200704. lajstromszámú szabadalom • Összefüggő pórusokkal rendelkező membrán-szerkezetek
HU 200704 B a sejt külseje felé eső felülete elektromosan semleges, ahol az S-réteget alkotó proteint tartalmazó molekulák (glikoproteinek) szénhidrát-maradékai helyezkednek el, míg az S-réteg másik felülete negatív eredő töltéssel rendelkezik. A P-membrán-oldat tehát az oldat felületén szabad proteint tartalmazó molekulákat is tartalmaz. Egy különösen sima felületű mikroszűr őt — ilyet alkalmaztunk az 1. példa szerint is—az egyik felületén Alcian Blue-val (0,1% desztillált vízben) kezelünk, és megszárítjuk. Az Aidán Blue semleges közegben pozitív felületi töltést hoz létre a mikroszűrő felületén a P-membrán-oldatot ezután enyhe keverés közben fölvisszük a mikroszűrőre. Ezután a pozitív felületi töltés hatására a mikroszűrő felületének bizonyos részem a protein molekulák vagy proteint tartalmazó molekulák P-membránokká történő önrendeződése következik be még az oldatban, és egyrészt a P-merabránok negatívan töltött oldala a pozitívan töltött mikroszűrő-felülethez kapcsolódik, másrészt a szuszpenzióban levő P-membránok, amelyek felületének maximális mérete rendszerint a 10 fim tartományban van, negatívan töltött oldalukkal a mikroszűrő felületének még üres részeihez kapcsolódnak. Az így kialakított P-membrán réteget térhálósítással stabilizáljuk, az 1. példában ismertetetthez hasonló módon. A 13. ábra az így kialakított szerkezet részét ábrázolja, amely szintén használható ultraszűrő membránként a 21 mikroszűrővd, továbbá szilárd —folyékony fázishatáron mirendeződéssel kialakított P-membránt, amely nagyobb felületmérettel rendelkezik. Ultraszűrőként alkalmazva az ilyen szerkezet a visszatartási jellemzőkben olyan éles molekulatömeg elválasztást mutat, mint az 1. példa szerinti szerkezet. Nagy általánosságban elmondható, hogy a találmány szerinti eljárásban a P-membránok hordozófelületeként más anyagokat is alkalmazhatunk, így például peptidoglikán tartalmú rétegeket, pszeudomurem-, lipid-, polimer-rétegeket, géleket stb. Ha ezeknek a rétegeknek az összefüggő pórusai nagyobb méretekkel rendelkeznek, mint a P- membránok, akkor ezek a P-membránok permanens hordozójaként szolgálhatnak, vagy segédrétegek lehetnek, amelyeket a P-membrán-réteg kialakítása után eltávolítunk, például szerves oldószer segítségével A segédrétegről elválasztott P-membrán-rétegeket azután térhálósítás után olyan végső hordozóra vihetjük fel, amely jobban megfelel a találmány szerinti szerkezet alkalmazásához. Ehhez a hordozóhoz szintén kovalensen kapcsolhatjuk a P-membránokat. A „hordozó felület felületi tulajdonságai, mint például hidrofil vagy hidrofób jellege és/vagy fajlagos eredő töltése és a töltés-eloszlás a „hordozó felületen lehetővé teszi — a 3. példában bemutatottakhoz hasonlóan —, hogy a P-membránok és/vagy a protein molekulák vagy proteint tartalmazó molekulák orientálva kötődjenek a „hordozó felületen, és így elősegítik a P- membrán-réteg kialakulását. Az ilyen felületi tulajdonságoknak olyanoknak kell lenniök, hogy—többek között — a „hordozó felület és a protein molekulák, illetve proteint tartalmazó molekulák közötti kötőerők elég gyengék legyenek ahhoz, hogy ne 11 akadályozzák az említett molekulák P-membránokká történő rendeződését, ami a hordozó felületen megy végbe. Ez fontos olyan P-membránok képződése szempontjából, amelyek kevés hibahelyet tartalmazhatnak a rácsszerkezetben. A fenti példák és változataik olyan P-membránszerkezeteket ismertetnek, amelyekben a protein molekulák vagy proteint tartalmazó molekulák egy rétegben kapcsolódnak egymáshoz. A 14. ábra a találmány szerinti megoldásnak egy további olyan változatát ábrázolja, ahol porózus mikroszűrőre— például olyanra, mint a 2. példában — olyan P- membrán-réteget viszünk fel amelyben a 22 P- membránokból álló réteg protein molekulák vagy proteint tartalmazó molekulák két rétegéből — 23 és 23’ rétegből—áfl, amelyek egymásnak tükörképei A két réteg eltérő felületi topográfiával rendelkezik a belső és külső felületen, és a két réteget kis energiájú kapcsolat tartja össze. Emellett a két réteget kovalensen egymáshoz, illetve a 22 P-membránokat a 21 mikroszűrőhöz kapcsolhatjuk. A találmány szerinti megoldás néhány további kereskedelmi szempontból fontos előnyös alkalmazási formája A találmány szerinti szerkezetek ultraszfirő membránként történő alkalmazás mellett felhasználhatók gázelválasztó berendezések és ioncserélő berendezések elválasztószerkezeteként is. További előnyös alkalmazási forma az, ahol a találmány szerinti szerkezet más, a szerkezet P- membránjainak pórusain elterülő féligáteresztő membránok hordozójaként szolgál. Ilyen féligáteresztő membránok lehetnek például hiperszűrő membránok, különösen mono- és bimolekuláris hiperszűrő membránok. Az ilyen hiperszűrő membránok, különösen a felületaktív és felületaktív-szerű lipoid hiperszűrő membránok általában csupán 2-6 nm vastagok és különösen törékenyek. Hiperszűrő membránokat különösen tengeníz-sótalanításra, szennyvíz-kezelésre, szerves folyadékelegyek elválasztására használnak, különösen szénhidrogének elválasztására bepárlással vagy optikai antipódok elválasztására királis elválasztó rétegeken. A15. ábra egy olyan, találmány szerinti szerkezet részletét ábrázolja, amelyet a 2. példa szerinti módon állítottunk elő (lásd 8. ábra), és amelynek 24 P-membrán-rétegére 25 hiperszűrő membránt vittünk fel. A találmány szerinti szerkezetek hiperszűrő membránok hordozójaként történő alkalmazásakor a szűrő, illetve elválasztó hatást lényegében véve a hiperszűrő membrán határozza meg. A 24 P-membrán-réteg hibái például kisebb lyukak vagy hasonlók nem szükségszerűen zavarnak. A térhálós P-membrán-réteg különösen alkalmas hiperszűrő membránok hordozójhaként, mivel megfelelő mechanikai stabilitással rendelkezik ahhoz, hogy a szokásos ultraszűrő membránok hordozó rétegeinek pórusain, illetve durva felületein elterülve vagy azokat feltöltve a törékeny hiperszűrő membránok, különösen a térhálós monorétegek egyenletesen leválaszthatók legyenek rajta. Ezen kívül a P-membrán-rétegek megfelelően vékonyak és porózusak ahhoz, hogy a hiperszűrő membránokkal kombinálva megfelelően nagy átfolyási arányt biztosítsanak. Különösen sima P-membrán-réteget kapunk a 12 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 7
