(57)【要約】  本発明は、ベシクル膜形成材料としてＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ型の両親媒性ジブロックコポリマーを含み、添加剤として約０．０５％〜約１％ｖ／ｖの反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆ、および膜貫通タンパク質をさらに含む、液体組成物中のベシクルに関する。ベシクルは、場合により膜形成材料として、ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ−ＰＭＯＸＡａ〜ｂ型のトリブロックコポリマー約１〜約１２％ｖ／ｖを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベシクル膜形成材料としてＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ型の両親媒性ジブロックコポリマーを含み、添加剤として約０．０５％〜約１％ｖ／ｖの反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆ、および膜貫通タンパク質をさらに含む、液体組成物中のベシクル。
【請求項２】
前記ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄが、ＰＭＯＸＡ１０〜４０−ＰＤＭＳ２５〜７０およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載のベシクル。
【請求項３】
前記混合物が、一般式ＰＭＯＸＡ１０〜２８−ＰＤＭＳ２５〜７０の第１の両親媒性ジブロックコポリマー、および一般式ＰＭＯＸＡ２８〜４０−ＰＤＭＳ２５〜７０の第２の両親媒性ジブロックコポリマーを少なくとも含む、請求項２に記載のベシクル。
【請求項４】
前記第１と第２の両親媒性ジブロックコポリマーの重量割合が、０．１：１〜１：０．１の範囲である、請求項３に記載のベシクル。
【請求項５】
前記液体組成物中の両親媒性ジブロックコポリマーの濃度が、０．１〜５０ｍｇ／ｍｌ、たとえば、０．５〜２０ｍｇ／ｍｌ、好ましくは１〜１０ｍｇ／ｍｌの範囲である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のベシクル。
【請求項６】
前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆが、１つまたは複数のアミン、カルボン酸、および／またはヒドロキシ基で官能化され、式中ｅが３０であり、ｆが５０である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のベシクル。
【請求項７】
前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆが、ポリ（ジメチルシロキサン），ビス（３−アミノプロピル）である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のベシクル。
【請求項８】
前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆが、Ｈ２Ｎ−ＰＤＭＳ３０〜５０、ＨＯＯＣ−ＰＤＭＳ３０〜５０、およびＨＯ−ＰＤＭＳ３０〜５０ならびにそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のベシクル。
【請求項９】
前記膜貫通タンパク質が、アクアポリン水チャネルである、請求項１〜８のいずれか１項に記載のベシクル。
【請求項１０】
ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ−ＰＭＯＸＡａ〜ｂ型のトリブロックコポリマーを約１％ｖ／ｖ〜約１２％ｖ／ｖさらに含む、請求項１に記載のベシクル。
【請求項１１】
前記ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ−ＰＭＯＸＡａ〜ｂ型のトリブロックコポリマーが、ＰＭＯＸＡ１０〜２０−ＰＤＭＳ２５〜７０−ＰＭＯＸＡ１０〜２０から選択される、請求項１０に記載のベシクル。
【請求項１２】
前記液体組成物が、フラックス改善剤をさらに含む、請求項１〜１１のいずれかに記載のベシクル。
【請求項１３】
前記フラックス改善剤が、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアルキラート、ベータシクロデキストリン、またはポリエチレングリコール（１５）−ヒドロキシステアリン酸である、請求項１２に記載のベシクル。
【請求項１４】
フラックス増加剤が、前記液体組成物の０．１重量％〜１０重量％の量で存在する、請求項１３に記載のベシクル。
【請求項１５】
緩衝液を含む液体組成物中に存在する、請求項１〜１４のいずれかに記載のベシクル。
【請求項１６】
液体組成物が、洗剤または界面活性剤をさらに含む、請求項１〜１５のいずれかに記載のベシクル。
【請求項１７】
前記洗剤が、ラウリルジメチルアミンＮ−オキシド（ＬＤＡＯ）、オクチルグルコシド（ＯＧ）、ドデシルマルトシド（ＤＤＭ）またはそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１６に記載のベシクル。
【請求項１８】
前記膜貫通タンパク質が、アクアポリン水チャネルである、請求項１〜１７のいずれか１項に記載のベシクル。
【請求項１９】
前記ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ型の両親媒性ジブロックコポリマーの溶液、０．０５％〜約１％の反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆ、および膜貫通タンパク質の混合物を撹拌する工程を含む、膜貫通タンパク質を取り込む液体組成物中のベシクルを調製する方法。
【請求項２０】
前記撹拌が１２〜１６時間継続する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄが、ＰＭＯＸＡ１０〜４０−ＰＤＭＳ２５〜７０およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２２】
混合物が、少なくとも一般式ＰＭＯＸＡ１０〜２８−ＰＤＭＳ２５〜７０の第１の両親媒性ジブロックコポリマー、および一般式ＰＭＯＸＡ２８〜４０−ＰＤＭＳ２５〜７０の第２の両親媒性ジブロックコポリマーを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１と第２の両親媒性ジブロックコポリマーの重量割合が、０．１：１〜１：０．１の範囲である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記液体組成物中の両親媒性ジブロックコポリマーの濃度が、０．１〜５０ｍｇ／ｍｌ、たとえば、０．５〜２０ｍｇ／ｍｌ、好ましくは１〜１０ｍｇ／ｍｌの範囲である、請求項１９〜２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆが、１つまたは複数のアミン、カルボン酸、および／またはヒドロキシ基で官能化され、式中ｅは３０であり、ｆは５０である、請求項１９〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆが、ポリ（ジメチルシロキサン），ビス（３−アミノプロピル）である、請求項１９〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆが、架橋剤としてＨ２Ｎ−ＰＤＭＳ３０〜５０、ＨＯＯＣ−ＰＤＭＳ３０〜５０、およびＨＯ−ＰＤＭＳ３０〜５０ならびにそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１９〜２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記膜貫通タンパク質が、アクアポリン水チャネルである、請求項１９〜２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
