KR101829562B1 - 바이러스 제거막 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 단백질을 함유하는 용액으로부터 바이러스를 제거하기 위한 바이러스 제거막(10)으로서, 상기 바이러스 제거막(10)은, 단백질을 함유하는 용액이 공급되는 1차 측의 표면(1)과, 상기 바이러스 제거막(10)을 투과한 투과액이 배출되는 2차 측의 표면(2)을 가지며, 1차 측으로부터 상기 바이러스 제거막에 직경 20 nm의 금 콜로이드를 함유하는 용액을 공급하여 상기 바이러스 제거막(10)으로 금 콜로이드를 포착하고, 상기 바이러스 제거막(10) 단면에 있어서 휘도를 측정하면, 휘도 변위의 스펙트럼 면적치의 표준편차를 동일한 면적치의 평균치로 나눈 값이 0.01 이상 1.5 이하이며, 상기 바이러스 제거막(10) 단면에 있어서, 직경 20 nm 이상 직경 30 nm 이하의 금 콜로이드가 포착되는 부위의 두께가 습윤 상태에서 10 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하인, 친수화된 합성 고분자를 포함하는 바이러스 제거막을 제공한다.

Description

바이러스 제거막{VIRUS REMOVAL MEMBRANE}

본 발명은 용액으로부터 바이러스를 제거하기 위한 바이러스 제거막에 관한 것이다.

최근, 인간 혈액 유래의 혈장 분획 제제에 더하여, 바이오 의약품에 있어서도 바이러스 안전성을 향상시킬 대책이 필요하게 되었다. 그 때문에 의약품 제조 메이커에서는 제조 공정 중에 바이러스 제거/불활화 공정을 도입하는 것을 검토하고 있다. 그 중에서도 바이러스 제거막을 이용한 여과에 의한 바이러스 제거법은, 유용한 단백질을 변성시키지 않고서 바이러스를 저감할 수 있는 유효한 방법이다.

바이러스 중에서도, 특히 파르보바이러스는, 혈장 분획 제제 분야에서, 인간 파르보바이러스 B19에 의한 감염 사례나 바이오 의약품 분야에서 마우스의 파르보바이러스의 CHO(Chinese Hamster Ovary) 세포에의 오염 사례가 보고되고 있다. 작은 바이러스인 파르보바이러스는, 엔벨로프를 갖지 않으므로, 물리화학적으로 안정적이며, 의약품의 제조 프로세스 중에서 일반적으로 행해지고 있는 불활화 공정인 가열, 낮은 pH, 화학 약품 처리에 대하여 내성이 있다. 그 때문에, 불활화법과는 다른 작용 기작의 바이러스 제거 방법으로서, 바이러스 제거막에 의한 파르보바이러스 제거의 필요성이 높아지고 있다.

특허문헌 1은, 소수성 고분자와 친수성 고분자를 포함하여 이루어지는 다공질 중공사로 이루어지고, 막 두께 부분의 내주 근방과 외주 근방에 포착층을 갖는 단백 함유액 처리용 다공질 중공사막을 개시하고 있다. 특허문헌 1에서는, 바이러스와 같은 정도의 사이즈를 갖는 금 콜로이드 입자를 중공사막으로 여과하여, 그 막 단면을 광학현미경으로 관찰함으로써 막 구조를 평가하고 있다. 그러나, 열가소성 결정성 고분자인 폴리불화비닐리덴 소재의 막에 관해서는, 친수성의 부여를 위해서 번잡한 공정이 포함된다고 하는 이유에서, 구체적인 평가 방법 등은 개시되어 있지 않다.

특허문헌 2에는, 평균 입자경이 10∼30 nm인 금속 입자 또는 금속 화합물 입자의 분산액을 이용한 분리막의 완전성 시험 방법이 개시되어 있다. 그러나 특허문헌 2는, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리불화비닐리덴 수지 등의 막에 관해서는, 그라프트 중합 등에 의한 화학적인 친수화 처리를 하지 않은 소수성의 막에 관한 평가만을 개시하고 있다.

특허문헌 3에는, 개구율이 큰 조대 구조층과, 개구율이 작은 치밀 구조층을 갖는 미세 다공막이, 바이러스 제거에 대하여 충분한 성능을 가지며 또한 단백질 등의 생리 활성 물질의 투과 능력이 우수하다는 것이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 3은, 막의 막 두께 방향의 구조에 관해서, 조대 구조층과 치밀 구조층의 2층 구조에 관해서 개시하고 있을 뿐이며, 치밀 구조층의 두께 방향에서의 구멍 직경 변화를 개시하고 있지 않고, 둘레 방향의 막 구조에 관해서도 개시하고 있지 않다.

한편, 의약품 제조 현장에서는, 유용한 단백질과 사이즈가 가까운, 작은 바이러스(예로서 파르보바이러스)에 대한 높은 바이러스 제거성을 갖춤과 더불어, 단백질의 높은 여과 효율을 갖는 바이러스 제거막이 요구되며, 바이러스 제거막에 대한 요구는 해마다 엄격해지고 있다.

이것을 받아, 의약품 제조 프로세스 중의 바이러스 제거 공정의 능력을 보이는 바이러스 제거막의 평가 시험에서는, 바이러스 제거막에 부하하는 바이러스의 총량(바이러스의 단백 제제에 대한 스파이크량 또는 총 여과량)을 증가시키게 되어, 바이러스 제거막의 평가 시험을 클리어하기 위한 조건도 해마다 엄격하게 되고 있다.

나아가서는, 의약품 제조 프로세스에서는, 바이러스 제거막은, 통상 일정 압력 혹은 일정 유속에 의한 데드 엔드(dead-end) 방식의 여과에 사용되는 경우가 많아, 프로세스의 파라메터로서 압력(유속)의 제어가 중요하다. 그러나, 압력(유속)의 ON, OFF가 있는 경우나, 압력(유속) 레벨이 변화되는 경우가 있다. 구체적으로는 이하의 경우를 예로서 들 수 있다.

(1) 단백 제제의 성상에 따라서는, 바이러스 제거막의 눈막힘을 억제하여, 제제의 투과율을 올리기 위해서, 압력(유속)의 레벨을 내려 여과하는 경우.

(2) 제제의 여과 후, 바이러스 제거막의 내부에 잔존해 있는 단백 제제를 회수할 목적으로, 여과를 일단 중단하고, 버퍼로 세정하는 공정(Post-wash)을 포함하는 경우.

(3) 정전 등의 사정에 의해 여과를 일단 중단하고, 막에 재가압하는 경우(Stop & start).

상기 (1) 내지 (3) 중 어느 경우에는, 바이러스 제거성의 저하가 보이는 경우가 있다. 그 때문에, 압력(유속)의 ON, OFF가 있는 경우나, 압력(유속) 레벨이 변화되는 경우에 있어서도 바이러스의 제거성 저하가 보다 적은 막에 대한 요구가 나오고 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허공개 2013-071100호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허공개 2011-136305호 공보 특허문헌 3 : 국제공개 제03/026779호

그러나, 높은 바이러스 제거 성능을 유지하면서 여과 효율을 높게 유지하기가 종래에는 어려웠다. 그래서, 본 발명은, 바이러스 제거성 및 여과 효율이 높은 바이러스 제거막을 제공하는 것을 과제의 하나로 한다.

본 발명의 양태에 따르면, 단백질을 함유하는 용액으로부터 바이러스를 제거하기 위한 바이러스 제거막으로서, 단백질을 함유하는 용액이 공급되는 1차 측의 표면과, 상기 바이러스 제거막을 투과한 투과액이 배출되는 2차 측의 표면을 갖는 바이러스 제거막으로서, 1차 측으로부터 상기 바이러스 제거막에 직경 20 nm의 금 콜로이드를 함유하는 용액을 공급하여 상기 바이러스 제거막으로 금 콜로이드를 포착하고, 상기 바이러스 제거막 단면에 있어서 휘도를 측정하면, 휘도 변위의 스펙트럼 면적치의 표준편차를 휘도 변위의 스펙트럼 면적치의 평균치로 나눈 값이 0.01 이상 1.50 이하이며, 상기 바이러스 제거막 단면에 있어서, 직경 20 nm 이상 30 nm 이하의 금 콜로이드가 포착되는 부위의 두께가, 습윤 상태에서, 10 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하인, 친수화된 합성 고분자를 포함하는 바이러스 제거막이 제공된다.

예컨대, 습윤 상태의 상기 바이러스 제거막의 단면에 있어서, 직경 30 nm의 금 콜로이드가 포착되는 부위는, 1차 측으로부터 상기 바이러스 제거막의 막 두께의 15% 이상 60% 이하인 곳에 있고, 직경 20 nm의 금 콜로이드가 포착되는 부위는, 1차 측으로부터 막 두께의 25% 이상 85% 이하인 곳에 있고, 직경 15 nm의 금 콜로이드가 포착되는 부위는, 1차 측으로부터 막 두께의 60% 이상 100% 이하인 곳에 있다.

예컨대, 상기 바이러스 제거막은 직경 10 nm의 금 콜로이드를 포착하지 않는다. 또 예컨대, 상기 바이러스 제거막에 의한 직경 30 nm의 금 콜로이드의 대수 제거율은 1.00 이상이며, 직경 20 nm의 금 콜로이드의 대수 제거율은 1.00 이상이고, 직경 15 nm의 금 콜로이드의 대수 제거율은 0.10 이상이며, 직경 10 nm의 금 콜로이드의 대수 제거율은 0.10 미만이다. 예컨대, 상기 바이러스 제거막 단면에 있어서, 1차 측에서 2차 측으로 향해서, 구멍 직경은, 감소한 후, 일정하게 되며, 바람직하게는, 2차 측의 표면 부근에 가장 치밀한 층을 갖는다. 예컨대, 상기 바이러스 제거막에 있어서, 금 콜로이드가 포착되는 부위는 구멍 직경이 최소가 되는 부위를 포함한다.

예컨대, 상기 바이러스 제거막의 막 두께는, 건조 상태에서 40.0 ㎛ 이상 60.0 ㎛ 이하이다. 또한, 예컨대, 상기 바이러스 제거막의 버블 포인트는 1.30 MPa 이상 1.80 MPa 이하이고, 순수(純水) 투과 속도는 30 L/㎡/hrs/0.1 MPa 이상 80 L/㎡/hrs/0.1 MPa 이하이다. 상기 바이러스 제거막은 중공사막이라도 좋고, 평막이라도 좋다. 예컨대, 상기 바이러스 제거막은 열가소성 결정성 수지로 이루어져 있더라도 좋다. 또한 상기 바이러스 제거막은 친수성의 그라프트쇄를 갖추고 있어도 좋다.

본 발명에 따르면, 바이러스 제거성 및 여과 효율이 높은 바이러스 제거막을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 중공사막의 형상을 갖는 바이러스 제거막의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 참고예에 따른 중공사막의 형상을 갖는 바이러스 제거막에 있어서의 바이러스 포착 부위의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 중공사막의 형상을 갖는 바이러스 제거막에 있어서의 바이러스 포착 부위의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 평막의 형상을 갖는 바이러스 제거막의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 바이러스 제거막의 제조 조건 및 평가 결과를 도시하는 표이다.
도 6은 본 발명의 비교예에 따른 바이러스 제거막의 제조 조건 및 평가 결과를 도시하는 표이다.

이하에 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이하의 도면의 기재에 있어서, 동일하거나 또는 유사한 부분에는 동일 또는 유사한 부호로 나타내고 있다. 단, 도면은 모식적인 것이며, 구체적인 치수 등을 정확히 도시한 것은 아니다. 따라서, 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 대조하여 판단해야 할 것이며, 도면 상호간에도 서로의 치수 관계나 비율이 다른 부분이 포함되어 있음은 물론이다.

도 1에 도시하는 것과 같이, 실시형태에 따른 단백질을 함유하는 용액으로부터 바이러스를 제거하기 위한 바이러스 제거막(10)은, 단백질을 함유하는 용액이 공급되는 1차 측의 표면(1)과, 상기 바이러스 제거막(10)을 투과한 투과액이 배출되는 2차 측의 표면(2)을 갖는다.

바이러스 제거막(10)으로 제거되는 작은 바이러스는, 예컨대 10 내지 30 nm, 혹은 18 내지 24 nm의 직경을 갖는다. 바이러스의 구체예로서는 파르보바이러스를 들 수 있다. 파르보바이러스는 약 20 nm의 직경을 갖는다. 바이러스 제거막(10)은, 그 단면에 있어서, 바이러스가 포착되는 바이러스 포착 부위를 갖는다. 용액이 진입하는 여과면(1차 측의 표면(1)) 위의 장소에 상관없이, 단면에 있어서, 바이러스 포착 부위에서의 바이러스 포착량이 균일한 것이 바람직하다. 이것은, 바이러스 제거막의 바이러스 포착량이 여과면 상의 장소에 따라 불균일한 경우, 여과면 상의 어느 부위에 용액이 집중하게 되어, 부분적으로 그 부위에의 바이러스의 부하량이 늘어나게 되기 때문에, 고압 조건 하에서 대용량의 여과를 행하면, 그 부위에서 바이러스가 샐 가능성이 있기 때문이다. 또, 바이러스 제거막(10)이 중공사막의 형상을 갖는 경우는, 둘레 방향에 있어서, 바이러스 포착 부위에서의 바이러스 포착량이, 도 2에 도시하는 것과 같이 불균일하지 않고, 도 3에 도시하는 것과 같이 균일한 것이 바람직하다.

