 상기한 다공성 중합체벽이 상기한 중합체벽의 두께방향으로 겹쳐진 다수의 층으로 이루어진 다층구조를 가짐을 특징으로 하는 다공성 유공섬유막.
4. 제1 또는 2항에 있어서, 상기한 중합체가 아크릴로니트릴, 술폰, 비닐리덴클로라이드, 비닐클로라이드, 비닐아세테이트, 메틸 메타크릴레이트, 우레탄, 스티렌 및 비닐 알코올의 단일 중합체 및 공중합체 ; 폴리트리플루오로클로로에틸렌 ; 폴리테트라플루오로에틸렌 ; 폴리올레핀 ; 폴리아미드, 폴리에스테르 ; 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스니트레이트, 셀룰로오스부티레이트 및 셀룰로오스아세테이트 부티레이트 ; 재생된 셀룰로오스 ; 셀룰로오스 및 뮤코폴리사카라이드로 이루어진 군중에서 선택됨을 특징으로 하는 다공성 유공섬유막.
5. 제1 또는 2항에 있어서, 상기한 중합체가 친수성 중합체임을 특징으로 하는 다공성 유공섬유막.
6. 제5항에 있어서, 상기한 친수성 중합체가 재생된 셀룰로오스임을 특징으로 하는 다공성 유공섬유막.
7. 제1 또는 2항에 있어서, 상기한 다공성 중합체벽이 10 내지 200μm의 벽두께 및 30 내지 75%의 벌크 다공도를 가지며, 단일평면내 평균 기공 직경의 최대값이 단일평면내 평균 기공 직경의 최소값의 10배 미만임을 특징으로 하는 다공성 유공섬유막.
8. 제1 또는 2항에 있어서, 상기한 다공성 중합체벽의 벽두께(μm)에 대한 단일평면내 다공도(%)의 최소값의 비율이 0.05 내지 2의 범위임을 특징으로 하는 다공성 유공섬유막.
9. 제1 또는 2항에 있어서, 상기한 내부 및 외부벽 표면 각각에서 상기한 단일평면내 다공도가 상기한 다공성 중합체벽 내부의 단일평면내 다공도의 최소값의 적어도 두배임을 특징으로 하는 다공성 유공섬유막.
10. 제1 또는 2항에 있어서, 상기한 막이 미상분리법에 의하여 제조된 것임을 특징으로 하는 다공성 유공섬유막.
11. 실질적으로 환상의 단면을 가지는 다공성 중합체벽과 이 다공성 중합체벽의 종방향으로 뻗혀있으며, 상기한 다공성 중합체벽의 내부벽 표면에 의해 한정되는 중공부로 이루어진 다공성 유공섬유막에 있어서, 상기한 다공성 중합체벽이 중합체벽의 내부벽 표면으로부터 외부벽 표면에 이르는 관통로를 형성하는기공을 가지며, 상기한 다공성 중합체벽의 내부 및 외부벽 표면이 0.01 내지 10μm의 단일평면내 평균 기공 직경을 가지며, 이 단일평면내 평균 기공 직경은 상기한 환상의 단면의 방사방향에 수직인 평면에서 측정된 평균 기공 직경이며, 상기한 다공성 중합체벽이 상기한 환상의 단면의 방사방향에 수직인 모든 단면에서 측정된 10% 이상의 단일평면내 다공도를 가지며, 상기한 단일평면내 다공도는 상기한 내부 및 외부벽 표면사이에서 연속적으로 변화하며, 상기한 단일평면내 다공도는 상기한 내부 및 외부벽 표면 각각의 근처에서 증가하고 상기한 내부 및 외부벽 표면 사이에서 적어도 하나의 최소값을 나타내며, 상기한 내부 및 외부벽 표면 각각에서 상기한 단일평면내 다공도가 상기한 다공성 중합체벽 내부의 단일평면내 다공도의 가장 낮은 값의 적어도 1.5배 임을 특징으로 하는 다공성 유공섬유막과 비루스를 함유하는 단백질 수용액을 접촉시켜서 단백질 수용액중에 함유된 비루스를 제거하는 방법으로서, 상기 용액과 막의 접촉 시킴을 다공성 중합체벽의 내부 및 외부벽표면중 어느 하나에 대하여 막사이의 압력을 적용시켜 수행하고, 그리하여 단백질 수용액중에 함유된 비루스를 다공성 유공섬유막내에 포획시키며, 단백질 수용액은 다공성 유공섬유막을 통하여 투과시킴을 특징으로 하는 단백질 수용액중에 함유된 비루스의 제거방법.