前記ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ−ＰＭＯＸＡａ〜ｂ型のトリブロックコポリマーを約１％ｖ／ｖ〜約１２％ｖ／ｖさらに含む、請求項１９〜２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
前記液体組成物が、添加剤として前記ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ−ＰＭＯＸＡａ〜ｂ型のトリブロックコポリマー約２〜１０％ｖ／ｖを含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ−ＰＭＯＸＡａ〜ｂ型のトリブロックコポリマーが、ＰＭＯＸＡ１０〜２０−ＰＤＭＳ２５〜７０−ＰＭＯＸＡ１０〜２０から選択される、請求項２９または３０に記載の方法。
【請求項３２】
フラックス改善剤をさらに含む、請求項１９〜３１のいずれかに記載の方法。
【請求項３３】
前記フラックス改善剤が、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアルキラート、ベータシクロデキストリン、またはポリエチレングリコール（１５）−ヒドロキシステアリン酸である、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
フラックス増加剤が、前記液体組成物の０．１重量％〜１０重量％の量で存在する、請求項３２または３３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３５】
前記液体組成物中に緩衝液をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項３６】
前記液体組成物が、洗剤または界面活性剤をさらに含む、請求項１９〜３５のいずれかに記載の方法。
【請求項３７】
前記洗剤が、ラウリルジメチルアミンＮ−オキシド（ＬＤＡＯ）、オクチルグルコシド（ＯＧ）、ドデシルマルトシド（ＤＤＭ）またはそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記膜貫通タンパク質が、アクアポリン水チャネルである、請求項１９〜３７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３９】
事項１〜１８のいずれか１項に記載のベシクルを含む分離膜。
【請求項４０】
前記分離膜が、前記ベシクルを取り込む有効層および多孔質支持膜を含む、請求項３９に記載の分離膜。
【請求項４１】
前記有効層が、多孔質基材膜上に形成された薄膜複合材料（ＴＦＣ）層に取り込まれた前記ベシクルを含む、請求項３９または４０に記載の分離膜。
【請求項４２】
前記ベシクルを取り込む有効層が、交互積層堆積法により形成される、請求項４１に記載の分離膜。
【請求項４３】
多孔質基材膜上の膜貫通タンパク質を取り込んだベシクルを固定化する薄膜複合材料層を調製する方法であって、
ａ．請求項１９〜３８のいずれかに従い調製される液体組成物中のベシクルとジアミンまたはトリアミン化合物との混合物を用意する工程と、
ｂ．工程ａの前記混合物を用いて多孔質支持膜の表面を覆う工程と、
ｃ．アシルハライド化合物を含む疎水性溶液を加える工程と、
ｄ．前記水溶液および前記疎水性溶液が、前記薄膜複合材料層を形成するように界面重合反応を実行することを可能にする工程と、
を含む方法。
【請求項４４】
前記ジアミン化合物が、１，３−ジアミノベンゼンである、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記ジアミンまたはトリアミン化合物のアシルハライド化合物に対する重量割合が、重量比０：１〜３０：１である、請求項４３または４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記疎水性溶液が、０．１〜１０体積％の量のＴＦＣ層改質剤をさらに含む、請求項４３〜４５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４７】
前記ＴＦＣ層改質剤が、Ｃ３〜Ｃ８カルボニル化合物である、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記ＴＦＣ層改質剤が、ジエチレンケトン、２−ペンタノン、５−ペンタノン、シクロペンタノンからなる群から選択される、請求項４６または４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記多孔質支持膜が、ポリスルホンまたはポリエーテルスルホンポリマーにより形成される、請求項４３〜４８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５０】
前記多孔質支持膜が、中空糸である、請求項４３〜４９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５１】
ハウジング内に中空糸の束を集成することにより中空糸モジュールを作製するさらなる工程を含む、請求項５０に記載の方法であって、ここで、第１溶液を通過させるための入口は、前記中空糸の内腔の一端に接続され、出口は、前記内腔の他端に接続され、および入口は、前記ハウジングに接続された出口まで第２溶液を通過させるために、前記ハウジング中に設けられる方法。
【請求項５２】
前記多孔質支持膜が、平板である、請求項４３〜４９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５３】
平膜を巻くことによりスパイラル形膜モジュールを製造するさらなる工程を含む、請求項４３〜５２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５４】
前記中空糸モジュールまたは前記スパイラル形膜モジュールが、逆浸透による高純度濾過水の調製のために使用される、請求項４８または５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記中空糸モジュールまたは前記スパイラル形膜モジュールが、正浸透による生成物溶液の濃縮のために使用される、請求項４８および５３のいずれかに記載の方法。
【請求項５６】
前記中空糸モジュールまたは前記スパイラル形膜モジュールが、圧力遅延浸透を使用する塩分濃度差電力の製造のために使用される、請求項４８および５３のいずれかに記載の方法であって、静水圧を増加させるために前記分離膜を利用し、塩分濃度差電力の発生源として静水圧の前記増加を使用することを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜貫通タンパク質、たとえば、アクアポリン水チャネル（ＡＱＰ）を含む両親媒性ジブロックコポリマーベースのベシクル、およびベシクルを含む濾過膜に関する。本発明は、さらに、ベシクルおよびそれを含有する分離膜を作成する方法ならびに前記膜の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
二重層または二重層様構造体を有する自己集合ベシクルを形成するための両親媒性の脂質およびブロックコポリマーの使用は、特に両親媒性膜タンパク質、たとえば、アクアポリン水チャネル（ＡＱＰ）を固定化するために当技術分野で周知である。次いで、ＡＱＰを含むベシクルは、一般に、支持基材上の層としてまたはフィルム中にベシクルを堆積することにより、水の精製（ＷＯ２００６／１２２５６６）または塩分濃度差電力の発生（ＷＯ２００７／０３３６７５）などの用途で固定化されたＡＱＰを有する膜を作成するために使用することができ、これによりナノ濾過、逆浸透、正浸透または圧力遅延浸透により膜を通した水分子の選択的通過が可能になる。
【０００３】
ＷＯ２０１３／０４３１１８は、アクアポリン水チャネル（ＡＱＰ）が膜の有効層に取り込まれている薄膜複合材料（ＴＦＣ）膜を開示する。さらに、薄膜複合材料膜を製造する方法、ならびに濾過プロセス、たとえば、ナノ濾過および浸透濾過プロセスでのその使用を開示する。ＴＦＣ膜は、ＴＦＣ有効層に取り込まれている脂質−ＡＱＰコポリマーＡＱＰベシクルを含む。ＷＯ２０１０／１４６３６５は、固定化されるＡＱＰを取り込むための物質を形成するベシクルとして、両親媒性トリブロックコポリマーを使用するＴＦＣ−アクアポリン−Ｚ（ＡｑｐＺ）濾過膜の調製を記載する。ＷＯ２０１４／１０８８２７は、アクアポリン水チャネルを含む薄膜複合材料（ＴＦＣ）層で改質された繊維を有する中空糸（ＨＦ）モジュールを開示し、アクアポリン水チャネルは、ＴＦＣ層への取り込み前に脂質またはブロック共重合ベシクルに取り込まれている。