또한, 바이러스 제거막(10)은, 바이러스를 포착하는 부위의 두께가 바이러스 포착 부위 내에서 균일한 것이 바람직하다. 또한, 바이러스 제거막(10)이 중공사막의 형상을 갖는 경우는, 둘레 방향에 있어서, 바이러스 포착 부위의 두께가 균일한 것이 바람직하다. 바이러스 포착 부위의 두께가 균일하면, 둘레 방향으로 균일하게 용액이 퍼져, 바이러스가 샐 가능성이 저하한다.

여기서, 바이러스 제거막(10)에 포착된 바이러스를 시각적으로 검출하기가 곤란한 경우가 있다. 이에 대하여, 금 콜로이드는, 바이러스와 같은 정도의 직경을 가지면서 빛을 투과시키지 않으므로 시각적으로 검출하기가 용이하다. 그 때문에, 예컨대, 금 콜로이드를 함유하는 용액을 바이러스 제거막(10)으로 여과한 후, 바이러스 제거막(10) 단면에 있어서의, 바이러스 제거막(10)이 금 콜로이드를 포착한 금 콜로이드 포착 부위의 상대적인 휘도를 측정함으로써, 바이러스 제거막(10)의 특성을 평가할 수 있다.

실시형태에 따른 바이러스 제거막(10)에 관해서, 1차 측의 표면(1)으로부터 바이러스 제거막(10)에 직경 20 nm의 금 콜로이드를 함유하는 용액을 공급하고 바이러스 제거막(10)으로 금 콜로이드를 포착하여, 바이러스 제거막(10) 단면에 있어서 휘도를 측정할 때, 휘도 변위의 스펙트럼 면적치의 표준편차를 휘도 변위의 스펙트럼 면적치의 평균치로 나눈 값은 0.01 이상 1.50 이하이다. 이 값은, 바이러스 제거막(10)에 있어서의 금 콜로이드 포착량의 변동 계수를 나타내고 있으며, 작을수록 바이러스 제거막(10)에 있어서의 금 콜로이드 포착 부위에서의 금 콜로이드 포착량의 균일성이 높음을 나타내고 있다.

실시형태에 따른 바이러스 제거막(10)에 관해서, 상기한 변동 계수를 나타내는 값은, 0.01 이상 1.50 이하, 0.01 이상 1.20 이하, 혹은 0.01 이상 1.00 이하, 0.01 이상 0.90 이하, 혹은 0.01 이상 0.80 이하이다. 변동 계수에 관해서, 0.01 미만은 측정 한계이다. 또한, 변동 계수가 1.50보다 크면, 막의 둘레 방향의 적어도 있는 한 곳에 용액이 집중할 수 있기 때문에, 바이러스가 샐 가능성이 있다.

상기한 변동 계수가 0.01 이상 1.50 이하라면, 막의 바이러스 포착 부위(중공사막에 관해서는 둘레 방향)에 있어서, 바이러스가 균일하게 포착되게 되어, 바이러스 제거막에 부하하는 바이러스의 총량(바이러스의 단백 제제에 대한 스파이크량 또는 총 여과량)이 증가한 경우에도 높은 바이러스 제거 성능을 유지할 수 있다.

상기한 변동 계수는 예컨대 이하의 방법에 의해 측정된다. 금 콜로이드 용액을 여과한 후의 바이러스 제거막으로부터 절편을 잘라내어, 절편 단면에 있어서 금 콜로이드에 의해서 물든 부분의 복수 부위의 휘도 프로파일을 광학현미경으로 측정한다. 금 콜로이드는 빛을 흡수하기 때문에, 휘도의 변위는 금 콜로이드의 포착량에 의존한다. 한편, 필요에 따라서, 휘도 프로파일로부터 백그라운드 노이즈를 제거하여도 좋다. 그 후, 횡축에 막 두께, 종축에 휘도의 변위를 갖는 그래프를 작성하여, 그래프에 나타난 휘도 변위의 스펙트럼 면적을 산출한다. 또한, 복수 부위에서의 휘도 변위의 스펙트럼 면적의 표준편차를, 복수 부위에서의 휘도 변위의 스펙트럼 면적의 평균으로 나눈 값을, 바이러스 제거막(10)에 있어서의 금 콜로이드 포착 부위의 금 콜로이드 포착량의 변동 계수를 나타내는 값으로서 산출한다.

습윤 상태의 바이러스 제거막(10) 단면에 있어서, 직경 20 nm 이상 30 nm 이하의 금 콜로이드를 포착하는 부위(치밀층)의 두께는, 10 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이상 29 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이상 28 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하, 11 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하, 12 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하이다. 직경 20 nm 이상 30 nm 이하의 금 콜로이드 포착 부위의 두께가 30 ㎛보다 두꺼운 것은, 직경 20 nm 이상 30 nm 이하의 금 콜로이드가 통과할 수 있는 구멍 직경이 큰 구멍이 많이 존재하고 있음을 나타내고 있고, 구멍 직경 분포가 넓게 되어 있음을 나타내고 있다. 그 때문에, 여과압(유속)이 낮은 경우나, 압력 개방을 포함하는 Stop & start, Post-wash시에 바이러스가 샐 가능성이 높아진다. 한편, 직경 20 nm 이상 30 nm 이하의 금 콜로이드 포착 부위의 두께가 10 ㎛보다도 얇은 것은, 직경 20 nm 이상 30 nm 이하의 금 콜로이드가 통과할 수 있는 구멍이 적고, 구멍 직경 분포가 좁게 되어 있음을 나타내고 있다. 그 때문에, 단백질 등의 눈막힘이 좁은 범위에서 발생함으로써, 여과 중의 여과 속도의 저하가 커져, 최종적인 처리량이 감소하는 경우가 있기 때문에 바람직하지 못하다.

직경 20 nm 이상 직경 30 nm 이하의 금 콜로이드 포착 부위의 두께는 예컨대 이하의 방법에 의해 취득된다. 직경 20 nm 및 30 nm의 금 콜로이드 용액을 각각 여과한 바이러스 제거막으로부터 절편을 잘라낸다. 절편 단면에 있어서 금 콜로이드에 의해서 물든 부분 복수 부위의 휘도 프로파일을 광학현미경으로 측정한다. 여기서, 막 두께 방향에 있어서, 바이러스 제거막(10)의 1차 측의 표면(1)에서부터 금 콜로이드 포착 부위의 가장 1차 측의 표면에 가까운 부분까지의 제1 거리 a를 측정한다. 또한, 막 두께 방향에 있어서, 바이러스 제거막(10)의 1차 측의 표면(1)에서부터 금 콜로이드 포착 부위의 가장 2차 측의 표면(2)에 가까운 부분까지의 제2 거리 b를 측정한다.

이어서, 복수 부위의 각각에 있어서, 제1 거리 a를 습윤한 바이러스 제거막의 막 두께 c로 나눠 백분율로 나타낸 값 A(=a/c의 백분율 표시)을 산출하고, 복수 부위에 있어서의 값 A의 평균치를 제1 도달도로서 산출한다. 또한, 복수 부위 각각에 있어서, 제2 거리 b를 습윤한 바이러스 제거막의 막 두께 c로 나눠 백분율로 나타낸 값 B(=b/c의 백분율 표시)을 산출하고, 복수 부위에 있어서의 값 B의 평균치를 제2 도달도로서 산출한다.

또한, 하기 (1)식에 나타내는 것과 같이, 직경 20 nm의 금 콜로이드를 여과한 바이러스 제거막에 있어서의 제2 도달도의 평균치 B₂₀와, 직경 30 nm의 금 콜로이드를 여과한 바이러스 제거막에 있어서의 제1 도달도의 평균치 A₃₀의 차에, 직경 20 nm의 금 콜로이드를 여과한 습윤한 바이러스 제거막의 막 두께의 평균치 C₂₀와 직경 30 nm의 금 콜로이드를 여과하여, 습윤한 바이러스 제거막의 막 두께의 평균치 C₃₀의 평균치 C_AVE를 곱한 값을, 직경 20 nm의 금 콜로이드 및 직경 30 nm의 금 콜로이드를 유통시켰을 때에, 바이러스 제거막(10) 단면에 있어서, 직경 20 nm 이상 30 nm 이하의 금 콜로이드가 포착되는 부위의 두께 T로서 산출한다. 금 콜로이드 포착 부위의 두께 T는, 바이러스 제거막의 치밀층의 두께 T라고도 표현된다.

T = (B₂₀-A₃₀)×C_AVE (1)

한편, 상기한 방법에서는, 직경 20 nm 이상 직경 30 nm 이하의 금 콜로이드 포착 부위를, 직경 30 nm의 금 콜로이드를 여과한 바이러스 제거막에 있어서의 제1 도달 위치와, 직경 20 nm의 금 콜로이드를 여과한 바이러스 제거막에 있어서의 제2 도달 위치 사이의 영역의 두께로서 구하고 있지만, 오차 범위를 제외하고, 직경 20 nm 이상 직경 30 nm 이하의 금 콜로이드라면, 상기한 범위에 포착되는 것을 확인했다.

습윤 상태의 바이러스 제거막(10) 단면에 있어서, 직경 15 nm의 금 콜로이드를 포착하는 부위의 두께(최치밀층)는 2 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 3 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하이다. 금 콜로이드 포착 부위의 두께가 10 ㎛보다 두꺼우면, 금 콜로이드 함유 용액뿐만 아니라, 바이러스 함유 용액의 여과 효율이 저하하는 경향이 있다. 또한 2 ㎛보다도 얇으면, 바이러스 제거막에 부하하는 바이러스의 총량(바이러스의 단백 제제에 대한 스파이크량 또는 총 여과량)이 증가한 경우나 운전에 따른 여과 압력의 변동에 의해서 바이러스가 샐 가능성이 있기 때문에, 바람직하지 못하다.

직경 15 nm의 금 콜로이드 포착 부위의 두께는 예컨대 이하의 방법에 의해 취득된다. 직경 15 nm의 금 콜로이드 용액을 여과한 바이러스 제거막으로부터 절편을 잘라낸다. 절편 단면에 있어서 금 콜로이드에 의해서 물든 부분 복수 부위의 휘도 프로파일을 광학현미경으로 측정한다. 여기서, 막 두께 방향에 있어서, 바이러스 제거막(10)의 1차 측의 표면(1)에서부터 금 콜로이드 포착 부위의 가장 1차 측의 표면에 가까운 부분까지의 제1 거리 d를 측정한다. 또한, 막 두께 방향에 있어서, 바이러스 제거막(10)의 1차 측의 표면(1)에서부터 금 콜로이드 포착 부위의 가장 2차 측의 표면(2)에 가까운 부분까지의 제2 거리 e를 측정한다.

이어서, 복수 부위의 각각에 있어서, 제1 거리 d를 습윤한 바이러스 제거막의 막 두께 f로 나눠 백분율로 나타낸 값 D(=d/f의 백분율 표시)을 산출하고, 복수 부위에 있어서의 값 D의 평균치를 제1 도달도로서 산출한다. 또한, 복수 부위의 각각에 있어서, 제2 거리 e를 습윤한 바이러스 제거막의 막 두께 f로 나눠 백분율로 나타낸 값 E(=e/f의 백분율 표시)을 산출하고, 복수 부위에 있어서의 값 E의 평균치를 제2 도달도로서 산출한다.

또한, 하기 (2)식에 나타내는 것과 같이, 제2 도달도의 평균치 E와 제1 도달도의 평균치 D의 차에, 여과한 바이러스 제거막의 습윤 상태의 막 두께의 평균치 F를 곱한 값을, 직경 15 nm의 금 콜로이드를 유통시켰을 때에, 바이러스 제거막(10) 단면에 있어서, 직경 15 nm의 금 콜로이드가 포착되는 부위의 두께 T로서 산출한다. 직경 15 nm의 금 콜로이드 포착 부위의 두께 T는, 바이러스 제거막의 최치밀층의 두께 T라고도 표현된다.

