用于生物醫(yī)藥應用的過濾元件和過濾組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開整體涉及用于純化和/或澄清生物醫(yī)藥應用例如色譜或深層過濾應用中所用的流體的過濾元件或過濾室和過濾組件或過濾囊、及其制備和使用方法。
【背景技術】
[0002]生物工藝的產(chǎn)品特別是生物醫(yī)藥是有價值的。在純化和/或分析此類產(chǎn)品時，對于制備的各個方面都應給予謹慎的考慮和關注，以便使浪費最小化和使這些產(chǎn)品的收率最大化。共同轉讓的W02013/043362公開了一種用于生物工藝應用的過濾元件和過濾組件，其中使殘余體積最小化，該專利以引用方式并入本文。關于過濾元件或過濾室的形成，同樣共同轉讓的W0 2010/053898公開了一種過濾元件及其密封件，其中介質包的邊緣處的包覆成型密封件將介質包密封至分隔器元件，該專利以引用方式并入本文。
[0003]始終需要提供使殘余體積最小化且適應各種類型過濾介質的過濾元件和過濾組件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了用于純化各種生物醫(yī)藥應用期間例如色譜或深層過濾中所用的流體的過濾元件或過濾室和過濾組件或過濾囊、及其制備和使用方法。
[0005]隨著分離技術的改進，有機會將繁瑣的過濾技術替換為更簡單、成本更少的技術，在一些情況下替換為一次性選擇。已發(fā)現(xiàn)，通過從一個或多個介質層結合分隔器元件形成過濾元件/過濾室，可替換色譜中所用的傳統(tǒng)填充柱或深層過濾中所用的大型不銹鋼壓力容器。采用本文所采用的技術，其中介質層直接粘結到隔離元件并且其他介質層彼此粘結，可實現(xiàn)以下有益效果:(1)過濾層與分隔器元件保持同心，從而形成工藝流體的流動路徑；
(2)形成過濾元件的剛性外周邊，從而允許根據(jù)需要進行后續(xù)的包覆成型以進一步密封外徑；(3)在過濾元件的內(nèi)徑和外徑處形成氣密密封，從而允許對過濾元件進行完整性測試；以及(4)提供相對于現(xiàn)有技術更簡單、成本更少且一次性的過濾室。尤其是當介質層中的一個或多個層由微孔聚合物膜形成并且較薄、可相對于彼此滑動以及具有不同材料時，本文所述的技術允許形成易于操作并可適應此類特性的過濾元件、完整過濾室或半過濾室。
[0006]此外，填充柱在色譜法中的使用可能引入問題，包括但不限于:由于填料變化而造成過濾結果不一致，色譜柱和樹脂的成本較高，以及在活動之間需要進行繁瑣且冗長的清洗。本文提供的過濾元件有助于消除在色譜法及其他類似應用中對填充柱的需求。本文提供的過濾元件或過濾室:提供多個過濾層與分隔器元件的同心性，支持內(nèi)徑、外徑或兩者上的整體式包覆成型密封件;并形成能夠進行完整性測試的結構。
[0007]在第一方面，本文提供的過濾元件包括:具有兩個側面的介質包，每個側面包括:具有內(nèi)邊緣周邊的內(nèi)邊緣和具有外邊緣周邊的外邊緣，其中至少一個側面包含過濾介質；分隔器元件，其定位于所述兩個側面之間，該分隔器元件包括限定中心分隔器開口的中心轂、多個支撐構件以及任選的外部唇緣;其中內(nèi)邊緣周邊和外邊緣周邊中的至少一者包括直接粘結到分隔器元件的一部分的粘結件。
[0008]可單獨使用或結合使用的其他特征如下所述。粘結件可為連續(xù)的，從而形成氣密密封。粘結件可包括粘合劑或焊接件。粘結件可包括焊接件，所述焊接件選自超聲焊接件、高頻焊接件、振動焊接件、摩擦焊接件、激光焊接件、溶劑焊接件、接觸焊接件、熱板焊接件、塑料棒焊接件、快速焊嘴(speed tip)焊接件或熱氣焊接件。粘結件可具有在50密耳至250密耳范圍內(nèi)的寬度，所述寬度從所述過濾介質的所述內(nèi)邊緣和所述外邊緣中的至少一者起進行計算。
[0009]當分隔器元件包括外部唇緣時，中心轂的表面和外部唇緣的表面可處于同一平面中。
[0010]粘結件可包括介于過濾介質的內(nèi)邊緣周邊與中心轂的表面之間的內(nèi)粘結件和/或介于過濾介質的外邊緣周邊與外部唇緣之間的外粘結件。
[0011 ]介質包的兩個側面可均包含過濾介質。當兩個側面均包含過濾介質時，粘結件可包括介于兩種過濾介質之間的外粘結件。
[0012]或者，介質包的第一側面可包含過濾介質并且介質包的第二側面可包含阻流件。