【０００４】
しかし、従来技術では、通常、ベシクル製造で使用する両親媒性脂質およびブロックコポリマーは、主に疎水性の部分を可溶化するために、過酷な溶媒、たとえば、テトラクロロメタン（ＣＣｌ４）またはクロロホルム（ＣＨＣｌ３）に溶解する必要がある固体である。膜合成では、この溶媒は蒸発して、フィルム形成が可能になり、次いでフィルムは再水和して、ＡＱＰ膜タンパク質を同時に取り込み、両親媒性物質を種々のエマルジョンの形態（たとえば、ベシクル）にする。しかし、実際には、最終ベシクルのサイズを制御することはしばしば困難であり、約６０〜８０ｎｍから約１０００ｎｍ以上の範囲の直径のベシクルを有する分散エマルジョンを生じる。また、膜タンパク質は、二重層構造体でその両親媒性構造に従い配列し、タンパク質およびベシクル膜の疎水性部分の厚さに整合する必要があるので、各ベシクルに取り込むことができるＡＱＰの数に制限があり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、概して、膜貫通タンパク質、たとえば、アクアポリン水チャネルを用いて自己集合ベシクルを形成するための、ＰＭＯＸＡ−ＰＤＭＳジブロックコポリマー（ポリ（２−メチルオキサゾリン）−ブロック−ポリ（ジメチルシロキサン）ジブロックコポリマー）の使用に関する。次いで、アクアポリンベシクルは、膜貫通タンパク質が取り込まれ、または固定化され、有効である分離膜の製造で使用することができ、たとえば、水分子が膜を通過するのを可能にする。たとえば、膜貫通タンパク質を含む分離膜の製造では、ベシクルは、芳香族アミン、たとえば、ジアミンまたはトリアミン、たとえば、選択的透過性または半透過性支持体の表面に塗布される１，３−ジアミノベンゼン（ＭＰＤ）を含む水性液体組成物に添加することができ、これは、有機溶媒中の酸塩化物の溶液と接触する際に、界面重合反応に参加して、前記支持体上に薄膜複合材料有効または選択層を形成することになり、したがって、分離膜を形成し、この場合、前記ベシクルは、固定化され、または取り込まれている。したがって、本発明は、ベシクル膜形成材料としてＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ型の両親媒性ジブロックコポリマーを含み、さらに、添加剤として約０．０５％〜約１％ｖ／ｖの反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆ、および膜貫通タンパク質を含む液体配合物中のベシクルを提供する。
【０００６】
特定の側面では、ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄのベシクルは、ＰＭＯＸＡ１０〜４０−ＰＤＭＳ２５〜７０およびそれらの混合物からなる群から選択される。ベシクルの頑健性を高めるために、少なくとも一般式ＰＭＯＸＡ１０〜２８−ＰＤＭＳ２５〜７０の第１の両親媒性ジブロックコポリマーおよび一般式ＰＭＯＸＡ２８〜４０−ＰＤＭＳ２５〜７０の第２の両親媒性ジブロックコポリマーを含む混合物を使用することが好ましい場合がある。第１と第２の両親媒性ジブロックコポリマーの重量割合は、通常０．１：１〜１：０．１の範囲にある。液体組成物中の両親媒性ジブロックコポリマーの濃度は、一般に、０．１〜５０ｍｇ／ｍｌ、たとえば、０．５〜２０ｍｇ／ｍｌ、および好ましくは１〜１０ｍｇ／ｍｌの範囲にある。
【０００７】
反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆ（反応性末端基官能化ポリ（ジメチルシロキサン））のベシクルは、１つ、２つ、またはそれ以上のアミン、カルボン酸、および／またはヒドロキシ基で官能化されていてもよい。適切には、整数ｅは、２０〜４０の範囲で選択され、たとえば、３０であり、整数ｆは、４０〜８０の範囲から選択され、たとえば、５０である。本発明の特定の側面では反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆは、ビス（アミノアルキル）、ビス（ヒドロキシアルキル）、またはビス（カルボン酸アルキル）末端ＰＤＭＳｅ〜ｆ、たとえば、ポリ（ジメチルシロキサン），ビス（３−アミノプロピル）またはポリ（ジメチルシロキサン），ビス（３−ヒドロキシプロピル）である。さらに、反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆは、架橋剤として、Ｈ２Ｎ−ＰＤＭＳ３０〜５０、ＨＯＯＣ−ＰＤＭＳ３０〜５０、およびＨＯ−ＰＤＭＳ３０〜５０ならびにそれらの混合物からなる群から選択することができる。
【０００８】
本発明のベシクルは、ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ−ＰＭＯＸＡａ〜ｂ型のトリブロックコポリマー約１％ｖ／ｖ〜約１２％ｖ／ｖをさらに含み、その完全性を高めることができる。通常、前記ベシクルは、ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ−ＰＭＯＸＡａ〜ｂ型のトリブロックコポリマー約８％ｖ／ｖ〜約１２％ｖ／ｖを含む。ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ−ＰＭＯＸＡａ〜ｂ型のトリブロックコポリマーは、通常、ＰＭＯＸＡ１０〜２０−ＰＤＭＳ２５〜７０−ＰＭＯＸＡ１０〜２０から選択される。
【０００９】
本発明の液体配合物中のベシクルは、水フラックスを増加または逆塩フラックスを減少するためのフラックス改善剤をさらに含み得る。フラックス改善剤は、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアルキラート、ベータシクロデキストリン、またはポリエチレングリコール（１５）−ヒドロキシステアリン酸として一般に好ましい化合物の大きな群から選択することができる。フラックス増加剤は、通常、液体組成物の０．１重量％〜１重量％の量で存在する。
【００１０】
任意の膜貫通タンパク質を、本発明で開示された膜材料に取り込むことができるが、イオン（イオンチャネル）または水（アクアポリン水チャネル）を輸送する膜貫通タンパク質を使用することが一般に望ましい。イオンチャネルは、クロライドチャネルおよび金属イオントランスポーターを含む。塩化物イオンに加え、クロライドチャネルは、いくつかの膜貫通タンパク質では、ＨＣＯ３−、Ｉ−、ＳＣＮ−、およびＮＯ３−も伝導する。金属イオントランスポーターは、マグネシウムトランスポーター、カリウムイオンチャネル、ナトリウムイオンチャネル、カルシウムチャネル、プロトンチャネルなどを含む。
【００１１】
本発明の好ましい態様では、膜貫通タンパク質は、アクアポリン水チャネルである。アクアポリン水チャネルは、細胞の内外の水の輸送を促進する。工業用膜では、アクアポリン水チャネルは、浸透による水の流れを確保し、他方、溶液中の他の溶質は排除される。
【００１２】
本発明のベシクルは、膜、たとえば、支持膜上に用意されるＴＦＣ層への固定化の前に、液体組成物中で存在することができる。液体組成物は、ベシクルを安定化するための緩衝液を含み得る。膜貫通タンパク質、たとえば、アクアポリンが他の成分と混合される前に、膜貫通タンパク質は、適切に洗剤中で可溶化する。洗剤中での膜貫通タンパク質の可溶化は、水溶液中で析出する膜貫通タンパク質の傾向を阻害または緩和する。したがって、液体組成物中のベシクルは、洗剤または界面活性剤をさらに含み得る。洗剤は、ラウリルジメチルアミンＮ−オキシド（ＬＤＡＯ）、オクチルグルコシド（ＯＧ）、ドデシルマルトシド（ＤＤＭ）またはそれらの組み合わせからなる群から選択することができる。
【００１３】
いずれか特定の理論により拘束されることを望まないが、表面に遊離反応性基を包含しているベシクルは、ＴＦＣ層中に物理的に取り込まれる、または固定化される（吸着された）だけでなく、さらに、化学的にも結合されると考えられるが、これは反応性遊離末端基、たとえば、アミノ基、ヒドロキシル基およびカルボキシル基が、アシルクロリド、たとえばトリメソイルクロリド（ＴＭＣ）との界面重合反応に関与するからである。このように、ベシクルは、ＴＦＣ層中で共有結合し、ベシクル装填を比較的高くし、したがって膜を通る水フラックスをより高くすると考えられる。さらに、ＴＦＣ層中のベシクルの共有結合が、選択的膜層中に取り込まれる場合に、ＡＱＰおよびＡＱＰ−ベシクルの安定性および／または耐用寿命を結果としてより高くすると考えられる。