T = (E-D)×F (2)

직경 30 nm의 금 콜로이드를 함유하는 용액을 바이러스 제거막(10)으로 여과한 경우, 습윤 상태의 바이러스 제거막(10) 단면에 있어서, 직경 30 nm의 금 콜로이드가 포착되는 부위는, 광학현미경으로 측정하면, 예컨대, 1차 측의 표면(1)에서부터 막 두께의 15% 이상 60% 이하 혹은 20% 이상 55% 이하인 곳에 있다. 막 두께의 15%보다 작으면, 바이러스나 불순물이 막의 1차 측의 표면에 가까운 위치에서 포착되어 버려, 눈막힘을 일으킬 가능성이 높아지고, 60%보다 크면, 목적으로 하는 바이러스가 막의 2차 측의 표면에 가까운 위치에서 포착되어 버려, 바이러스를 포착할 수 없을 가능성이 있다. 한편, 1차 측의 표면(1)으로부터, 막 두께의 15%보다 작거나 또는 60%보다 큰 영역에, 직경 30 nm의 금 콜로이드의 소량이 포착되는 경우라도, 광학현미경에 의한 관찰에서 상수(255)에서 측정한 휘도 프로파일을 뺀 휘도의 변위에 관해서, 그 스펙트럼의 절대치가 스펙트럼 절대치의 최대치의 10% 이하인 경우는, 상기 바이러스 제거막의 바이러스 제거능의 관점에서 그 영역에 있어서의 금 콜로이드의 포착은 오차 범위 내라고 간주할 수 있기 때문에, 직경 30 nm의 금 콜로이드가 포착되는 부위는, 1차 측의 표면(1)으로부터 막 두께의 15% 이상 60% 이하인 곳에 있는 것으로 간주할 수 있다.

직경 20 nm의 금 콜로이드를 함유하는 용액을 바이러스 제거막(10)으로 여과한 경우, 습윤 상태의 바이러스 제거막(10) 단면에 있어서, 직경 20 nm의 금 콜로이드가 포착되는 부위는, 광학현미경으로 측정하면, 예컨대, 1차 측의 표면(1)으로부터 막 두께의 25% 이상 85% 이하 혹은 30% 이상 85% 이하인 곳에 있다. 막 두께의 25%보다 작으면, 바이러스나 불순물이 막의 1차 측의 표면에 가까운 위치에서 포착되어 버려, 눈막힘을 일으킬 가능성이 높아지고, 85%보다 크면, 목적으로 하는 바이러스가 막의 2차 측의 표면에 가까운 위치에서 포착되어 버려, 바이러스를 포착할 수 없을 가능성이 있다. 한편, 직경 30 nm의 금 콜로이드의 경우와 같이, 1차 측의 표면(1)으로부터 막 두께의 25%보다 작거나 또는 85%보다 큰 영역에서, 금 콜로이드가 관찰되었다고 해도, 광학현미경에 의한 관찰에서 상수(255)에서 측정한 휘도 프로파일을 뺀 휘도의 변위에 관해서, 그 스펙트럼의 절대치가 스펙트럼 절대치의 최대치의 10% 이하인 경우는, 오차 범위 내라고 간주할 수 있다.

직경 15 nm의 금 콜로이드를 함유하는 용액을 바이러스 제거막(10)으로 여과한 경우, 습윤 상태의 바이러스 제거막(10) 단면에 있어서, 직경 15 nm의 금 콜로이드가 포착되는 부위는, 광학현미경으로 측정하면, 예컨대, 1차 측의 표면(1)으로부터 막 두께의 60% 이상 100% 이하 혹은 65% 이상 100% 이하인 곳에 있다. 막 두께의 60%보다 작으면, 바이러스나 불순물이 막의 1차 측의 표면에 가까운 위치에서 포착되어 버려, 눈막힘을 일으킬 가능성이 높아진다. 한편, 직경 30 nm, 20 nm의 금 콜로이드의 경우와 마찬가지로, 1차 측의 표면(1)으로부터 막 두께의 60%보다 작은 영역에서, 금 콜로이드가 관찰되었다고 해도, 광학현미경에 의한 관찰에서 상수(255)에서 측정한 휘도 프로파일을 뺀 휘도 변위에 관해서, 스펙트럼 절대치의 최대치의 10% 이하인 경우는 오차 범위 내라고 간주할 수 있다.

또한, 직경 30 nm, 20 nm 및 15 nm의 금 콜로이드의 포착 위치 측정에 관해서는 어디까지나 막에 포착된 금 콜로이드에 관해서 측정을 하고 있다. 따라서, 막에 포착되지 않고, 막을 투과한 금 콜로이드에 관해서는 측정하지 않는 것이다. 즉, 막에 투과시킨 금 콜로이드 전부에 관해서 포착 위치를 측정한 것이 아니라, 막에 포착된 금 콜로이드에 관해서, 그 막 상의 포착 위치를 측정한 것이다.

직경 10 nm의 금 콜로이드를 함유하는 용액을 바이러스 제거막(10)으로 여과하는 경우, 바이러스 제거막(10)의 단면에는 직경 10 nm의 금 콜로이드는 거의 포착되지 않는다. 이것은, 광학현미경(Biozero, BZ8100, 키엔스사 제조)을 이용한 관찰로, 휘도의 스펙트럼을 유의한 값으로서 검출할 수 없음으로도 확인할 수 있다. 또한, 후술하는 대수 제거율(LRV)이 낮아짐으로도 확인할 수 있다. 한편, 직경 10 nm의 금 콜로이드가 포착되지 않는 것은, IgG 등의 직경 10 nm 정도의 유용한 단백의 높은 투과성을 달성할 수 있음을 나타내고 있다.

바이러스 제거막의 재질인 합성 고분자로서는, 예컨대 압축, 압출, 사출, 인플레이션 및 블로우 성형 등의 가공이 용이하다는 점, 그리고 여과할 때의 내압성이 우수하다는 점에서 열가소성 결정성 수지가 바람직하다. 특히 내열성과 성형 가공성의 밸런스가 좋기 때문에, 폴리올레핀 수지나 불소계 수지가 바람직하며, 특히 폴리불화비닐리덴 수지가 바람직하다.

한편, 이들 소수성의 열가소성 결정 수지는 단백질 등의 흡착, 막의 오염이나 눈막힘 등이 생기기 쉽고, 여과 속도의 급격한 저하를 야기한다. 그 때문에, 소수성 수지를 바이러스 제거막의 재질로서 이용하는 경우, 단백 등의 흡착에 의한 폐색을 막기 위해서, 막에는 친수성이 부여된다. 친수성을 부여하기 위해서는, 그라프트 중합법에 의해서, 막이 친수성의 그라프트쇄를 갖추는 것이 바람직하다.

바이러스 제거막(10)은 예컨대 중공사막의 형상을 갖고 있다. 혹은, 바이러스 제거막(10)은, 도 4에 도시하는 것과 같이, 평막의 형상을 갖고 있어도 좋다. 막 면적이 크더라도, 막을 용기에 장전하여 소형의 필터를 작성할 수 있으므로, 중공사막이 바람직하다.

도 1에 도시하는 바이러스 제거막(10)의 막 두께는, 예컨대, 건조 상태에서 40.0 ㎛ 이상 60.0 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 42.0 ㎛ 이상 55.0 ㎛ 이하이다. 막 두께가 40.0 ㎛보다 얇으면, 막의 강도가 저하하여, 여과압에 견딜 수 없게 될 가능성이 있고, 또한 60.0 ㎛보다 두꺼우면, 여과 속도가 저하할 가능성이 있다.

바이러스 제거막(10)의 단면에 있어서, 1차 측에서 2차 측으로 향해서, 빈 구멍의 구멍 직경은, 감소한 후, 일정하게 되며, 바람직하게는 바이러스 제거막(10)은, 2차 측의 최외층 부근에 가장 치밀한 층을 갖는다. 최외층 부근에 가장 치밀한 층을 가짐으로써, 여과압(유속)이 낮은 경우나, Stop & start, Post-wash 방식으로 여과를 행하는 경우에, 바이러스가 샐 가능성을 보다 저감할 수 있다.

바이러스 제거막(10)에 의한 바이러스의 대수 제거율(LRV: Logarithmic Reduction Value)은, 예컨대 4.00 이상이라면, 막 여과에 의해 바이러스가 충분히 제거되기 때문에 바람직하고, 4.50 이상, 5.00 이상 혹은 6.00 이상이라면 보다 바람직하다. 바이러스의 대수 제거율이 6.00 이상이라면, 바이러스가 제거되어, 거의 바이러스가 새지 않는다고 생각된다.

바이러스 제거막(10)에 의한 직경 30 nm의 금 콜로이드의 대수 제거율(LRV)은, 예컨대 1.00 이상, 바람직하게는 1.20 이상이다. 바이러스 제거막(10)에 의한 직경 20 nm의 금 콜로이드의 대수 제거율은, 예컨대 1.00 이상, 바람직하게는 1.20 이상이다. 바이러스 제거막(10)에 의한 직경 15 nm의 금 콜로이드의 대수 제거율은, 예컨대 0.10 이상, 바람직하게는 0.20 이상이다. 바이러스 제거막(10)에 의한 직경 10 nm의 금 콜로이드의 대수 제거율은, 예컨대 0.10 미만이다.

바이러스 제거막(10)으로 측정되는 버블 포인트는, 예컨대, 1.30 MPa 이상 1.80 MPa 이하이며, 보다 바람직하게는 1.40 MPa 이상 1.80 MPa 이하, 1.45 MPa 이상 1.80 MPa 이하, 1.50 MPa 이상 1.80 MPa 이하이다. 또한, 바이러스 제거막의 특성은, 버블 포인트(MPa)와 측정에 이용한 용매의 표면장력(N/m)의 비로서도 나타낼 수 있다. 막을 침지하는 시험액으로서 표면장력이 13.6 mN/m인 하이드로플루오로에테르를 이용한 경우, 버블 포인트와 표면장력의 비는 96 이상 133 이하이다. 보다 바람직하게는 103 이상 133 이하, 106 이상 133 이하, 110 이상 133 이하이다.

버블 포인트가 1.30 MPa 이하인 것은, 구멍 직경이 큰 구멍이 존재함을 나타내고 있으며, 특히 바이러스 제거 필터를 사용할 때에, (1) 압력의 레벨을 내리는 공정, (2) 여과를 일단 중단하고, 재가압하는 공정(Stop & start), 또는 (3) 제제의 여과 후, 여과를 일단 중단하고, Buffer로 세정하는 공정(Post-wash)을 포함하는 조건 하에서는, 바이러스 제거성의 저하가 보이는 경우가 있기 때문에, 바람직하지 못하다. 또한 버블 포인트가 1.80 MPa 이상인 것은, 구멍 직경이 작은 구멍이 존재함을 나타내며, 순수 투과 속도가 저하하기 때문에, 바람직하지 못하다.

바이러스 제거막(10)으로 측정되는 순수 투과 속도는, 30 L/㎡/hrs/0.1 MPa 이상 80 L/㎡/hrs/0.1 MPa 이하, 30 L/㎡/hrs/0.1 MPa 이상 60 L/㎡/hrs/0.1 MPa 이하, 혹은 30 L/㎡/hrs/0.1 MPa 이상 55 L/㎡/hrs/0.1 MPa 이하이다.

이상 설명한 특성을 갖는 실시형태에 따른 바이러스 제거막은, 예컨대 이하에 설명하는 방법에 의해 제조된다.

실시형태에 따른 바이러스 제거막의 재질에 사용되는 열가소성 수지는, 예컨대 통상의 압축, 압출, 사출, 인플레이션 및 블로우 성형에 사용되는 결정성을 갖는 열가소성 수지이다. 예컨대, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리4-메틸1-펜텐 수지 등의 폴리올레핀 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌테레나프탈레이트 수지, 폴리부틸렌나프탈레이트 수지, 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트 수지 등의 폴리에스테르 수지, 나일론6, 나일론66, 나일론610, 나일론612, 나일론11, 나일론12, 나일론46 등의 폴리아미드 수지, 폴리불화비닐리덴 수지, 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 수지, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 수지 등의 불소계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지 및 폴리아세탈 수지 등을 사용할 수 있다.

상기한 열가소성 수지 중에서, 폴리올레핀 수지나 불소계 수지는, 내열성과 성형 가공성의 밸런스가 좋기 때문에 바람직하고, 그 중에서도 폴리불화비닐리덴 수지는 특히 바람직하다. 여기서, 폴리불화비닐리덴 수지란, 기본 골격에 불화비닐리덴 단위를 포함하는 불소계 수지를 가리키는 것으로, 일반적으로는 PVDF의 약칭으로 불리는 수지이다. 이러한 폴리불화비닐리덴 수지로서는, 불화비닐리덴(VDF)의 호모 중합체나, 헥사플루오로프로필렌(HFP), 펜타플루오로프로필렌(PFP), 테트라플루오로에틸렌(TFE), 클로로트리플루오로에틸렌(CTFE) 및 퍼플루오로메틸비닐에테르(PFMVE)의 모노머 군에서 선택한 1종 또는 2종의 모노머와 불화비닐리덴(VDF)과의 공중합체를 사용할 수 있다. 또한, 상기 호모 중합체 및 상기 공중합체를 혼합하여 사용할 수도 있다. 실시형태에서는, 호모 중합체를 30∼100 wt% 포함하는 폴리불화비닐리덴 수지를 사용하면, 미세 다공막의 결정성이 향상되어 고강도가 되기 때문에 바람직하고, 호모 중합체만을 사용하면 더욱 바람직하다.