[0013]過濾介質可包括由聚合物材料制得的微孔膜。過濾介質可包括一個或多個介質層。各層可包括在5至40密耳范圍內(nèi)的厚度。各層可獨立地包含具有在100°C至300°C范圍內(nèi)的熔點的聚合物材料。
[0014]—個細化方面提供了一種過濾元件，該過濾元件包括:具有兩個側面的介質包，每個側面包括:具有內(nèi)邊緣周邊的內(nèi)邊緣和具有外邊緣周邊的外邊緣，其中第一側面包含第一過濾介質并且第二側面包含第二過濾介質或阻流件；定位于兩個側面之間的分隔器元件，其包括限定中心分隔器開口的中心轂、多個支撐構件和外部唇緣;其中第一過濾介質和如果存在的第二過濾介質的內(nèi)邊緣周邊包括直接粘結到墊圈的內(nèi)粘結件;并且其中第一過濾介質和如果存在的第二過濾介質的外邊緣周邊包括直接粘結到分隔器的外部唇緣的外粘結件。第一過濾介質可包括兩個或更多個層，所述兩個或更多個層獨立地為:織造結構、非織造結構、微孔膜、單塊材料(monolith)、熔噴纖維(MBF)結構或開孔泡沫，該開孔泡沫由選自下列的材料形成:尼龍、乙烯-三氟氯乙烯(ECTFE)、聚丙烯、聚乙烯、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚醚砜膜、聚砜膜、聚酯膜、聚四氟乙烯(PTFE)、聚碳酸酯、硝化纖維素、醋酸纖維素、纖維素或它們的組合。
[0015]另一個方面為一種測試過濾元件完整性的方法，該方法包括獲得根據(jù)任一個實施例所述的過濾元件，其中內(nèi)粘結件和外粘結件均為連續(xù)的，并且其中過濾介質可被潤濕和干燥而不失去完整性;使過濾元件的上游側暴露于測試流體中以形成暴露的元件；以及監(jiān)測過濾元件的下游側以檢測滲漏。在一個實施例中，測試流體可包括液體，該方法還包括對暴露的元件加壓，并且監(jiān)測步驟包括測量壓力以檢測滲漏。在另一個實施例中，測試流體可包括其中夾帶粒子的氣體，并且監(jiān)測步驟包括測量粒子計數(shù)以檢測滲漏。
[0016]另一個方面包括過濾方法，該方法包括:獲得根據(jù)本文所公開的任一個實施例所述的過濾元件;使流入的流體穿過過濾元件；以及接收從過濾元件過濾后的流體。
[0017]在另一方面，一種制備過濾元件的方法包括:獲得第一過濾介質，該第一過濾介質包括具有內(nèi)邊緣周邊的內(nèi)邊緣和具有外邊緣周邊的外邊緣;將分隔器元件定位于第一過濾介質上;將第一過濾介質和分隔器元件軸向對準；以及將內(nèi)邊緣周邊和外邊緣周邊中的至少一者直接粘結到分隔器元件以形成粘結件。粘結步驟可包括將內(nèi)邊緣周邊超聲焊接至分隔器元件的墊圈以形成內(nèi)粘結件，并將外邊緣周邊超聲焊接至其自身或直接焊接至分隔器元件的外部唇緣以形成外粘結件。該方法還包括在內(nèi)粘結件上形成包覆成型的內(nèi)密封件，在外粘結件上形成包覆成型的外密封件，或均形成這兩者。
[0018]其他方面包括:過濾組件，其包括本文所公開的定位于外殼中的任何過濾元件；以及通過將本文所公開的任何過濾元件定位于外殼中以形成過濾組件的方法。
[0019]本發(fā)明的這些及其他方面在以下【具體實施方式】中有所描述。在任何情況下都不應將以上
【發(fā)明內(nèi)容】
理解為是對受權利要求書保護的主題的限制。
【附圖說明】
[0020]所包括的附圖用于提供對本文所述發(fā)明的進一步理解，并且該附圖并入和構成本說明書的一部分。附圖示出示例性實施例。通過參考以下【具體實施方式】結合附圖考慮時，可更好地理解某些特征，其中在整個附圖中相同附圖標號指代相同部件，并且其中:
[0021 ]圖1A和圖1B為不同例示性完全過濾元件的剖面?zhèn)纫晥D；
[0022]圖2為例示性外粘結件的剖面放大側視圖；
[0023]圖3為例示性介質包的剖面?zhèn)纫晥D；
[0024]圖4為例示性部分過濾元件的剖面?zhèn)纫晥D；
[0025]圖5為例示性半室過濾元件的剖面?zhèn)纫晥D；
[0026]圖6為例示性層狀過濾介質的分解透視示意圖；
[0027]圖7為示例性分隔器元件的頂視圖；
[0028]圖8為圖7的分隔器元件的剖視圖；
[0029]圖9為圖7的分隔器元件的示意性剖面?zhèn)纫晥D；
[0030]圖10為圖9的分隔器元件的示意性剖面?zhèn)纫晥D；并且
[0031]圖11為示