【００１４】
ベシクルは、ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ型の両親媒性ジブロックコポリマー、０．０５％〜約１％の反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆ、および膜貫通タンパク質の混合溶液を撹拌する工程を含む、膜貫通タンパク質を取り込む液体組成物で調製することができる。最良の結果を得るために、撹拌を１２〜１６時間継続する。調製方法の好ましい側面は、上記で概説する。
【００１５】
本発明は、新規な分離膜、たとえば、濾過膜、たとえば、水輸送を促進するために有効層に取り込まれるＡＱＰを有するＴＦＣ膜も提供し、ここで、ＡＱＰは、両親媒性ポリマー二重層ベシクルに取り込まれている。本発明は、種々の分離膜（たとえば、濾過膜）、たとえば、ナノ濾過膜、正浸透膜および逆浸透膜の有効層または排除層に固定化することができるベシクルを含む液体組成物をさらに提供する。
【００１６】
本発明は、多孔質基材膜上の膜貫通タンパク質を取り込んだベシクルを固定化する薄膜複合材料層を調製することにも関する。方法は、上記で開示するように調製された液体組成物中のベシクルとジアミンまたはトリアミン化合物との混合物を用意する工程、混合物を用いて多孔質支持膜の表面を覆う工程、アシルハライド化合物を含む疎水性溶液を加える工程、および水溶液および疎水性溶液が、薄膜複合材料層を形成するように界面重合反応を実行することを可能にする工程を含む。本発明の特定の態様では、疎水性溶液は、ＴＦＣ層改質剤を０．１〜１０体積％の量でさらに含む。ＴＦＣ層改質剤は、水の流れおよび／または溶質の排除率を増加する目的を有する。適切な一態様では、ＴＦＣ層改質剤は、Ｃ３〜Ｃ８カルボニル化合物である。一例として、ＴＦＣ層改質剤は、ジエチレンケトン、２−ペンタノン、５−ペンタノン、および／またはシクロペンタノンからなる群から選択される。
【００１７】
ジアミン化合物は、たとえば、フェニレンジアミン類、たとえばｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、２，５−ジクロロ−ｐ−フェニレンジアミン、２，５−ジブロモ−ｐ−フェニレンジアミン、２，４，６−トリクロロ−ｍ−フェニレンジアミン、２，４，６−トリブロモ−ｍ−フェニレンジアミンなど；ジアミノビフェニル類、たとえば２，２’−ジアミノビフェニル、４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノビフェニル、３，５，３’，５’−テトラブロモ−４，４’−ジアミノビフェニルなど；ジアミノジフェニルメタン類、たとえば４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、２，２’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、２，２’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，５，３’，５’−テトラクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，５，３’，５’−テトラブロモ−４，４’−ジアミノジフェニルメタンなど；ジアミノビベンジル類、たとえば４，４’−ジアミノビベンジル、３，５，３’，５’−テトラブロモ−４，４’−ジアミノビベンジルなど；２，２−ビスアミノフェニルプロパン類、たとえば２，２−ビス（４’−アミノフェニル）プロパン、２，２−ビス（３’，５’−ジクロロ−４’−アミノフェニル）プロパン、２，２−ビス（３’，５’−ジブロモ−４’−アミノフェニル）プロパンなど；ジアミノジフェニルスルホン類、たとえば４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，５，３’，５’−テトラクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，５，３’，５’−テトラブロモ−４，４’−ジアミノジフェニルスルホンなど；ジアミノベンゾフェノン類、たとえば４，４’−ジアミノベンゾフェノン、２，２’−ジアミノベンゾフェノン、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、３，５，３’，５’−テトラブロモ−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、３，５，３’，５’−テトラクロロ−４，４’−ジアミノベンゾフェノンなど；ジアミノジフェニルエーテル類、たとえば３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジブロモ−４，４’−ジアミノジフェニルエーテルなど、ピペラジン、Ｎ−フェニル−ベンゼン−１，３−ジアミン、メラニン、およびそのような化合物の混合物を含む、化合物の範囲の中から選択されてもよい。好ましい側面では、ジアミンは、１，３−ジアミノベンゼンとしても知られている、ｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤ）として選択されている。
【００１８】
トリアミン化合物は、たとえば、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、フェニレントリアミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、ビス（３−アミノプロピル）アミン、ヘキサメチレンジアミン、Ｎ−獣脂アルキルジプロピレン、１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリアミン、およびこれらの化合物の混合物を含む、化合物の範囲の中から選択されてもよい。
【００１９】
アシルハライド化合物は、通常は、ジアミン化合物またはトリアミン化合物との反応に利用可能な２つまたは３つのアシルハライド基を有する。ジアシルハライドまたはトリアシルハライド化合物の適切な例には、トリメソイルクロリド（ＴＭＣ）、トリメソイルブロミド、イソフタロイルクロリド（ＩＰＣ）、イソフタロイルブロミド、テレフタロイルクロリド（ＴＰＣ）、テレフタロイルブロミド、アジポイルクロリド、塩化シアヌル、およびこれらの化合物の混合物が含まれる。
【００２０】
ジアミン化合物またはトリアミン化合物のアミン基は、反応に関して、アシルハライド化合物の酸クロリド基と競合するであろう。一般に、ジアミン化合物またはトリアミン化合物対アシルハライド化合物の重量割合は、０：１から３０：１までである。その表面上のベシクルが高密度であることが要求される場合、ジアミン基またはトリアミン基の量は、通常は、その範囲のより低い部分、すなわち０：１〜１：１、たとえば０：１〜０．５：１の間にある。本発明の他の態様では、より堅いＴＦＣ層が望まれ、反応体の選択肢は、その範囲の上端、たとえば１：１〜３０：１、好ましくは１：１〜５：１内である。
【００２１】
多孔質支持膜は、多数の材料により形成されてもよい。材料の具体的な選出は、多孔質支持膜がＴＦＣ層を十分に支持できて、操作条件の間に分解に耐える、すなわち、膜の両側における圧力および／または化学的環境に耐えることができる限り、必須ではない。多孔質支持膜の材料の具体的な例には、ポリスルホンまたはポリエーテルスルホンのポリマーが含まれる。その支持は、対称または非対称であることもある。多孔質支持膜が非対称である場合、ＴＦＣ層はスキン層面上に適切に形成される。
【００２２】
多孔質支持膜はさらに、いくつかの態様では成織または不織の力学的支持によって支持されて、力学的な構成を増加させ、操作中の破断のリスクを減少させることができる。
多孔質支持膜は、当技術分野において知られているあらゆる物理的外観、たとえば平膜、管状膜、または中空糸膜であってもよい。本発明の特定の側面では、中空糸膜がより高い充填密度を提供する、すなわち特定の体積に対する有効膜の面積がより大きいので好まれる。中空糸膜は、当技術分野において公知のように、モジュールへとまとめるか、集成してもよい。したがって、複数の平膜は平板膜構造へ集成してもよい。平板膜システム（plate-and-frame membrane system）は、板状構造体の上にある膜を利用し、その構造体は、枠状の支持体により一体的に保持されている。