실시형태에서 사용하는 열가소성 수지의 평균 분자량은 5만∼500만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10만∼200만, 더욱 바람직하게는 15만∼100만이다. 상기 평균 분자량은 겔 침투 크로마토그래피(GPC) 측정에 의해 얻어지는 중량 평균 분자량을 가리키는 것이지만, 일반적으로 평균 분자량이 100만을 넘는 수지에 관해서는 정확한 GPC 측정이 곤란하기 때문에, 그 대용으로서 점도법에 의한 점도 평균 분자량을 채용할 수 있다. 중량 평균 분자량이 5만보다 작으면, 용융 성형할 때의 멜트 텐션이 작아져 성형성이 나빠지거나, 막의 역학 강도가 낮아지거나 하기 때문에 바람직하지 못하다. 중량 평균 분자량이 500만을 넘으면, 균일한 용융 혼련이 어렵게 되기 때문에 바람직하지 못하다.

실시형태에서 사용하는 열가소성 수지의 폴리머 농도는, 열가소성 수지 및 가소제를 포함하는 조성물 중 20∼90 wt%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 30∼80 wt%, 그리고 가장 바람직하게는 35∼70 wt%이다. 폴리머 농도가 20 wt% 미만이 되면, 제막성이 저하한다, 충분한 역학 강도를 얻을 수 없다 등의 문제점이 발생한다. 또한, 바이러스 제거용의 막으로서는, 얻어지는 미세 다공막의 구멍 직경이 커져 바이러스 제거 성능이 불충분하게 된다. 폴리머 농도가 90 wt%를 넘으면, 얻어지는 미세 다공막의 구멍 직경이 지나치게 작아짐과 더불어, 빈 구멍 비율이 작아지기 때문에, 여과 속도가 저하하여, 실용에 견딜 수 없다.

실시형태에서 사용하는 가소제로서는, 미공막을 제조하는 조성으로 열가소성 수지와 혼합했을 때에 수지의 결정 융점 이상에서 균일 용액을 형성할 수 있는 불휘발성 용매를 이용한다. 여기서 말하는 불휘발성 용매란, 대기압 하에서 250.0℃ 이상의 비점을 갖는 것이다. 가소제의 형태는, 대략 상온 20.0℃에서, 액체라도 고체라도 좋다. 또한, 열가소성 수지와의 균일 용액을 냉각했을 때에, 상온 이상의 온도에 있어서 열유기형 고액상 분리점를 갖는, 소위 고액상 분리계의 가소제를 이용하는 것이, 바이러스 제거에 이용되는 소공경(小孔徑)이면서 또한 균질한 치밀 구조층을 갖는 막을 제조하는 데에 있어서 바람직하다. 가소제 중에는, 열가소성 수지와의 균일 용액을 냉각했을 때에, 상온 이상의 온도에 있어서 열유기형 액액상 분리점을 갖는 것도 있지만, 일반적으로, 액액상 분리계의 가소제를 이용한 경우는, 얻어진 미세 다공막은 대공경화(大孔徑化)하는 경향이 있다. 여기서 이용되는 가소제는 단품 또는 복수 물질의 혼합물이라도 좋다.

열유기형 고액상 분리점을 측정하는 방법은, 열가소성 수지와 가소제를 포함하는 소정 농도의 조성물을 미리 용융 혼련한 것을 시료로서 이용하여, 열분석(DSC)에 의해 그 수지의 발열 피크 온도를 측정함으로써 구할 수 있다. 또한, 상기 수지의 결정화점을 측정하는 방법은, 미리 상기 수지를 용융 혼련한 것을 시료로서 이용하여, 마찬가지로 열분석에 의해 구할 수 있다.

바이러스 제거에 이용되는 소공경이면서 또한 균질한 치밀 구조층을 갖는 막을 제조할 때에 바람직하게 이용되는 가소제로서는, 국제공개 제01/28667호에 개시되어 있는 가소제를 들 수 있다. 즉, 하기 (3)식에서 정의하는 조성물의 상분리점 강하 상수가 0.0∼40.0℃인 가소제이며, 바람직하게는 1.0∼35.0℃인 가소제, 더욱 바람직하게는 5.0∼30.0℃인 가소제이다. 상분리점 강하 상수가 40.0℃를 넘으면, 구멍 직경의 균질성이나 강도가 저하되어 버리기 때문에 바람직하지 못하다.

α = 100×(Tc₀-Tc)÷(100-C) (3)

(식에서, α은 상 분리 온도 강하 상수(℃), Tc₀는 열가소성 수지의 결정화 온도(℃), Tc는 조성물의 열유기 고액상 분리점(℃), C는 조성물 중의 열가소성 수지의 농도(wt%)를 나타낸다.)

예컨대 열가소성 수지로서 폴리불화비닐리덴 수지를 선택한 경우에는, 프탈산디시클로헥실(DCHP), 프탈산디아밀(DAP), 인산트리페닐(TPP), 인산디페닐크레딜(CDP) 및 인산트리크레딜(TCP) 등이 특히 바람직하다.

실시형태에 있어서, 열가소성 수지와 가소제를 포함하는 조성물을 균일 용해시키는 제1 방법은, 상기 수지를 압출기 등의 연속식 수지 혼련 장치에 투입하고, 수지를 가열 용융시키면서 임의의 비율로 가소제를 도입하여 스크류 혼련함으로써, 균일 용액을 얻는 방법이다. 투입하는 수지의 형태는, 분말형, 과립형, 펠릿형의 어느 것이라도 좋다. 또한, 이러한 방법에 의해서 균일 용해시키는 경우는, 가소제의 형태는 상온 액체인 것이 바람직하다. 압출기로서는, 단축 스크류식 압출기, 이축 이방향 스크류식 압출기 및 이축 동방향 스크류식 압출기 등을 사용할 수 있다.

열가소성 수지와 가소제를 포함하는 조성물을 균일 용해시키는 제2 방법은, 헨쉘믹서 등의 교반 장치를 이용하여, 수지와 가소제를 미리 혼합하여 분산시키고, 얻어진 조성물을 압출기 등의 연속식 수지 혼련 장치에 투입하여 용융 혼련함으로써 균일 용액을 얻는 방법이다. 투입하는 조성물의 형태에 관해서는, 가소제가 상온 액체인 경우는 슬러리형으로 하고, 가소제가 상온 고체인 경우는 분말형이나 과립형 등으로 하면 된다.

열가소성 수지와 가소제를 포함하는 조성물을 균일 용해시키는 제3 방법은, 브라벤더나 밀 등의 간이형 수지 혼련 장치를 이용하는 방법이나, 그 밖의 배치식 혼련 용기 내에서 용융 혼련하는 방법이다. 이 방법에 따르면, 배치식의 공정이 되지만, 간이하면서 또한 유연성이 높다고 하는 이점이 있다.

실시형태에 있어서, 열가소성 수지와 가소제를 포함하는 조성물을 열가소성 수지의 결정 융점 이상의 온도로 가열 균일 용해시킨 후, T 다이나 서큘러 다이, 환상 방적구의 토출구로부터 평막형, 중공사형의 형상으로 압출한 후에, 냉각 고화시켜 막을 성형한다((a)의 공정). 냉각 고화시켜 막을 성형하는 (a)의 공정에서, 치밀 구조층을 형성함과 더불어 막 표면에 인접하여 조대 구조층을 형성한다.

실시형태에서는, 균일하게 가열 용해한 열가소성 수지와 가소제를 포함하는 조성물을 토출구로부터 토출시키고, 에어 갭 부분을 거쳐, 하기 (4)식에 정의하는 드래프트비가 1.0 이상 12.0 이하가 되는 인수 속도로 그 막을 인수하면서, 열가소성 수지에 대하여 부분적인 용해성을 갖는, 100.0℃ 이상의 불휘발성 액체를 막의 한쪽의 표면에 접촉시키고, 다른 쪽의 막 표면을 냉각함으로써, 막에 조대 구조층과 치밀 구조층을 형성시킨다.

드래프트비=(막의 인수 속도)/(조성물 토출구에 있어서의 토출 속도) (4)

상기 드래프트비는 바람직하게는 1.5 이상 9.0 이하, 보다 바람직하게는 1.5 이상 7.0 이하이다. 드래프트비가 1.0 미만이면 막에 텐션이 걸리지 않기 때문에 성형성이 저하하고, 12.0을 넘는 경우는, 막이 잡아 늘려지기 때문에, 충분한 두께의 조대 구조층을 형성시키기 어렵게 되는 경향이 있다. 상기 (4)식의 조성물 토출구에 있어서의 토출 속도는 하기 (5)식으로 주어진다.

조성물의 토출구에 있어서의 토출 속도

= (단위시간당 토출되는 조성물의 체적)/(토출구의 면적) (5)

토출 속도의 바람직한 범위는 1∼60 m/분이고, 보다 바람직하게는 3∼40 m/분이다. 토출 속도가 1 m/분 미만인 경우는, 생산성이 저하하는 데 더하여, 토출량의 변동이 커지는 등의 문제가 발생하는 경향이 있다. 반대로, 토출 속도가 60 m/분을 넘는 경우는, 토출량이 많기 때문에 토출구에서 난류가 발생하여, 토출 상태가 불안정하게 되는 경우가 있다.

인수 속도는 토출 속도에 맞춰 설정할 수 있는데, 바람직하게는 1∼200 m/분이고, 보다 바람직하게는 3∼150 m/분이다. 인수 속도가 1 m/분 미만인 경우는, 생산성 및 성형성이 저하하는 경향이 있다. 또한, 인수 속도가 200 m/분을 넘는 경우는, 냉각 시간이 줄어들거나, 막에 걸리는 텐션이 커짐에 따라 막의 단열(斷裂)이 일어나기 쉽게 되거나 하는 경향이 있다.

조대 구조층을 형성시키는 바람직한 방법은, 열가소성 수지와 가소제를 포함하는 조성물을 압출구로부터 평막형 또는 중공사형의 막으로 압출하여 형성된 미경화의 막의 한쪽의 표면을, 열가소성 수지에 대하여 부분적인 용해성을 갖는 불휘발성 액체에 접촉시키는 방법이다. 이 경우, 접촉한 불휘발성 액체의 막 내부로의 확산과 열가소성 수지의 부분적인 용해에 의해서 조대 구조층이 형성된다. 여기서, 열가소성 수지에 대하여 부분적인 용해성을 갖는 액체란, 50 wt%의 농도로 열가소성 수지와 혼합했을 때에 100.0℃ 이상의 온도에서 비로소 균일 용액을 형성할 수 있는 액체이며, 100.0℃ 이상 250.0℃ 이하의 온도에서 균일 용액을 형성할 수 있는 액체가 바람직하고, 120.0℃ 이상 200.0℃ 이하의 온도에서 균일 용액을 형성할 수 있는 액체가 더욱 바람직하다. 100.0℃ 미만의 온도에서 균일 용해하는 액체를 접촉 액체로서 사용한 경우는, 열가소성 수지와 가소제를 포함하는 조성물 용액의 냉각 고화가 방해를 받기 때문에 성형성이 저하하거나, 조대 구조층이 필요 이상으로 두껍게 되거나, 혹은 구멍 직경이 지나치게 커지는 등의 문제점이 일어나는 경우가 있다. 250.0℃ 미만의 온도에서 균일 용액을 형성할 수 없는 액체의 경우는, 열가소성 수지에 대한 용해성이 낮기 때문에 충분한 두께의 조대 구조층을 형성시키기가 어렵다. 또한, 여기서, 불휘발성의 액체란, 1 기압(101325 Pa)에 있어서의 비점이 250.0℃를 넘는 액체이다.

예컨대, 열가소성 수지로서 폴리불화비닐리덴 수지를 선택한 경우에는, 에스테르쇄의 탄소쇄 길이가 7 이하인 프탈산에스테르류, 아디프산에스테르류, 세바신산에스테르류, 에스테르쇄의 탄소쇄 길이가 8 이하인 인산에스테르류, 시트르산에스테르류 등을 적합하게 사용할 수 있고, 특히 프탈산디헵틸, 프탈산디부틸, 프탈산디에틸, 프탈산디메틸, 아디프산디부틸, 세바신산디부틸, 인산트리(2-에틸헥실), 인산트리부틸 및 아세틸시트르산트리부틸 등을 적합하게 사용할 수 있다.

단, 예외적으로 에스테르쇄에 페닐기, 크레딜기, 시클로헥실기 등의 환상 구조를 갖는 가소제, 즉 프탈산디시클로헥실(DCHP), 프탈산디아밀(DAP), 인산트리페닐(TPP), 인산디페닐크레딜(CDP) 및 인산트리크레딜(TCP) 등은 조대 구조층을 형성시키는 능력이 작아 바람직하지 못하다.

또한, 조대 구조층을 도입시키기 위해서 사용되는 접촉 액체의 온도는 100.0℃ 이상, 바람직하게는 120.0℃ 이상, 열가소성 수지와 가소제와의 균일 용액의 온도 이하이며, 더욱 바람직하게는 130.0℃ 이상, (열가소성 수지와 가소제의 균일 용액의 온도-10.0℃) 이하이다. 이 접촉 액체의 온도가 100.0℃ 미만인 경우는, 열가소성 수지에 대한 용해성이 낮기 때문에 충분한 두께의 조대 구조층을 형성하기가 어렵게 되는 경향이 있다. 열가소성 수지와 가소제의 균일 용액의 온도를 넘는 경우에는 성형성이 저하한다.