12. 제11항에 있어서, 상기한 다공성 중합체벽이 상기한 단일평면내 평균 기공 직경이 상기한 내부벽 표면 및 상기한 외부벽 표면 사이에서 연속적으로 변화하여서 상기한 내부벽 표면으로부터 상기한 단일평면내 평균 기공 직경이 교대로 적어도 두번 감소하고 증가하며, 그리하여 상기한 내부 및 외부벽 표면 사이에서 단일평면내 평균 기공 직경이 연속적으로 변화함에 있어서 적어도 하나의 최소값, 하나의 최대값 및 하나의 최소값이 상기의 순서로 나타남을 보여주고, 상기한 단일평면내 평균기공 직경이 상기한 외부벽 표면 근처에서 증가하는 기공구조를 가짐을 특징으로 하는 방법.
13. 제11 또는 12항에 있어서, 상기한 다공성 중합체벽이 상기한 중합체벽의 두께방향으로 겹쳐진 다수의 층으로 이루어진 다층구조를 가짐을 특징으로 하는 방법.
14. 제11 또는 12항에 있어서, 상기한 중합체가 아클릴로니트릴, 술폰, 비닐리덴클로라이드, 비닐클로라이드, 비닐아세테이트, 메틸 메타크릴레이트, 우레탄, 스티렌 및 비닐알코올의 단일 중합체 및 공중합체 ; 폴리트리플루오로클로로에틸렌 ; 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리올레핀 ; 폴리아미드, 폴리에스테르, 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스니트레이트, 셀룰로오스부티레이트 및 셀룰로오스아세테이트 부티레이트 ; 재생된 셀룰로오스 ; 셀룰로오스 및 뮤코폴리사카라이드로 이루어진 군중에서 선택됨을 특징으로 하는 방법.
15. 제11 또는 12항에 있어서, 상기한 중합체가 친수성 중합체임을 특징으로 하는 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기한 친수성 중합체가 재생된 셀룰로오스임을 특징으로 하는 방법.
17. 제11 또는 12항에 있어서, 상기한 다공성 중합체벽이 10 내지 200μm의 벽두께 및 30 내지 75%의 벌크다공도를 가지며, 단일평면내 평균 기공 직경의 최대값이 단일평면내 평균 기공 직경의 최소값의 10배 미만임을 특징으로 하는 방법.
18. 제11 또는 12항에 있어서, 상기한 다공성 중합체벽의 벽두께(μm)에 대한 단일평면내 다공도(%)의 최소값의 비율이 0.05 내지 2의 범위임을 특징으로 하는 방법.
19. 제11 또는 12항에 있어서, 상기한 내부 및 외부벽 표면 각각에서 상기한 단일평면내 다공도가 상기한 다공성 중합체벽 내부의 단일평면내 다공도의 최소값의 적어도 두배임을 특징으로 하는 방법.
20. 제11 또는 12항에 있어서, 상기한 다공성 유공섬유막이 미상분리법에 의하여 제조된 것임을 특징으로 하는 방법.
21. 제11 또는 12항에 있어서, 상기한 단백질 수용액이 0.5 내지 30중량 % 범위의 단백질 농도를 가짐을 특징으로 하는 방법.

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