【００２３】
平膜は、スパイラル形フィルターモジュールにも集成してもよい。平膜に加えて、スパイラル形膜モジュールは、フィードスペーサと、透過液管と呼ばれる中空管に巻かれた透過液スペーサとを含む。スパイラル形要素は、クロスフロー技術を利用しており、その構成のため、異なる長さ、直径、および膜材料の様々な構造で容易に作り出すことができる。スパイラル形フィルターモジュールは、まず膜を配置し、その後、膜を内側に向けて半分に折ることにより作製されてもよい。その後、フィードスペーサを折られた膜の間に入れ、膜サンドイッチを形成する。フィードスペーサの目的は、水が膜面間で流れる空間を提供すること、および膜リーフ（membrane leaves）間の均一な流れを可能にすることである。次に、透過液スペーサを透過液管に取り付け、先に準備していた膜サンドイッチを、接着剤を使用して透過液スペーサに取り付ける。次の透過液層を下へ置き、接着剤を用いて封止し、全プロセスを、必要な透過液スペーサをすべてその膜に取り付けるまで繰り返す。その後、完成した膜層を管に巻き、スパイラル形状を作り出す。
【００２４】
管状膜モジュールは、多孔質壁を備えた管状の構造体である。管状モジュールは、接線方向のクロスフローを介して作用し、一般に、扱いにくいフィード流、たとえば高溶解性固体、高懸濁固体、および／または油、グリース、もしくは脂肪を含むものを処理するために使用される。管状モジュールは、以下の最低２本の管から成る；膜管と呼ばれる内管、およびシェルである外管。フィード流は、膜管の長さにわたって進み、外シェルへと濾過される一方で、濃縮液は、膜管の反対端に集まる。
【００２５】
中空糸膜は、モジュールに集成してもよい。したがって、本発明は、ハウジング中で中空糸の束を集成することにより中空糸モジュールを作製する工程を提供し、ここで、第１溶液を通過させるための入口は、一方の末端の中空糸の内腔に接続され、および出口は、他方の末端の内腔に接続され、ならびに入口は、ハウジングに接続された出口まで第２溶液を通過させるために、ハウジング中に設けられる。
【００２６】
本発明に従って作製された膜モジュールは、正浸透構造および逆浸透構造を含む様々な構造で使用されてもよい。
したがって、前記膜貫通タンパク質がイオンチャネルまたはアクアポリンなどを含み、前記膜貫通タンパク質を含む前記ナノ構造体が前記有効層または選択層に固定化され、または取り込まれている場合、それは広範な選択性および輸送特性をもつ新規な分離膜または濾過膜、たとえば前記膜貫通タンパク質がイオンチャネルである場合にはイオン交換膜、または前記膜貫通タンパク質がアクアポリンである場合には水濾過膜の製造に適したものになる。膜貫通タンパク質は、複合体形成して分解から遮蔽され得る自己集合ナノ構造体になる際、生物活性なフォールドした構造を維持しているので、感受性の高い両親媒性タンパク質ですら十分に安定になり、これにより、実験室規模および工業的規模の分離膜に加工される場合、所望の機能性を保持することができる。
【００２７】
さらに、本発明は、膜貫通タンパク質（この場合前記膜貫通タンパク質は、上記のアクアポリン水チャネルである）を取り込んだベシクルを含み、洗剤をさらに含み、場合によりトリブロックコポリマー緩衝液を含む液体組成物、ならびに前記液体組成物の作成方法に関する。
【００２８】
本発明の新規な分離膜は、高純度濾過水を調製する方法、たとえば、ナノ濾過プロセスまたは逆浸透プロセスで分離膜により水溶液を濾過する方法で有用である。本明細書の目的では、「分離膜」という用語は、水濾過および水分離のための選択的透過膜および半透膜、たとえば、１つの側に選択層、たとえば、薄い架橋芳香族ポリアミド層もしくはフィルムまたは交互荷電するポリ電解質（Ｌ−Ｂ−Ｌ）の層が形成され、他の側は、通常、ポリエステル繊維でできている成織または不織層またはメッシュにより強化されているミクロまたはナノ多孔質支持体層を含む非対称の膜を含む。
【００２９】
さらに、本発明の新規な分離膜は、生成物溶液の濃縮のための方法で有用であり、前記方法は、たとえば、正浸透により生成物溶液から水を抽出するために、フィルターハウジングまたはモジュールに取り付けた本発明の分離膜を利用することを含む。
【００３０】
本発明の種々の側面は、本発明の液体アクアポリン配合物を含む選択層を用いて改質された中空糸膜を有する中空糸（ＨＦ）モジュールを含み；ここで、前記選択層は、界面重合反応によりファイバの内面に形成された薄膜複合材料（ＴＦＣ）層を含み；およびここで、前記ＴＦＣ層は、両親媒性ベシクル、たとえば、以下の実施例で記載される例であるジブロックまたはトリブロックコポリマーベシクルに取り込まれているアクアポリン水チャネルを含む。
【００３１】
本発明の新規な分離膜は、さらに、圧力遅延浸透を使用する塩分濃度差電力の製造方法で有用となり得るが、前記方法は、静水圧を高めるために前記分離膜を利用し、静水圧の増加を塩分濃度差電力の発生源として使用することを含む。ＷＯ２００７／０３３６７５およびＷＯ２０１４１２８２９３（Ａ１）を参照。
【００３２】
次いで本発明の態様を、限定ではなく例示のために、付随する例を参照して記載する。ただし、本発明の開示内容を考慮して本発明の種々のさらなる側面および態様が当業者に明らかになるであろう。
【００３３】
本明細書中で用いる「および／または」は、２つの特定した特徴または成分のそれぞれの、他方を含むかまたは含まない具体的開示と解釈すべきである。たとえば、「Ａおよび／またはＢ」は、（ｉ）Ａ、（ｉｉ）Ｂ、および（ｉｉｉ）ＡとＢのそれぞれの具体的開示であって、それぞれを個別に本明細書に述べたと同様であると解釈すべきである。
【００３４】
状況からそうではないことが指示されない限り、前記に述べた特徴の記載および定義は本発明のいずれか特定の側面または態様に限定されず、記載したすべての側面および態様に等しく適用される。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
より具体的には、本発明は、本明細書中で開示されるベシクルに関し、ベシクルは、場合により膜形成材料としてＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ−ＰＭＯＸＡａ〜ｂ型のトリブロックコポリマー約０．５％〜約８〜１０％ｖ／ｖ未満を含み、添加剤として疎水性末端官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆ約０．０１％〜約０．２％ｖ／ｖ、および膜貫通タンパク質をさらに含む、ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ型の両親媒性ジブロックコポリマーを含む。
【００３６】
前記末端官能化ＰＤＭＳの例は、たとえば、ビス（アミノアルキル）またはビス（ヒドロキシアルキル）末端ＰＤＭＳｅ〜ｆであり、ここで、ｅ〜ｆは、３０〜５０の範囲を表し、たとえば、以下に示す式を有するビス（アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）（ＣＡＳ番号１０６２１４−８４−０、Ａｌｄｒｉｃｈ製品Ｎｏ．４８１２４６、平均Ｍｎ約５，６００またはＣＡＳ番号１０６２１４−８４−０、Ａｌｄｒｉｃｈ製品Ｎｏ．４８１６９６、平均Ｍｎ約２７，０００：
【００３７】
【化１】
2020507456.tif 000002
【００３８】
および以下に示す式を有するビス（ヒドロキシアルキル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）であり、ここでｎは、ほぼ３０〜５０であり、ｍおよびｐは、どちらも２〜５の整数、たとえば、３または４である（ＣＡＳ番号１５６３２７−０７−０、Ａｌｄｒｉｃｈ製品Ｎｏ．４８１２４６、平均Ｍｎ約５，６００）：
【００３９】
【化２】
2020507456.tif 000003
【００４０】
膜貫通タンパク質の例は、アクアポリン水チャネル、すなわち、アクアポリンおよびアクアグリセロポリン、たとえば、以下の定義で列挙されるものである。