또한, 막이 중공사형인 경우는, 그 접촉 액체가 환상 방적구 내부를 통과할 때에 열의 이동이 발생하기 때문에, 환상 방적구에 온도 불균형이 발생하여, 그 결과 중공사의 원주 방향으로 불균일한 막 구조로 되는 경우가 있다. 예컨대, 환상 방적구의 측방에서 저온의 접촉 액체를 도입한 경우, 접촉 액체가 도입된 부분의 환상 방적구의 온도가 저하하여, 이 상대적으로 저온인 부위를 통과한 열가소성 수지와 가소제를 포함하는 조성물로 형성된 막 부분의 구멍 직경이 작아져, 원주 방향으로 막 구조의 불균일성이 커진다. 중공사의 원주 방향으로 균일한 막 구조를 얻기 위해서는, 방적구의 온도를 균일하게 하는 것이 바람직하고, 이를 위해서는, (1) 접촉 액체의 온도의 영향을 중공사의 원주 방향으로 균일하게 하기 위해서, 환상 방적구의 상부에서 접촉 액체를 도입하는 것, 및/또는, (2) 환상 방적구와 접촉 액체 사이의 열 이동을 작게 하기 위해서, 환상 방적구와, 환상 방적구에 도입되기 직전의 접촉 액체와의 온도차를 작게 하는 것이 바람직하다. (2)의 경우, 환상 방적구와, 환상 방적구에 도입되기 직전의 접촉 액체와의 온도차를 80.0℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 80.0℃보다도 온도차가 크면, 원주 방향으로 불균일한 막 구조가 되어, 바이러스 제거막에 부하하는 바이러스의 총량이 증가했을 때에, 바이러스가 샐 가능성이 있다.

상기 환상 방적구와 접촉 액체와의 온도차를 작게 하기 위해서는, 방적구 근변의 온도 조절을 이용하거나, 가소성 수지와 가소제를 포함하는 조성의 온도를 낮게 하는 등의 다양한 방법을 생각할 수 있는데, 도입하는 접촉 액체를 방적구에 넣을 때의 접촉 액체의 온도를 높게 제어하는 방법이 바람직하다.

미세 다공막의 한 면에만 조대 구조층을 도입하는 경우, 치밀 구조층 측에 상당하는 다른 쪽 표면의 냉각 방법은 종래의 방법에 따를 수 있다. 즉, 막을 열전도체에 접촉시켜 냉각함으로써 행한다. 열전도체로서는, 금속, 물, 공기 또는 가소제 자신을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 열가소성 수지와 가소제를 포함하는 균일 용액을 T 다이 등을 통해 시트형으로 압출하고, 금속제의 롤에 접촉 냉각시켜 치밀 구조층을 형성하고, 또한 롤과 접촉하지 않는 측의 막면을 열가소성 수지에 대하여 부분적인 용해성을 갖는 불휘발성 액체에 접촉시킴으로써 조대 구조층을 형성하는 방법을 이용할 수 있다. 또한, 수지와 가소제와의 균일 용액을 서큘러 다이나 환상 방적구 등을 통해 원통형 내지 중공사형으로 압출하고, 이 원통 내지 중공사의 내측에 열가소성 수지에 대하여 부분적인 용해성을 갖는 불휘발성 액체를 통과시킴으로써, 내표면 측에 조대 구조층을 형성하게 하고, 외측을 물 등의 냉각 매체에 접촉시켜 냉각함으로써 치밀 구조층을 형성하는 방법도 이용할 수 있다.

실시형태에 따른 미세 다공막의 제조 방법에 있어서, 소공경이면서 균질한 치밀 구조층을 형성시키기 위해서는, 냉각 고화시킬 때의 냉각 속도를 충분히 빠르게 하는 것이 바람직하다. 냉각 속도는 50.0℃/분 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100.0∼1.0×10⁵℃/분, 더욱 바람직하게는 200.0∼2.0×10⁴℃/분이다. 구체적인 방법으로서는 금속제의 냉각 롤이나 물에 접촉시키는 방법이 적합하게 이용되는데, 특히, 물에 접촉시키는 방법이, 물의 증발에 의해서 급속한 냉각을 달성할 수 있으므로 바람직하다.

또한 냉각 고화시키는 매체의 온도는, 폴리머의 분자량 등에 따라, 일률적으로 결정할 수 없지만, 낮은 쪽이 바람직하다. 예컨대, 물에 접촉시키는 경우에는, 물의 온도는 50.0℃ 이하, 보다 바람직하게는 40.0℃ 이하, 더욱 바람직하게는 30.0℃ 이하이다. 접촉시키는 매체의 온도가 낮을수록 형성되는 막의 버블 포인트가 높아지는 경향이 있고, 바이러스 제거 필터를 사용할 때에, (1) 압력(유속)의 레벨을 내리는 경우, (3) 여과를 일단 중단하고, 재가압하는(Stop & start) 경우, 또는 (2) 제제의 여과 후, 여과를 일단 중단하고, Buffer로 세정하는 공정(Post-wash)을 포함하는 경우에 있어서도, 바이러스 제거성을 높게 유지할 수 있기 때문에 바람직하다.

실시형태에 따른 제조법에 있어서, 균일하게 가열 용해한 열가소성 수지와 가소제를 포함하는 조성물을 토출구로부터 토출시켜, 조성물을 냉각 고화시키기 전에, 에어 갭을 두는 것이 바람직하다. 이 에어 갭에 있어서, 토출된 폴리머 용액의 표층이 냉각됨과 더불어, 가소제의 일부가 기화함으로써, 표층 부분에 가장 치밀한 층인 최치밀층이 형성된다. 에어 갭의 길이는, 10 mm 이상, 300 mm 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30 mm 이상, 200 mm 이하이다.

에어 갭의 길이가 상기 범위 내에서, 작을수록 치밀층의 두께가 두껍고, 클수록 치밀층의 두께가 얇아지며, 상기 범위 내라면, 바이러스 제거 성능이 높으면서 또한 여과 효율이 높은 막을 제조할 수 있다.

또한, 실시형태에 따른 제조 방법에 있어서, 기화한 가소제를 제거하기 위해서 에어갭부에 배기부를 설치하여도 좋지만, 이 때, 토출된 조성물에 대한 공기의 흐름에 유의할 필요가 있다. 토출된 조성물에 맞닿는 공기의 흐름에 불균일이 있는 경우, 조성물의 온도에 불균일이 생겨, 결과적으로 구조의 국소적인 변동의 원인이 될 수 있다. 예컨대, 토출된 조성물이 중공사형인 경우에, 조성물의 측방에서 배기한 경우, 공기의 흐름에 의해서 배기부의 반대쪽이 보다 냉각되기 때문에 보다 치밀하게 되기 쉬워, 원주 방향의 구조 불균일이 생긴다. 따라서, 토출된 조성물에 대하여 균일하게 되도록 배기부를 설치하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 토출된 조성물에 대하여 공기의 흐름이 평행하게 되도록, 상측 배기 혹은 하측 배기로 하는 것이 바람직하다.

측방 배기의 경우에는, 조성물에 맞닿는 풍속이, 10 m/s 이하가 바람직하고, 7 m/s, 5 m/s, 3 m/s 이하가 바람직하고, 1 m/s 이하가 보다 바람직하다.

형성된 막으로부터 가소제의 실질적인 부분을 제거하는 공정(b)에서는, 가소제를 제거하기 위해서 추출 용제를 사용한다. 추출 용제는 열가소성 수지에 대하여 빈용매이면서 또한 가소제에 대하여 양용매이고, 비점이 미세 다공막의 융점보다 낮은 것이 바람직하다. 이러한 추출 용제로서는, 예컨대, 헥산이나 시클로헥산 등의 탄화수소류, 염화메틸렌이나 1,1,1-트리클로로에탄 등의 할로겐화탄화수소류, 에탄올이나 이소프로판올 등의 알코올류, 디에틸에테르나 테트라히드로푸란 등의 에테르류, 아세톤이나 2-부타논 등의 케톤류, 또는 물을 들 수 있다.

실시형태에 있어서, 막으로부터 가소제를 제거하는 제1 방법은, 추출 용제가 들어간 용기 중에 소정 크기로 잘라낸 미세 다공막을 침지하여 충분히 세정한 후에, 부착된 용제를 바람에 말리거나 또는 열풍에 의해서 건조시킴으로써 행한다. 이 때, 침지 조작이나 세정 조작을 다수 회 반복해서 행하면, 미세 다공막 중에 잔류하는 가소제가 감소하기 때문에 바람직하다. 또한, 침지, 세정, 건조의 일련의 조작 중에 미세 다공막의 수축이 억제되기 때문에, 미세 다공막의 단부를 구속하는 것이 바람직하다.

막으로부터 가소제를 제거하는 제2 방법은, 추출 용제로 채워진 조 안에 연속적으로 미세 다공막을 보내 넣고, 가소제를 제거하기에 충분한 시간을 들여 조 안에 침지하고, 그러한 후에 부착된 용제를 건조시킴으로써 행한다. 이 때, 조 내부를 다단 분할함으로써 농도차를 둔 각 조에 순차 미세 다공막을 보내주는 다단법(多段法)이나, 미세 다공막의 주행 방향에 대하여 역방향으로 추출 용제를 공급하여 농도 구배를 붙이기 위한 향류법(向流法)과 같은 공지된 수단을 적용하면, 추출 효율이 높아져 바람직하다. 제1, 제2 방법에서는, 모두 가소제를 미세 다공막으로부터 실질적으로 제거하는 것이 중요하다. 실질적으로 제거한다는 것은, 분리막으로서의 성능을 손상하지 않을 정도로 미세 다공막 중의 가소제를 제거하는 것을 가리키며, 미세 다공막 중에 잔존하는 가소제의 양은 1 wt% 이하가 되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 100 질량 ppm 이하이다. 미세 다공막 중에 잔존하는 가소제의 양은, 가스 크로마토그래피나 액체 크로마토그래피 등으로 정량할 수 있다. 또한, 추출 용제의 온도를, 그 용제의 비점 미만의 온도, 바람직하게는 (비점-5.0℃) 이하의 범위 내에서 가온하면, 가소제와 용제의 확산을 촉진할 수 있기 때문에 추출 효율을 높일 수 있어 더욱 바람직하다.

물리적 강도가 우수한 소수성 수지로 이루어지는 미세 다공막은, 높은 여과압에 견딜 수 있다는 점에서는, 셀룰로오스 등의 친수성 수지로 이루어지는 미세 다공막과 비교하여 우수한 반면, 단백질 등의 흡착, 막의 오염이나 눈막힘 등이 생기기 쉽고, 여과 속도의 급격한 저하를 야기한다. 그 때문에, 소수성 수지로 이루어지는 미세 다공막을 이용하는 경우, 단백 등의 흡착에 의한 폐색을 막기 위해서 막에 친수성이 부여된다. 실시형태에 따른 제조 방법에서는, 그라프트 중합법에 의해서 소수성 막의 세공 표면에 친수성 관능기를 도입하여, 단백 등의 흡착성을 저감시키는 것이 바람직하다. 이것은, 그라프트 중합법이 다른 방법(예컨대, 친수성 폴리머를 블렌드하는 방법이나 코트하는 방법 등)과 비교하여, 큰 세공에서부터 작은 세공까지 균일하게 친수화할 수 있다는 것이나, 막의 내표면에서부터 외표면을 얼룩짐 없이 균등하게 친수화할 수 있다는 것 때문이다.

또한 그라프트 중합에서는, 화학 결합에 의해서 친수성을 부여하고 있기 때문에, 처리액에 대하여, 용질(溶質)할 가능성이 다른 방법에 비해 낮기 때문에 바람직하다. 그라프트 중합법이란, 전리성 방사선이나 화학 반응 등의 수단에 의해서 고분자 미세 다공막에 라디칼을 생성시키고, 그 라디칼을 개시점으로 하여, 그 막에 모노머를 그라프트 중합시키는 반응이다.

실시형태에 있어서, 고분자 미세 다공막에 라디칼을 생성시키기 위해서는 어떠한 수단이나 채용할 수 있지만, 막 전체에 균일한 라디칼을 생성시키기 위해서는, 전리성 방사선의 조사가 바람직하다. 전리성 방사선의 종류로서는, 감마선, 전자선, 베타선 및 중성자선 등을 이용할 수 있는데, 공업 규모의 실시에는 전자선 또는 감마선이 가장 바람직하다. 전리성 방사선은 코발트60, 스트론튬90 및 세슘137등의 방사성 동위체로부터, 또는 X선 촬영 장치, 전자선 가속기 및 자외선 조사 장치 등에 의해 얻어진다.