さらに、本発明は、開示される液体組成物の作成方法に関し、添加剤としてＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ−ＰＭＯＸＡａ〜ｂ型のトリブロックコポリマー約２〜１０％、および場合により架橋剤として反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆ約０．０５％〜約１％を含む、ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ型の両親媒性ジブロックコポリマーの溶液は、膜貫通タンパク質と混合される。
【００４１】
一例として、有効層は、支持膜上に形成される薄膜複合材料層であってもよい。たとえば、Ｃｈｏｕｍｏｕ  Ｚｈｏｕ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌｕｍｅ  ４７１，１  Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  ２０１４，Ｐａｇｅｓ３８１−３９１「ナノ濾過用の、天然材料セリシンおよびトリメソイルクロリドを用いる界面重合により形成される薄膜複合材料膜（Ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｍｅｍｂｒａｎｅｓ  ｆｏｒｍｅｄ  ｂｙ  ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  ｎａｔｕｒａｌ  ｍａｔｅｒｉａｌ  ｓｅｒｉｃｉｎ  ａｎｄ  ｔｒｉｍｅｓｏｙｌ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ  ｆｏｒ  ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）」に記載されるように、代替の反応成分を使用してＴＦＣ膜を形成することができる。交互積層法により基材上に非常に選択的な有効層を形成することもできる（Ｗａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ，５（３）：３６９−３８４，２０１５を参照）。
【００４２】
本発明の濾過膜は、たとえば、膜製造方法プロセス時に膜貫通タンパク質としてのアクアポリン水チャネルタンパク質と共に前記ジブロックコポリマーベシクルを含む液体組成物を添加することにより、たとえば、ＴＦＣ層の形成時に液体組成物をＭＰＤ水溶液に添加することにより、調製することができる。
【００４３】
本発明の方法の一側面では、膜貫通タンパク質は、アニオンチャネルタンパク質、たとえば、逆電気透析用のイオン交換膜の調製で有用である電位依存性アニオンチャネルであってもよい。Ｄｌｕｇｏｌｅｃｋｉ  ｅｔ  ａｌ．（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，３１９２１４−２２２，２００８）を参照。
定義および用語
本明細書中で用いる用語「膜貫通タンパク質」（ＴＰ）は、自然界で永久に付着する生体膜全体に広がる膜タンパク質の一種である。すなわち、自然界では、膜貫通タンパク質は、膜の１つの側から膜の他の側に広がる。膜貫通タンパク質の例は、アンモニアトランスポーター、尿素トランスポーター、クロライドチャネル、およびアクアポリン水チャネルである。
【００４４】
本明細書中で用いる用語「アクアポリン水チャネル」は、官能性天然または合成アクアポリンまたはアクアグリセロポリン水チャネル、たとえば、アクアポリンＺ（ＡｑｐＺ）、ＧｌＰｆ、ＳｏＰＩＰ２；１、アクアポリン１および／またはアクアポリン２を含む。アクアポリン水チャネルは、細菌アクアポリンおよび真核生物アクアポリン、たとえば、酵母アクアポリン、植物アクアポリンおよび哺乳類アクアポリン、ならびに関連するチャネルタンパク質、たとえば、アクアグリセロポリンを含む。アクアポリンおよびアクアグリセロポリンの例には、下記のものが含まれる：原核生物アクアポリン、たとえばＡｑｐＺ；哺乳類アクアポリン、たとえば、Ａｑｐ１およびＡｑｐ２；植物アクアポリン、たとえば、原形質膜内在性タンパク質（ＰＩＰ）、液胞膜内在性タンパク質（ＴＩＰ）、ノデュリン内在性タンパク質（ＮＩＰ）および小胞体内在性タンパク質（ＳＩＰ）、たとえば、ＳｏＰＩＰ２；１、ＰｔｔＰＩＰ２；５およびＰｔＰＩＰ２；２；酵母アクアポリン、たとえば、ＡＱＹ１およびＡＱＹ２；ならびにアクアグリセロポリン、たとえば、ＧｌｐＦおよびＹｆｌ０５４。アクアポリン水チャネルタンパク質は、本明細書に記載する方法、またはＫａｒｌｓｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．（ＦＥＢＳ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ５３７：６８−７２，２００３）に記載の方法、またはＪｅｎｓｅｎ  ｅｔ  ａｌ．米国特許出願公開第２０１２／００８０３７７（Ａ１）号に記載の方法（たとえば、実施例６を参照）に従って調製できる。
【００４５】
本明細書中で用いる用語「分離膜」は、水および、場合により、アニオンおよびカチオンを含めた特定の小さなサイズの溶質を他の溶質、粒子、コロイドおよび高分子から分離するために有用な膜を含む。分離膜の例は、「濾過膜」、たとえば、ナノ濾過（ＮＦ）膜、正浸透（ＦＯ）膜および逆浸透（ＲＯ）膜である。濾過膜の１つの種類は、「薄膜複合材料」（またはＴＦＣ）膜であり、しばしばナノ濾過および逆浸透膜と分類される。ＴＦＣ膜は、通常、ポリアミド層をポリエーテルスルホンの上部に、またはポリスルホン多孔質層を不織または成織物支持体の上部に堆積することにより作成される。ポリアミド排除層は、アミンの水溶液と有機溶媒中の酸塩化物の溶液との界面重合により形成される。ＴＦＣ膜は、ＷＯ２０１３／０４３１１８（Ｎａｎｙａｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ＆  ＡｑｕａｐｏｒｉｎＡ／Ｓ）に記載するように製造することができる。他の種類の濾過膜は、交互積層（ＬｂＬ）堆積法により形成されるもので、たとえば、Ｇｒｉｂｏｖａ  ｅｔ  ａｌ．（Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，２４：８５４−８６９，２０１２）およびＷａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．（Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ，５（３）：３６９−３８４，２０１５）に記載されている。たとえば、自己集合ナノ構造体は、図４でＧｒｉｂｏｖａ  ｅｔ  ａｌ．により概説される、ポリ電解質多層（ＰＥＭ）フィルムに組み込む、または取り込むことができる。
【００４６】
本明細書中で用いる「薄膜複合材料」または（ＴＦＣ）膜は、アミン反応体、好ましくは芳香族アミン、たとえば、ジアミンまたはトリアミン、たとえば、１，３−ジアミノベンゼン（たとえば、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈから購入するｍ−フェニレンジアミン、＞９９％）の水溶液、およびアシルハライド反応体、たとえば、二酸−または三酸クロリド、好ましくは芳香族アシルハライド、たとえば、有機溶媒に溶解したベンゼン−１，３，５−トリカルボニルクロリド（たとえば、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈから購入するＣＡＳＮｏ．８４２７０−８４−８、トリメソイルクロリド（ＴＭＣ）、９８％）を使用して調製することができ、ここで、前記反応体は、界面縮合重合反応で組み合わさる。支持膜、たとえば、ポリエーテルスルホン膜の表面で多孔質膜支持体に積層するポリアミドを含む複合材料膜の形成を詳細に記載するＫｈｏｒｓｈｉｄｉ  ｅｔ  ａｌ．（２０１６）Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｒｅｐｏｒｔｓ  ６，Ａｒｔｉｃｌｅ  ｎｕｍｂｅｒ：２２０６９、および米国特許第４，２７７，３４４号を参照。ベンゼン−１，３，５−トリカルボニルクロリド（トリメソイルクロリド）を、溶媒、たとえば、ヘキサン（＞９９．９％、Ｆｉｓｈｅｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカンなど（直鎖または分枝炭化水素）または他の低芳香族炭化水素溶媒、たとえば、主成分がイソアルカンを含む低臭気流体を製造するために、触媒の存在下、水素で処理される石油系原料から製造されるＩｓｏｐａｒ（商標）ＧＦｌｕｉｄ、を含むＣ６〜Ｃ１２炭化水素に溶解する。Ｉｓｏｐａｒ（商標）ＧＦｌｕｉｄ：化学名：炭化水素、Ｃ１０〜Ｃ１２、イソアルカン、＜２％芳香族；ＣＡＳＮｏ：６４７４２−４８−９、化学名：水素化精製重質ナフサ（石油）（ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ製）。当技術分野で公知のように、反応体１，３−ジアミノベンゼンの代替物は、ジアミン、たとえば、ヘキサメチレンジアミンなどを含み、反応体ベンゼン−１，３，５−トリカルボニルクロリドの代替物は、ジアシルクロリド、アジポイルクロリド、シアヌル酸などを含む。