전리성 방사선의 조사선량은, 1 kGy 이상1000 kGy 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 kGy 이상 500 kGy 이하, 가장 바람직하게는 5 kGy 이상 200 kGy 이하이다. 1 kGy 미만이면 라디칼이 균일하게 생성되지 않고, 1000 kGy를 넘으면 막 강도의 저하를 야기하는 경우가 있다.

전리성 방사선의 조사에 의한 그라프트 중합법에는, 일반적으로 막에 라디칼을 생성한 후, 이어서 그것을 반응성 화합물과 접촉시키는 전조사법(前照射法)과, 막을 반응성 화합물과 접촉시킨 상태에서 막에 라디칼을 생성시키는 동시조사법(同時照射法)으로 크게 나뉜다. 실시형태에서는, 어떠한 방법이나 적용할 수 있지만, 올리고머의 생성이 적은 전조사법이 바람직하다.

실시형태에서는, 반응성 화합물로서 1개의 비닐기를 갖는 친수성 비닐 모노머와, 필요에 따라서 가교제를 이용하여, 라디칼을 생성한 고분자 미세 다공막에 접촉시킨다. 접촉시키는 방법은 기상이라도 액상이라도 행할 수 있지만, 그라프트 반응이 균일하게 진행되는 액상으로 접촉시키는 방법이 바람직하다. 그라프트 반응을 더욱 균일하게 진행시키기 위해서, 1개의 비닐기를 갖는 친수성 비닐 모노머를 미리 용매 중에 용해시키고 나서 가교제를 이용하는 경우는 친수성 비닐 모노머와 가교제를 미리 용매 중에 용해시키고 나서 고분자 미세 다공막과 접촉시키는 것이 바람직하다.

상기한 것과 같이, 실시형태에 따른 친수성 미세 다공막의 제조 방법에서는, 고분자 미세 다공막에, 1개의 비닐기를 갖는 친수성 비닐 모노머를 그라프트 중합하고, 세공 표면에 친수성을 부여하여, 단백질 등의 생리 활성 물질의 흡착을 저감시킨다. 실시형태에서의 1개의 비닐기를 갖는 친수성 비닐 모노머란, 대기압 하에서, 25.0℃의 순수에 1 체적% 혼합시켰을 때에 균일 용해되는 1개의 비닐기를 갖는 모노머이다. 이 친수성 비닐 모노머로서는, 예컨대, 히드록시프로필아크릴레이트, 히드록시부틸아크릴레이트 등의 히드록실기를 갖는, 또는 그 전구체가 되는 관능기를 갖는 비닐 모노머, 비닐피롤리돈 등의 아미드 결합을 갖는 비닐 모노머, 아크릴아미드 등의 아미노기를 갖는 비닐 모노머, 폴리에틸렌글리콜모노아크릴레이트 등의 폴리에틸렌글리콜쇄를 갖는 비닐 모노머, 메타크릴산트리에틸암모늄에틸 등의 음이온 교환기를 갖는 비닐 모노머, 및 메타크릴산술포프로필 등의 양이온 교환기를 갖는 비닐 모노머 등을 들 수 있다.

실시형태에서는, 상기한 친수성 비닐 모노머 중에서도, 1개 이상의 히드록실기, 또는 그 전구체가 되는 관능기를 갖는 비닐 모노머를 이용하는 것이, 막의 후퇴 접촉각을 저하시켜 바람직하다. 보다 바람직하게는, 히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 등의 아크릴산 또는 메타크릴산과 다가 알코올의 에스테르류, 알릴알코올 등의 불포화 결합을 갖는 알코올류, 및 아세트산비닐, 프로피온산비닐 등의 에놀에스테르류 등을 이용하고, 가장 바람직하게는 히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 등의 아크릴산 또는 메타크릴산과 다가 알코올의 에스테르류를 이용한다. 히드록시프로필아크릴레이트를 그라프트한 친수성 미세 다공막은, 후퇴 접촉각이 낮으며 또한 충분한 글로불린 투과 성능을 얻을 수 있다.

1개의 비닐기를 갖는 친수성 비닐 모노머 및 필요에 따라서 이용하는 가교제를 용해하는 용매는, 균일 용해할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 이러한 용매로서, 예컨대, 에탄올이나 이소프로판올, t-부틸알코올 등의 알코올류, 디에틸에테르나 테트라히드로푸란 등의 에테르류, 아세톤이나 2-부타논 등의 케톤류, 물 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.

1개의 비닐기를 갖는 친수성 비닐 모노머 및 필요에 따라서 이용하는 가교제를 용해시킬 때의 농도는, 3 체적%부터 30 체적%까지가 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 체적%부터 20 체적%, 가장 바람직하게는 3 체적%부터 15 체적%이다. 3 체적% 이상의 농도라면, 충분한 친수성을 얻을 수 있어 바람직하다. 30 체적%를 넘으면, 친수화층에 의해서 구멍이 메워지는 경우가 있어, 투과 성능이 저하하는 경향이 있어 바람직하지 못하다.

그라프트 중합시에 이용하는, 1개의 비닐기를 갖는 친수성 비닐 모노머 및 필요에 따라서 이용하는 가교제를 용매에 용해시킨 반응액의 양은, 고분자 미세 다공막 1 g에 대하여 1×10^-5 ㎥∼1×10^-3 ㎥이 바람직하다. 반응액의 양이 1×10^-5 ㎥∼1×10^-3 ㎥이라면 균일성이 충분한 막을 얻을 수 있다. 그라프트 중합시의 반응 온도는, 일반적으로 20.0℃∼80.0℃에서 행해지지만, 특별히 한정되는 것은 아니다.

실시형태는, 소수성 미세 다공막에 적절한 친수화층을 도입하여, 높은 단백 투과성을 실현한다. 그 때문에, 소수성 미세 다공막에 그라프트되는 그라프트율은, 바람직하게는 3% 이상, 50% 이하, 더욱 바람직하게는 4% 이상, 40% 이하, 가장 바람직하게는 6% 이상, 30% 이하이다. 그라프트율이 3% 미만이면, 막의 친수성이 부족하여, 단백질의 흡착에 따른 여과 속도의 급격한 저하를 야기한다. 50%를 넘으면, 비교적 작은 구멍이 친수화층에 의해서 메워져 버려, 충분한 여과 속도를 얻을 수 없다. 여기서, 그라프트율이란, 하기 (6)식으로 정의되는 값이다.

그라프트율(%)

= 100×{(그라프트 후의 막 질량-그라프트 전의 막 질량)/그라프트 전의 막 질량} (6)

실시예

(바이러스 제거막의 제조)

폴리불화비닐리덴 수지(가부시키가이샤 쿠레하 제조, KF#1300) 49 wt%, 프탈산디시클로헥실(홋코케미칼고교 가부시키가이샤 제조) 51 wt%로 이루어지는 조성물을, 헨쉘믹서를 이용하여 실온에서 교반 혼합한 분체를 호퍼로부터 투입하고, 이축압출기(26 mmφ, L/D=50)를 이용하여 210.0℃에서 용융 혼합하여 균일 용해한 후, 225.0℃로 온도 조절된, 내경 0.8 mm, 외경 1.05 mm의 환상 오리피스로 이루어지는 방적구로부터 토출 속도 4.2 g/분으로 중공사형으로 압출하고, 에어 갭을 거친 후, 도 5 및 도 6에 도시하는 응고욕 온도에서 온도 조절된 수욕 속에서 냉각 고화시키고, 50 m/분의 속도로 타래에 권취했다. 이 때, 중공사의 내부에는 중공제로서 프탈산디부틸(다이하치카가쿠고교 가부시키가이샤 제조)을 7.1 g/분의 속도로 흘렸다. 실시예 1 내지 11 및 비교예 1 내지 3에 있어서, 프탈산디부틸은 방적구의 측방에서 도입하고, 방적구로 들어가기 직전의 온도와 방적구로부터 토출되었을 때의 온도는 도 5 및 도 6의 값이었다. 또한, 에어 갭 시에, 중공사에 측방에서 맞닿는 풍속은 2.7 m/s였다. 그 후, 2-프로판올(가부시키가이샤 토쿠야마 제조)로 프탈산디시클로헥실 및 프탈산디부틸을 추출 제거하고, 부착된 2-프로판올을 물로 치환한 후, 수중에 침지한 상태에서 고압 증기 멸균 장치를 이용하여 125.0℃의 열처리를 4시간 실시했다. 그 후, 부착된 물을 2-프로판올로 치환한 후, 60.0℃에서 진공 건조함으로써 중공사형의 미세 다공막을 얻었다. 추출에서부터 건조에 이르기까지의 공정에서는, 수축을 방지하기 위해서 막을 정해진 사이즈 상태로 고정하여 처리를 실시했다.

이어서, 상기한 미세 다공막에 대하여, 그라프트법에 의한 친수화 처리를 실시했다. 반응액은, 히드록시프로필아크릴레이트(오사카유키카가쿠고교 가부시키가이샤 제조)를 8 체적%가 되도록, 3-부탄올(쥰세이가가쿠(주) 시약 특급)의 25 체적% 수용액에 용해시키고, 45.0℃로 유지한 상태에서, 질소 버블링을 20분간 행한 것을 이용했다. 우선, 질소 분위기 하에서, 상기 미세 다공막을 드라이아이스로 -60.0℃ 이하로 냉각하면서, Co60을 선원으로 하여 감마선을 적어도 25 kGy를 조사했다. 조사 후의 막은, 13.4 Pa 이하의 감압 하에 15분간 정치한 후, 상기 반응액과 상기 막을 45.0℃에서 접촉시켜, 1시간 정치했다. 그 후, 막을 2-프로판올로 세정하고, 60.0℃에서 진공 건조함으로써 미세 다공막을 얻었다. 얻어진 막은 물에 접촉시켰을 때에 자발적으로 세공 내에 물이 침투하는 것을 확인했다. 얻어진 막의 성능을 평가한 결과를 도 5 및 도 6에 도시한다.

실시예 1 내지 11 및 비교예 1 내지 3에 있어서, 중공제의 입구 온도와 출구의 온도차, 에어 갭 길이, 응고욕 온도는 도 5 및 도 6에 도시하는 값이었다. 또한 실시예 6에 관해서만, 프탈산디부틸은 방적구의 중앙부로부터 도입했다. 이들 이외의 막의 제조 조건은, 실시예 1 내지 11 및 비교예 1 내지 3에서 동일했다.

(금 콜로이드를 이용한 바이러스 제거막의 평가)

(1) 금 콜로이드 용액의 조제

입경이 10, 15, 20 및 30 nm인 금 콜로이드를 각각 포함하는 용액(Cytodiagnostics사 제조)을 구입했다. 이어서, 자외·가시 분광 광도계 UVmini-1240(시마즈세이사쿠쇼 제조)로 측정한 각 금 콜로이드 용액의 금 콜로이드에 따른 최대 흡수 파장에 있어서의 흡광도가 0.25가 되도록, 금 콜로이드 용액을, 주사용 증류수, 폴리옥시에틸렌-나프틸에테르(1.59 vol%) 및 폴리(4-스티렌술폰산나트륨)(0.20 vol%)으로 희석했다.

(2) 금 콜로이드 용액의 여과

조제한 금 콜로이드 용액의 각각 40 mL를, 196 kPa의 가압 하에서, 제조한 실시예 및 비교예에 따른 바이러스 제거막으로 여과했다. 바이러스 제거막의 여과 면적은 0.001 ㎡였다.

(3) 바이러스 제거막에 의한 금 콜로이드의 제거율 측정

자외·가시 분광 광도계 UVmini-1240(시마즈세이사쿠쇼 제조)를 이용하여, 금 콜로이드 용액의 각각에 관해서, 금 콜로이드의 최대 흡수 파장에 있어서의 여과 전의 금 콜로이드 용액의 흡광도 A와, 여과액의 흡광도 B를 측정하여, 하기 (7)식으로 주어지는, 실시예 및 비교예에 따른 바이러스 제거막에 의한 금 콜로이드의 대수 제거율(LRV)을 산출했다. 결과를 도 5 및 도 6에 도시한다.