【００４７】
本明細書中で用いる用語「ジブロックコポリマー」は、２種類のモノマーＡおよびＢからなるポリマーを意味する。モノマーは、各モノマーの鎖が存在するように配列し、それらの２つの鎖がグラフト化して単一のコポリマー鎖を形成する。
【００４８】
略語Ｍｎは、数平均分子量を意味する。それは、ポリマーの総重量をポリマー分子の数で割ったものを意味する。したがって、Ｍｎは、数分率により加重された分子量である。略語Ｍｗは重量平均分子量を意味する。重量分率により加重された分子量。分子質量は、テトラヒドロフラン中でゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定することができる。Ｍｎ／Ｍｗと定義される多分散指数は、ＧＰＣで得られる溶離曲線から決定されることになる。
【００４９】
ベシクルのサイズ：好ましくは、本発明のベシクルは、直径約１０ｎｍ〜直径最大２００ｎｍの粒径を有し、ベシクルの正確な成分およびその形成で使用される条件に依存する。粒径が、ある範囲のサイズを指し、本明細書中で引用する数が平均直径を指し、最も一般的には、その範囲の粒子の平均直径を指すことは当業者に明らかであろう。本発明のベシクル組成物は、３００ｎｍ以下の平均流体力学的直径、場合によっては４００ｎｍ未満、たとえば、５０ｎｍ未満である平均直径を有するベシクルを含む。
【００５０】
膜貫通タンパク質のブロックコポリマーに対するモル比の例は、使用する膜貫通タンパク質、使用するコポリマーの種類、およびベシクルの所望のサイズに依存する。一例として、ＰＤＭＳ−ＰＭＯＸＡジブロックベースのベシクルおよびアクアポリン水チャネルのベシクルでは、膜貫通タンパク質のブロックコポリマーに対するモル比は、１：２００〜１：２０００、たとえば、１：４００〜１：１５００、たとえば、１：６００〜１：１０００であってもよい。
【００５１】
本明細書中で用いる用語「自己集合」は、両親媒性物質、たとえば、比較的親水性のＰＭＯＸＡ部分および比較的疎水性のＰＤＭＳ部分を有する本明細書に記載されるジブロックコポリマーの親水性および疎水性相互作用によりベシクルが形成されるプロセスを指す。
【００５２】
本明細書中で用いる「流体力学的直径」は、動的光散乱（ＤＬＳ）によって測定され、測定される粒子のサイズと同様に拡散する仮想的剛体球のサイズとして定義される、水性媒体中のナノ粒子の流体力学的サイズを表す。
【００５３】
正浸透（ＦＯ）は、選択的透過膜を使用して溶解溶質からの水の分離を行う浸透プロセスである。この分離のための推進力は、本明細書中でドローと称される高濃度の溶液と、フィードと称されるより低い濃度の溶液との間の浸透圧勾配である。浸透圧勾配は、膜を通ってドローへと向かう水の純流動を引き起こし、そのようにフィードを効率的に濃縮する。ドロー溶液は、単一の単塩または複数の単塩から成る可能性があるか、または正浸透用途に、特別に注文に合わせた物質である可能性がある。フィード溶液は、希釈製品流、たとえば飲料、廃水流、または海水である可能性がある；ＩＦＯＡ、ｈｔｔｐ：／／ｆｏｒｗａｒｄｏｓｍｏｓｉｓ．ｂｉｚ／ｅｄｕｃａｔｉｏｎ／ｗｈａｔ−ｉｓ−ｆｏｒｗａｒｄ−ｏｓｍｏｓｉｓ／を参照。
【００５４】
このように、ＦＯの大部分の用途は、３つの広範なカテゴリに分類される：製品濃縮、廃水濃縮、または濃縮プロセスの副産物としての清浄水の生産。本明細書中で用いる用語「ＰＡＦＯ」は、圧力補助正浸透プロセスを示す。本明細書中で用いる用語「ＰＲＯ」は、浸透圧発電に有用な圧力遅延浸透圧を示す。本発明の膜は、あらゆるタイプの正浸透プロセスに有用であり、特に各ＦＯタイプに適合することができる。
【００５５】
本明細書中で用いる用語「逆浸透」（ＲＯ）は、浸透圧を抑えるために、選択的透過膜に対してかけられたフィード水圧を使用する場合を称する。逆浸透は、一般に、バクテリアを含む、フィード水由来の多くのタイプの溶解物または懸濁物を除去し、工業プロセス、および飲用水の生産の両方において使用される。ＲＯプロセス間に、溶質は膜の加圧側に維持され、純粋な溶媒、すなわち透過液は反対側に通過する。選択性とは、膜が、大きな分子またはイオンをその細孔（穴）に通さないが、溶液のより小さな成分（たとえば溶媒分子）を自由に通過させることを示す。低圧逆浸透（ＬＰＲＯ）膜は、一般に、約＜５バールのフィード水圧および最大約２５バールの最大作動圧、ならびに１５ＬＭＨ／バールの比流速で機能する。より低いフィード圧範囲、たとえば２〜５バールで実施されるＬＰＲＯは、超低圧逆浸透と呼ばれることもある。当技術分野において知られているＬＰＲＯ膜は、一般に、約４５℃のフィード水温度、２〜１１の範囲内のフィード水ｐＨ、およびｐＨ１〜１２の範囲内の化学洗浄の動作限界を有する。
【００５６】
本発明を、以下の非限定例に関連してさらに説明する。
実験の項
装置：
Ｕｎｉｃｏｒｎオペレーティングシステムを使用する、ラップトップと連結したＳｔａｒｔ  ＦＰＬＣ。
真空流（Vacuum stream）。
無菌０．４５μＭ真空フィルターカップ。
１５ｍＬＰＰ管。
略語：
ＣＶ：カラム体積。
ＡＱＰ：大腸菌からのアクアポリンＺ。
ＬＤＡＯ：Ｎ，Ｎ−ジメチルドデシルアミンＮ−オキシド（＃４０２３４、Ｓｉｇｍａ）。
ＰＡＧＥ：ポリアクリルアミドゲル電気泳動。
材料および化学薬品：
既知の体積またはプレパック１ｍｌ、５ｍｌＨｉｓＴｒａｐカラムでＸＫ１６／２０カラム（ＧＥＨｅａｌｔｈｃａｒｅ）に充填したＨｉｓＴｒａｐゲル濾過材料（Ｎｉ  Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ  ６  Ｆａｓｔ  Ｆｌｏｗ＃１７−５３１８−０３、ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）。
ＡＱＰ結合緩衝液：２０ｍＭリン酸ナトリウム、３００ｍＭＮａＣｌ、２０ｍＭイミダゾール、１０％グリセロール、０．２％ＬＤＡＯ、ｐＨ８．０。
ＬＤＡＯを含まないＡＱＰ結合緩衝液：２０ｍＭリン酸ナトリウム、３００ｍＭＮａＣｌ、２０ｍＭイミダゾール、１０％グリセロール、ｐＨ８．０。
イミダゾールを含まないＡＱＰ結合緩衝液：２０ｍＭリン酸ナトリウム、３００ｍＭＮａＣｌ、１０％グリセロール、０．２％ＬＤＡＯ、ｐＨ８．０。
ＡＱＰ溶離緩衝液：２０ｍＭリン酸ナトリウム、３００ｍＭＮａＣｌ、２００ｍＭイミダゾール、１０％グリセロール、０．２％ＬＤＡＯ、ｐＨ８．０、ｄｄＨ２Ｏ。
アクアポリンの一般的精製およびアクアポリン原液の調製
アクアポリンＺの組換え産生
すべてのタイプおよびバリアントのアクアポリン水チャネルタンパク質（アクアグリセロポリンを含めて）を本発明による膜および組成物の製造に使用できる；ＷＯ２０１０／１４６３６５に記載された方法を参照。代表例には、ホウレンソウアクアポリンＳｏＰＩＰ２；１タンパク質および大腸菌由来の細菌アクアポリン−Ｚが含まれる。
【００５７】
機能性アクアポリン−Ｚを、大腸菌株ＢＬ２１（ＤＥ３）細菌培養において、タバコエッチウイルス開裂部位を備えたＨｉｓタグ付きタンパク質として過剰産生させた。この融合タンパク質は、２６４個のアミノ酸および２７２３４ＤａのＭｗをもつ。大腸菌ＤＨ５由来のゲノムＤＮＡを、ＡｑｐＺ遺伝子の増幅源として用いた。タバコエッチウイルス（tobacco etch virus）（ＴＥＶ）開裂部位を付加した遺伝子特異的プライマーを用いてＡｑｐＺ遺伝子を増幅した；ＡｑｐＺのＮ−末端にＥＮＬＹＦＱＳＮ。増幅したＡｑｐＺを酵素ＮｄｅＩおよびＢａｍＨＩで消化し、次いで同様に消化した６−Ｈｉｓタグ付き発現ｐＥＴ２８ｂベクターＤＮＡにライゲートした。陽性クローンをＰＣＲ−スクリーニングにより証明した。次いで構築体の信憑性をＤＮＡシーケンシングにより確認した。