LRV= log₁₀(A/B) (7)

(4) 금 콜로이드 포착 부위의 균일성 측정

금 콜로이드 용액을 여과한 후의 실시예 및 비교예에 따른 바이러스 제거막으로부터 절편(두께는 8 ㎛)을 잘라내고, 절편 단면에 있어서 금 콜로이드에 의해서 물든 부분 16 곳의 휘도 프로파일을 광학현미경(Biozero, BZ8100, 키엔스사 제조)로 측정했다. 이어서, 상수(255)에서 측정한 휘도 프로파일을 뺐다. 그 후, 횡축에 막 두께(백분율), 종축에 휘도의 변위를 갖는 그래프를 작성하여, 그래프에 나타난 휘도 변위의 스펙트럼 면적을 산출했다. 또한, 16 곳에서의 휘도 변위의 스펙트럼 면적의 표준편차를, 16 곳에서의 휘도 변위의 스펙트럼 면적의 평균으로 나눈 값을, 실시예 및 비교예에 따른 바이러스 제거막에 있어서의 금 콜로이드 포착 부위의 금 콜로이드 포착량의 변동 계수를 나타내는 값으로서 산출했다. 직경 20 nm의 금 콜로이드만을 흘렸을 때의 결과를 도 5 및 도 6에 도시한다. 비교예에 따른 바이러스 제거막과 비교하여, 실시예에 따른 바이러스 제거막 쪽이, 변동 계수의 값이 작은 경향이 있었다. 따라서, 실시예에 따른 바이러스의 제거막에 있어서의 금 콜로이드 포착 부위에서의 금 콜로이드 포착량의 균일성이 높은 것이 드러났다. 또한, 실시예 중에서도, 중공제의 입구 온도와 출구 온도의 온도차가, 열가소성 수지와 가소제의 균일 용액과 접촉하기 전후에서 작을수록 금 콜로이드 포착 부위에 있어서의 금 콜로이드 포착량의 균일성이 높아지는 경향이 있고, 또한, 방적구의 중앙부에서 중공제를 넣음으로써 금 콜로이드 포착 부위에 있어서의 금 콜로이드 포착량의 균일성이 높아지는 경향이 있었다.

(5) 금 콜로이드 포착 부위 두께의 측정

20 및 30 nm의 금 콜로이드 용액을 각각 여과한 습윤 상태의 바이러스 제거막으로부터 절편(두께는 8 ㎛)을 잘라냈다. 습윤 상태의 절편 단면에 있어서 금 콜로이드에 의해서 물든 부분 16 곳의 휘도 프로파일을 광학현미경(Biozero, BZ8100, 키엔스사 제조)으로 측정했다. 여기서, 막 두께 방향에 있어서, 바이러스 제거막의 1차 측의 표면에서부터, 금 콜로이드가 포착된 부위의 가장 1차 측의 표면에 가까운 부분까지의 제1 거리 a를 측정했다. 또한, 막 두께 방향에 있어서, 바이러스 제거막의 1차 측의 표면에서부터, 금 콜로이드가 포착된 부위의 가장 2차 측의 표면에 가까운 부분까지의 제2 거리 b를 측정했다.

이어서, 16 곳의 각각에 있어서, 제1 거리 a를 습윤 상태의 바이러스 제거막의 막 두께 c로 나눠 백분율로 나타낸 값 A(=a/c의 백분율 표시)을 산출하고, 16 곳에서의 값 A의 평균치를 제1 도달도로서 산출했다. 또한, 16곳의 각각에 있어서, 제2 거리 b를 습윤 상태의 바이러스 제거막의 막 두께 c로 나눠 백분율로 나타낸 값 B(=b/c의 백분율 표시)을 산출하고, 16 곳에서의 값 B의 평균치를 제2 도달도로서 산출했다.

또한, 하기 (8)식에 나타내는 것과 같이, 직경 20 nm의 금 콜로이드를 여과한 바이러스 제거막에 있어서의 제2 도달도의 평균치 B₂₀와, 직경 30 nm의 금 콜로이드를 여과한 바이러스 제거막에 있어서의 제1 도달도의 평균치 A₃₀의 차에, 직경 20 nm의 금 콜로이드를 여과한 습윤 상태의 바이러스 제거막의 막 두께의 평균치 C₂₀와 직경 30 nm의 금 콜로이드를 여과한 습윤 상태의 바이러스 제거막의 막 두께의 평균치 C₃₀의 평균치 C_AVE를 곱한 값을, 바이러스 제거막에 있어서의 금 콜로이드 포착 부위의 두께 T로서 산출했다. 금 콜로이드 포착 부위의 두께 T는, 바이러스 제거막의 치밀층의 두께 T라고도 표현된다. 결과를 도 5 및 도 6에 도시한다. 비교예에 따른 바이러스 제거막과 비교하여, 실시예에 따른 바이러스 제거막 쪽이, 치밀층의 두께 T가, 30 ㎛ 이하의 범위 내에서 두꺼운 경향이 있었다.

T=(B₂₀-A₃₀)×C_AVE (8)

상기 방법에서는, 직경 20 nm의 금 콜로이드를 여과한 바이러스 제거막과, 직경 30 nm의 금 콜로이드를 여과한 바이러스 제거막의 적어도 2개의 바이러스 제거막을 이용하여, 치밀층의 두께를 측정했다. 그러나, 하나의 바이러스 제거막만을 이용하여 치밀층의 두께를 측정하는 것도 가능하다. 이 경우, 하나의 바이러스 제거막을 이용하여, 직경 20 nm 및 30 nm 양쪽의 금 콜로이드를 포함하는 금 콜로이드 용액을 여과한다. 혹은, 하나의 바이러스 제거막을 이용하여, 직경 20 nm의 금 콜로이드 용액을 여과한 후, 직경 30 nm의 금 콜로이드 용액을 여과한다.

그 후, 직경 20 nm 및 30 nm의 금 콜로이드 용액을 여과한 바이러스 제거막으로부터 절편을 잘라내고, 절편 단면에 있어서 금 콜로이드에 의해서 물든 부분 16 곳의 휘도 프로파일을 광학현미경(Biozero, BZ8100, 키엔스사 제조)으로 측정한다. 여기서, 막 두께 방향에 있어서, 바이러스 제거막의 1차 측의 표면에서부터, 금 콜로이드 포착 부위의 가장 1차 측의 표면에 가까운 부분까지의 제1 거리 a₁를 측정한다. 또한, 막 두께 방향에 있어서, 바이러스 제거막의 1차 측의 표면에서부터, 금 콜로이드 포착 부위의 가장 2차 측의 표면에 가까운 부분까지의 제2 거리 b₁를 측정한다.

이어서, 16 곳의 각각에 있어서, 제1 거리 a₁를 습윤한 바이러스 제거막의 막 두께 c로 나눠 백분율로 나타낸 값 A₁(=a₁/c₁의 백분율 표시)을 산출하고, 16 곳에서의 값 A₁의 평균치를 제1 도달도로서 산출한다. 또한, 16 곳의 각각에 있어서, 제2 거리 b₁를 습윤한 바이러스 제거막의 막 두께 c로 나눠 백분율로 나타낸 값 B₁(=b₁/c₁의 백분율 표시)을 산출하고, 16 곳에서의 값 B₁의 평균치를 제2 도달도로서 산출한다.

또한, 하기 (9)식에 나타내는 것과 같이, 바이러스 제거막에 있어서의 제2 도달도의 평균치 B₁와, 바이러스 제거막에 있어서의 제1 도달도의 평균치 A₁의 차에, 습윤한 바이러스 제거막의 막 두께의 평균치 C를 곱한 값을, 바이러스 제거막에 있어서의 금 콜로이드 포착 부위의 두께 T로서 산출한다. (8)식으로 산출되는 두께 T와, (9)식으로 산출되는 두께 T 사이에, 큰 차는 생기지 않음이 확인되었다.

T=(B₁-A₁)×C (9)

(6) 최치밀층 두께의 측정

직경 15 nm의 금 콜로이드 용액을 여과한 습윤 상태의 바이러스 제거막으로부터 절편(두께는 8 ㎛)을 잘라냈다. 습윤 상태의 절편 단면에 있어서 금 콜로이드에 의해서 물든 부분 16 곳의 휘도 프로파일을 광학현미경(Biozero, BZ8100, 키엔스사 제조)으로 측정했다. 여기서, 막 두께 방향에 있어서, 바이러스 제거막의 1차 측의 표면에서부터, 금 콜로이드가 포착된 부위의 가장 1차 측의 표면에 가까운 부분까지의 제1 거리 d를 측정했다. 또한, 막 두께 방향에 있어서, 바이러스 제거막의 1차 측의 표면에서부터, 금 콜로이드가 포착된 부위의 가장 2차 측의 표면에 가까운 부분까지의 제2 거리 e를 측정했다.

이어서, 16 곳의 각각에 있어서, 제1 거리 d를 습윤 상태의 바이러스 제거막의 막 두께 f로 나눠 백분율로 나타낸 값 D(=d/f의 백분율 표시)을 산출하고, 16 곳에서의 값 D의 평균치를 제1 도달도로서 산출했다. 또한, 16 곳의 각각에 있어서, 제2 거리 e를 습윤 상태의 바이러스 제거막의 막 두께 f로 나눠 백분율로 나타낸 값 E(=e/f의 백분율 표시)을 산출하고, 16 곳에서의 값 E의 평균치를 제2 도달도로서 산출했다.

또한, 하기 (10)식에 나타내는 것과 같이, 직경 15 nm의 금 콜로이드를 여과한 바이러스 제거막에 있어서의 제2 도달도의 평균치 E와 제1 도달도의 평균치 D의 차에, 여과한 습윤 상태의 바이러스 제거막의 막 두께의 평균치 F를 곱한 값을, 바이러스 제거막에 있어서의 15 nm 금 콜로이드 포착 부위(최치밀층)의 두께 T로서 산출했다.

T=(E-D)×F (10)

(7) 바이러스 제거막의 금 콜로이드 포착 부위의 입경 의존성 측정

직경 15 nm, 20 nm 및 30 nm의 금 콜로이드 용액을 각각 여과한 바이러스 제거막으로부터 절편(두께는 8 ㎛)을 잘라냈다. 절편 단면에 있어서 금 콜로이드에 의해서 물든 부분 16 곳의 휘도 프로파일을 광학현미경(Biozero, BZ8100, 키엔스사 제조)으로 측정했다. 여기서, 막 두께 방향에 있어서, 바이러스 제거막의 1차 측의 표면에서부터, 금 콜로이드가 포착된 부위의 가장 1차 측의 표면에 가까운 부분까지의 제1 거리 a를 측정했다. 또한, 막 두께 방향에 있어서, 바이러스 제거막의 1차 측의 표면에서부터, 금 콜로이드가 포착된 부위의 가장 2차 측의 표면에 가까운 부분까지의 제2 거리 b를 측정했다.

이어서, 16 곳의 각각에 있어서, 제1 거리 a를 습윤한 바이러스 제거막의 막 두께 c로 나눠 백분율로 나타낸 값 A(%)을 산출하고, 16 곳에서의 값 A(%)의 평균치를 제1 도달도로서 산출했다. 또한, 16 곳의 각각에 있어서, 제2 거리 b를 습윤한 바이러스 제거막의 막 두께 c로 나눠 백분율로 나타낸 값 B(%)을 산출하고, 16 곳에서의 값 B(%)의 평균치를 제2 도달도로서 산출했다. 직경 15 nm, 20 nm 및 30 nm의 금 콜로이드 각각에 관해서, 제1 도달도의 평균치와 제2 도달도의 평균치를 도 5 및 도 6에 도시한다. 또, 도 5 및 도 6에서, 좌측의 수치가 제1 도달도의 평균치를 나타내고, 우측의 수치가 제2 도달도의 평균치를 나타내고 있다. 한편, 직경 30 nm, 20 nm 및 15 nm의 금 콜로이드 포착 위치의 측정에 관해서, 어디까지나 막에 의해서 포착된 금 콜로이드에 관해서 측정한 것이고, 막에 포착되지 않은 금 콜로이드에 관해서 측정하는 것이 아니다.

(바이러스 제거막의 바이러스 제거능)

(1) 바이러스 함유 단백질 용액의 조제

폴리클로날 항체(인간 IgG)(베노글로블린-IH, 베네시스사 제조)를 이용하여, 항체 농도가 10 mg/mL가 되도록 주사용수(오츠카세이야쿠)로 희석한 항체 용액을 얻었다. 또한, 1 mol/LNaCl 수용액을 이용하여 염 농도를 0.1 mol/L로 조정했다. 또한, 0.1 mol/LHCl 또는 0.1 mol/LNaOH를 이용하여, 수소 이온 지수(pH)를 4.0로 조정하여, 이것을 단백질 용액으로 했다. 얻어진 단백질 용액에, 돼지 파르보바이러스(PPV, 사단법인 동물용생물학적제제협회)를 1.0 vol% 첨가하고, 잘 교반하여, 바이러스 함유 단백질 용액을 얻었다.

(2-1) 바이러스 함유 단백질 용액의 여과(통상)

196 kPa의 여과 압력으로, 제조한 막 면적 0.001 ㎡의 바이러스 제거막을 이용하여, 여과량이 150 L/㎡에 도달할 때까지 바이러스 함유 단백질 용액의 데드 엔드 여과를 행했다.

(2-2) 바이러스 함유 단백질 용액의 여과(압력 개방)

196 kPa의 여과 압력으로, 제조한 막 면적 0.001 ㎡의 바이러스 제거막을 이용하여, 여과량이 100 L/㎡에 도달할 때까지, 바이러스 함유 단백질 용액의 데드 엔드 여과를 행했다. 그 후 여과를 정지하고, 바이러스 제거막 중의 용액을 유지한 채로, 바이러스 제거막 중의 압력을 개방하고, 3시간 정치했다. 그 후, 재차 196 kPa의 여과압으로 여과를 재개하여, 여과량이 50 L/㎡에 도달할 때까지 바이러스 함유 단백질 용액의 데드 엔드 여과를 행했다. 본 평가에서는, 압력 개방 전 및 압력 개방하여 재가압한 후의 여과액 풀에 관해서 바이러스 제거율을 측정했다.

(2-3) 바이러스 함유 단백질 용액의 여과(포착 용량)

196 kPa의 여과 압력으로, 제조한 막 면적 0.001 ㎡의 바이러스 제거막을 이용하여, 바이러스 함유 단백질 용액의 데드 엔드 여과를 행했다. 여과 압력은 공급액 용기 측에 압력계를 설치하여 측정했다. 15 L/㎡마다 여과액을 채취하고, 최대 바이러스 부하량이 14.0(Log₁₀(TCID₅₀/㎡))가 될 때까지 여과를 실시했다.

(3) 바이러스 제거율의 측정

미국 배양세포계통보존기관(ATCC)으로부터 입수하여 배양한 PK-13 세포(ATCC No. CRL-6489)를 준비했다. 또한, 56.0℃의 수욕으로 30분간 가열하여 비동화시킨 후의 소 혈청(Upstate사 제조) 3 vol%와, 페니실린/스트렙토마이신(+10000 Units/mL 페니실린, +10000 μg/mL 스트렙토마이신, 인비트로젠 제조) 1 vol% 함유 D-MEM(인비트로젠 제조, 고글루코오스)의 혼합액을 준비했다. 이하, 이 혼합액을 3 vol% FBS/D-MEM이라고 한다. 이어서, PK-13 세포를 3 vol% FBS/D-MEM로 희석하고, 세포 농도 2.0×10⁵(세포/mL)의 희석 세포 현탁액을 조제했다. 이어서, 96 웰 둥근바닥 세포 배양 플레이트(Falcon사 제조)를 10장 준비하여, 모든 웰에, 희석 세포 현탁액을 100 μL씩 분주했다.

희석 세포 현탁액을 분주한 세포 배양 플레이트의 8 웰마다, 바이러스 함유 단백질 용액의 여과액 및 동 여과액의 10배, 10²배, 10³배, 10⁴배 및 10⁵배 희석액과, 원래 액의 10²배, 10³배, 10⁴배, 10⁵배, 10⁶배 및 10⁷배 희석액의 각각을, 100 μL씩 분주했다. 그 후, 37.0℃, 5% 이산화탄소 분위기 하에 있는 인큐베이터 속에 세포 배양 플레이트를 배치하여, 세포를 10일간 배양했다.

10일간 배양한 세포에 대하여, 이하 설명하는 적혈구 흡착법(바이러스실험학 총론 국립예방위생연구소 학우회 편, p.173 참조)을 이용하여, 50% 조직 배양 감염치(TCID50)를 측정했다. 우선, 닭 보존혈(닛폰바이오테스트 제조)을 PBS(-)(닛수이세이야쿠 가부시키가이샤 제조, 제품에 첨부된 설명서에 기재된 방법으로 조제)로 5배로 희석한 후, 희석한 닭 보존혈을 2500 rpm, 4.0℃에서 5분간 원심하여 적혈구를 분리하고, 침전시켰다. 그 후, 상청을 흡인 제거하고, 얻어진 적혈구를 포함하는 침전물을 재차 PBS(-)로 200배로 희석했다.

이어서, 적혈구 침전물의 PBS(-) 희석액을, 세포 배양 플레이트의 전체 웰에 100 μL씩 분주하여, 2시간 정치했다. 그 후, 배양한 세포 조직의 표면에 대한 적혈구의 흡착 유무를 눈으로 보아 확인하여, 흡착이 확인된 것을 바이러스 감염이 일어난 웰, 흡착이 확인되지 않은 것을 바이러스 감염이 일어나지 않은 웰로서 카운트했다. 또한, 바이러스 함유 단백질 용액의 여과액 및 동 여과액의 희석액과, 원래 액 희석액 각각이 분주된 웰마다, 바이러스 감염 비율을 확인하여, Reed-Muench법(바이러스실험학 총론, 국립예방위생연구소 학우회 편, p.479-480 참조)에 의해, 감염가로서 log₁₀(TCID₅₀/mL)를 산출하고, 하기 (11)식 및 (12)식을 이용하여 바이러스의 대수 제거율(LRV)을 산출했다. 결과를 도 5 및 도 6에 도시한다.

LRV = log₁₀(C₀/C_F) ····(11)

여기서, C₀는, 바이러스 제거막으로 여과하기 전의 원래 액(바이러스 함유 단백질 용액) 중의 감염가를 나타내고, C_F는 바이러스 제거막으로 여과한 후의 여과액 중의 감염가를 나타낸다.

압력 개방(Stop & Start)을 포함하는 프로세스의 LRV:

LRV = log₁₀(C₀×150 / (CF₁₀₀×100 + C_F50×50)) ···· (12)

여기서, C₀는, 바이러스 제거막으로 여과하기 전의 원래 액(바이러스 함유 단백질 용액) 중의 감염가를 나타내고, C_F100는 바이러스 제거막으로 압력 개방 전까지 100 mL/0.001 ㎡ 여과한 후의 여과액 풀 중의 감염가, C_F50는 바이러스 제거막으로 압력 개방 후 3시간 정치하고, 재가압하여 50 mL/0.001 ㎡ 여과한 후의 여과액 풀 중의 감염가를 나타낸다.

(4) 최대 포착 용량의 산출

바이러스 제거율의 측정에 있어서, 검출 한계보다 큰 값을 얻을 수 있었을 때의 여과량(=최대 여과 용량)으로부터 하기 (13)식의 산출 방법으로 바이러스 제거막의 최대 포착 용량을 산출했다.

최대 포착 용량(Log₁₀(TCID₅₀/㎡))

= 원래 액의 감염가 Log₁₀((TCID₅₀/mL)×최대 여과 용량(L/㎡)×1000)····(13)

최대 포착 용량이 10.0의 11.5승 이상이라면, 바이러스 제거막에 대한, 바이러스의 부하량이 증가했다고 해도, 바이러스 제거율의 저하가 없어지기 때문에 바람직하다. 또한 10.0의 12승 이상, 12.5승 이상, 13.0승 이상이라면 더욱 바람직하다.

또한 도 5 및 도 6에 도시하는 것과 같이, 균일성이 높고, 그리고 치밀층이 두껍게 됨에 따라서, 최대 포착 용량은 증가했다.

Flux Decay의 평가

단백 여과 성능의 지표로서 이하의 평가를 행했다. 폴리클로날 항체(인간 IgG)(베노글로블린-IH, 베네시스사 제조)를 이용하여, 항체 농도가 30 mg/mL가 되도록 주사용수(오츠카세이야쿠)로 희석한 항체 용액을 얻었다. 또한, 1 mol/LNaCl 수용액을 이용하여 염 농도를 0.1 mol/L로 조정했다. 그 때의 용액의 pH는 4.5였다. 얻어진 단백질 용액을 막 면적 0.001 ㎡의 바이러스 제거막으로 여과 압력 294 kPa로 150 L/㎡ 여과했다. 여과 초기의 0부터 10 L/㎡의 여과 속도를 F₁₀, 여과 종료시의 140부터 150 L/㎡의 여과 속도를 F₁₅₀로 하여, Flux Decay는 하기 (14)식으로 산출했다.

Flux Decay(%) = (F₁₀-F₁₅₀)×100/F₁₀ ····(14)

(바이러스 제거막의 물성)

(1) 중공사의 외경, 내경, 막 두께

중공사 형상의 미세 다공막의 외경, 내경은, 그 막의 수직 할단면을 실체 현미경(모리테크(주) 제조 SCOPEMAN503)을 사용하여 210배의 배율로 촬영함으로써 구했다. 막 두께는 중공사의 외경과 내경의 차의 1/2로서 계산했다.

(2) 빈 구멍 비율

미세 다공막의 체적과 질량을 측정하고, 얻어진 결과로부터 하기 (15)식을 이용하여 기공율을 계산했다.

빈 구멍 비율(%)=(1-질량÷(수지의 밀도×체적))×100 ···· (15)

(3) 순수 투과 속도

정압 데드 엔드 여과에 의한 온도 25.0℃의 순수의 투과량을 측정하고, 막 면적, 여과 압력(0.1 MPa) 및 여과 시간으로부터, 하기 (16)식과 같이 계산하여 순수 투과 속도로 했다.

순수 투과 속도(L/㎡/hrs/0.1 MPa)=투과량÷(막 면적×여과 시간) (16)

(4) 버블 포인트의 측정 방법

ASTM F316-86에 준거한 버블포인트법에 의해 구해지는 버블 포인트(Pa)를 측정했다. 막을 침지하는 시험액으로서 표면장력이 13.6 mN/m인 하이드로플루오로에테르(3M사 제조 Novec(등록상표) 7200)를 이용했다. 버블 포인트는, 유효 길이 8 cm의 중공사막 1 가닥을 버블 포인트 측정 장치에 셋트한 후, 중공부 측의 서서히 압력을 올려, 막을 투과하는 가스 유량이 2.4E-3 리터/분이 되었을 때의 압력으로 했다.

(5) 막 두께의 측정 방법(습윤 중공사)

본 실시예에서, 습윤 상태인 중공사의 막 두께를 측정할 때는, 직경 30 nm, 20 nm 및 15 nm의 금 콜로이드를 40 L/㎡ 여과했을 때의 습윤 중공사에 관해서, 광학현미경(Biozero, BZ8100, 키엔스사 제조)을 이용하여 측정했다.

1: 1차 측의 표면
2: 2차 측의 표면
10: 바이러스 제거막

Claims (14)

1. 단백질을 함유하는 용액으로부터 바이러스를 제거하기 위한 바이러스 제거막으로서,
   상기 바이러스 제거막은,
   상기 단백질을 함유하는 용액이 공급되는 1차 측의 표면과,
   상기 바이러스 제거막을 투과한 투과액이 배출되는 2차 측의 표면
   을 가지며,
   상기 1차 측으로부터 상기 바이러스 제거막에 직경 20 nm의 금 콜로이드를 함유하는 용액을 공급하여 상기 바이러스 제거막으로 상기 금 콜로이드를 포착하고, 상기 바이러스 제거막 단면에 있어서 휘도를 측정하면, 상기 휘도 변위의 스펙트럼 면적치의 표준편차를 상기 휘도 변위의 스펙트럼 면적치의 평균치로 나눈 값이 0.01 이상 1.50 이하이며,
   상기 바이러스 제거막 단면에 있어서, 직경 20 nm 이상 직경 30 nm 이하의 금 콜로이드가 포착되는 부위의 두께가, 습윤 상태에서 10 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하이고,
   상기 바이러스 제거막 단면에 있어서, 상기 1차 측에서 2차 측으로 향해서, 빈 구멍의 구멍 직경이 감소한 후, 일정하게 되고, 2차 측의 표면 부근에 가장 치밀한 층을 갖는
   친수화된 합성 고분자를 포함하는 바이러스 제거막.
2. 제1항에 있어서, 습윤 상태의 상기 바이러스 제거막 단면에 있어서,
   직경 30 nm의 금 콜로이드가 포착되는 부위가, 상기 1차 측으로부터 상기 바이러스 제거막의 막 두께의 15% 이상 60% 이하인 곳에 있고,
   직경 20 nm의 금 콜로이드가 포착되는 부위가, 상기 1차 측으로부터 상기 막 두께의 25% 이상 85% 이하인 곳에 있으며,
   직경 15 nm의 금 콜로이드가 포착되는 부위가, 상기 1차 측으로부터 상기 막 두께의 60% 이상 100% 이하인 곳에 있는 바이러스 제거막.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 직경 10 nm의 금 콜로이드가 포착되지 않는 바이러스 제거막.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   직경 30 nm의 금 콜로이드의 대수 제거율이 1.00 이상이고,
   직경 20 nm의 금 콜로이드의 대수 제거율이 1.00 이상이며,
   직경 15 nm의 금 콜로이드의 대수 제거율이 0.10 이상이고,
   직경 10 nm의 금 콜로이드의 대수 제거율이 0.10 미만인 바이러스 제거막.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 건조 상태에서 막 두께가 40.0 ㎛ 이상 60.0 ㎛ 이하인 바이러스 제거막.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 버블 포인트가 1.30 MPa 이상 1.80 MPa 이하인 바이러스 제거막.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 버블 포인트(MPa)와 표면장력(N/m)의 비가 96 이상 133 이하인 바이러스 제거막.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 순수(純水) 투과 속도가, 30 L/㎡/hrs/0.1 MPa 이상 80 L/㎡/hrs/0.1 MPa 이하인 바이러스 제거막.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중공사막인 바이러스 제거막.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 평막인 바이러스 제거막.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 열가소성 결정성 고분자를 포함하는 바이러스 제거막.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 친수성의 그라프트쇄를 갖추는 바이러스 제거막.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 바이러스 제거막 단면에 있어서, 직경 15 nm의 금 콜로이드가 포착되는 부위의 두께가, 습윤 상태에서 2 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 바이러스 제거막.
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