【００５８】
大腸菌株ＢＬ２１（ＤＥ３）をタンパク質の発現に用いた。５０μｇ／ｍｌのカナマイシンを含有するＬＢ培地（Luria Broth）培養液を３７℃で１３〜１６時間インキュベートし、新鮮なＬＢブロス中へ１００倍希釈し、約１．２〜１．５（６００ｎｍにおけるＯＤ）の密度まで増殖させた。１ｍＭ  ＩＰＴＧの添加により３５℃で３時間、組換えタンパク質の発現を誘導した後、遠心分離した。採集した細胞を、０．４ｍｇ／ｍｌのリゾチーム、５０単位のＢｅｎｓｏｎａｓｅおよび３％のｎ−オクチルβ−Ｄ−グルコピラノシドの存在下で、氷冷した結合緩衝液（２０ｍＭ  Ｔｒｉｓ  ｐＨ８．０、５０ｍＭ  ＮａＣｌ、２ｍＭ  β−メルカプトエタノール、１０％  グリセロール）に再懸濁した。試料に１２，０００Ｐａのマイクロフルイダイザー内で５サイクルの細胞溶解処理を施した。不溶性物質を４０，０００×ｇで３０分間の遠心分離によりペレット化した。上清をＱ−Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ  ｆａｓｔ  ｆｌｏｗカラム（Ａｍｅｒｓｈａｍ  Ｐｈａｒｍａｃｉａ）に通し、フロースルーを１０採集した。フロースルー画分にＮａＣｌを３００ｍＭになるまで満たした後、予め平衡化したＮｉ−ＮＴＡカラムに装填した。カラムを１００カラム体積の洗浄緩衝液（２０ｍＭ  Ｔｒｉｓ  ｐＨ８．０、３００ｍＭ  ＮａＣｌ、２５ｍＭイミダゾール、２ｍＭ  β−メルカプトエタノール、１０％  グリセロール）で洗浄して、非特異的に結合した物質を除去した。Ｎｉ−ＮＴＡアガロース結合した物質を５ベッド体積の溶離緩衝液（２０ｍＭ  Ｔｒｉｓ  ｐＨ８．０、３００ｍＭ  ＮａＣｌ、３００ｍＭイミダゾール、２ｍＭ  β−メルカプトエタノール、１０％  １５グリセロール；３０ｍＭ  ｎ−オクチルβ−Ｄ−グルコピラノシドを含有）で溶離した。ＡｑｐＺをアニオン交換クロマトグラフィーでさらに精製した；ｍｏｎｏＱカラム（ＧＥ  ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）。試料混合物を希釈し、Ａｍｉｃｏｎ濃縮装置によりメンブレンカットオフ１０，０００Ｄａで濃縮して塩およびイミダゾール濃度をほぼ１０ｍＭにした後、ＭｏｎｏＱカラムに装填した。アニオン交換クロマトグラフィーに際して用いた緩衝液は、（Ａ）２０ｍＭ  Ｔｒｉｓ  ｐＨ８．０、３０ｍＭ  ＯＧ、１０％グリセロール、および（Ｂ）２０ｍＭ  ２０  Ｔｒｉｓ  ｐＨ８．０、１Ｍ  ＮａＣｌ、３０ｍＭ  ＯＧ、１０％グリセロールであった。イオン交換カラムから溶出したＡｑｐＺ含有ピーク画分をプールした。精製したＡｑｐＺ抽出物を−８０℃で凍結保存した。
アクアポリンタンパク質の精製法
アクアポリンタンパク質、たとえばアクアポリンＺ、たとえば大腸菌発酵からのＡＱＰＺの凍結抽出物のバッチを入手し、本発明のタンパク質−ＰＡＩナノ構造体を含む膜を製造および特性解明する実験に用いるために下記に従って処理した。
【００５９】
精製実験の１日前に、ＡＱＰ抽出物（−８０℃のフリーザーに保存したもの）を氷上または４℃の冷蔵庫内で融解した。緩衝液およびｄｄＨ２Ｏの部分を４℃で用意しておいた。氷浴上で冷却した適宜なビーカー内でマグネチックスティックによりＡＱＰ抽出物を撹拌して、沈殿をいずれも溶解した。１．５体積の予冷したＬＤＡＯ−不含ＡＱＰ結合緩衝液を１体積の溶解抽出物に徐々に添加し（抽出管および濾過カップをリンスするためにさらに０．５体積の緩衝液を使用）、十分に混合し、無菌０．４５μΜ真空フィルターカップにより濾過した。過度の起泡を避けるためにフィルターカップに真空を施し、濾液を氷上に置いて２時間以内に使用した。
【００６０】
無菌水に続いてＡＱＰ結合緩衝液で室温においてＨｉｓｔｒａｐカラムを平衡化した。流速を１ｍｌ／分（１ｍＬプレパックカラムについて）または２．５ｍｌ／分（５ｍｌプレパックカラムおよびセルフパックカラムについて）に設定した。３倍希釈した抽出物（氷水浴上で）をＨｉｓｔｒａｐカラムにＡＫＴＡプログラムを用いて装填した。流速を１ｍｌ／分（１ｍＬプレパックカラムについて）または２．５ｍｌ／分（５ｍＬプレパックカラムおよびセルフパックカラムについて）に設定した。装填体積は３０ｍｌ／ｍｌ（樹脂）未満であった。抽出物フロースルーを氷水浴で採集し、その後の使用のために４℃で保存した。カラムを１０ＣＶ（カラム体積）の氷冷ＡＱＰ結合緩衝液で洗浄した。流速を２．５ｍｌ／分（５ｍｌプレパックカラムおよびセルフパックカラムについて）に設定し、あるいは１ｍｌプレパックカラムについて１ｍｌ／分に設定した。ＡＱＰタンパク質を氷冷ＡＱＰ溶離緩衝液（１０カラム体積）で流速２．５ｍｌ／分においてＡＫＴＡプログラムを用いて溶離した。分画体積を１０ｍｌに設定し、０．５〜１ＣＶ後に１５ｍＬのＰＰチューブ内への採集を開始した。
【００６１】
溶出画分に蓋をして氷上または４℃に保存した。ＡＱＰの純度およびコンホメーションを、それぞれ変性およびネイティブＰＡＧＥ分析により調べた。タンパク質濃度をＮａｎｏｄｒｏｐにより測定した。抽出物フロースルーを必要に応じて２および３回処理して、適切な品質のＡＱＰ組成物を調製することができる。
【００６２】
ＡＱＰ品質分析に合格すると、２％  ＬＤＡＯを含有する氷冷したイミダゾール−不含ＡＱＰ結合緩衝液を添加することにより、タンパク質濃度を５ｍｇ／ｍｌに調整することができる。最後に、０．４５μΜ滅菌カップで濾過することによりＡＱＰを滅菌し、１か月以内に使用するために４℃の冷蔵庫に保存するか、あるいは−８０℃のフリーザー内で保存した。
【実施例】
【００６３】
ハンドメイドＴＦＣ  ＦＯ濾過膜の調製
これらの膜を、下記に概説する工程に従い作成した：
ａ）ＭＰＤをＭｉｌｌｉＱ水に溶解して、２．５％（Ｗ／Ｗ）の濃度にする。以下参照
ｂ）ＴＭＣをＩｓｏｐａｒに溶解して、最終濃度を０．１５％Ｗ／Ｖにする
ｃ）長方形の膜、たとえば、５．５ｃｍｘ１１ｃｍのＭｅｍｂｒａｎａ  １ＦＰＨ  ＰＥＳ膜を、ＭＰＤ溶液の約２０ｍＬ／ｍ２の膜で覆い、３０秒間、穏やかに撹拌しておく
ｄ）非有効側（裏側）を実験室用ドライイングペーパー（たとえば、Ｋｉｍ−Ｗｉｐｅ）で５〜１０秒間、乾かす
ｅ）膜をガラスプレートに乗せ、表面が艶のある状態から艶のない状態になるまでＮ２で穏やかに乾燥させる
ｆ）膜の縁の周りにテープを貼る（約１ｍｍ）
ｇ）膜を貼りつけたガラスプレートをガラスまたは金属製の容器に入れ、約１５５ｍＬ／ｍ２（膜）のＴＭＣ−Ｉｓｏｐａｒを一端に添加し、前後に３０秒間、穏やかに搖動する
ｈ）ガラスプレートをリザーバから取り出し、１０〜１５秒間Ｎ２で乾燥させる
テープを取り除いた後、新たに形成された有効側を上にして膜をＭｉｌｌｉＱへ移し、必要ならば後続工程での取扱い中に湿潤状態に維持することができる。
ＭＰＤ溶液計算：
１．０５ｇのＭＰＤを秤量し、３５ｍＬのＭｉｌｌｉＱに溶解する。本明細書に記載されるように調製した液体ＡＱＰＺ組成物７ｍＬを添加する。溶液の上部をできるだけ不活性ガス（ＡｒまたはＮ２）で保つ。このＭＰＤ溶液を実施例１〜３で使用する。
【００６４】
１．２５ｇのＭＰＤを秤量し、４６．２５ｍＬのＭｉｌｉＱに溶解する。本明細書に記載されるように調製した液体ＡＱＰＺ組成物２．５ｍＬを添加する。溶液の上部をできるだけ不活性ガス（ＡｒまたはＮ２）で保つ。このＭＰＤ溶液を実施例４〜６で使用する。
【００６５】
次いで、５．５ｃｍｘ１１ｃｍのサイズの液体ＡＱＰＺ配合物を有するＴＦＣ膜をＳｔｅｒｌｉｔｅｃｈ  ＣＦ０４２  ＦＯセル（ｗｗｗ．ｓｔｅｒｌｉｔｅｃｈ．ｃｏｍ）内に取り付け、フィードとしての脱イオン（ＭｉｌｌｉＱ）水中の５μＭカルセインおよびドローとしての１ＭＮａＣｌ水溶液、ならびに２６８ｍＬ／ｍｉｎのフィードおよびドロー速度を使用するＦＯモードで、６０分間の試験（５膜）および９００分間の試験（４膜）を行った。
ＢＷＲＯハンドメイド膜の調製
下記に概説する工程に従い、膜を作成した。
ａ）支持膜、たとえば指状構造をもつサイズ５．５ｃｍ×１１ｃｍの不織ＰＥＳを用意する
ｂ）３ｗｔ％のＭＰＤを３ｗｔ％のε−カプロラクタム、０．５ｗｔ％のＮＭＰ、および９３．５ｗｔ％のＤＩ水と混合して、溶液を得る
ｃ）０．１ｍｇ／ｍＬの液体ＡＱＰＺ配合物を添加して、懸濁液を得る
ｄ）ｃ）からの懸濁液を２時間インキュベートする
ｅ）０．０９ｗｔ％のＴＭＣ、０．９ｗｔ％のアセトン、および９９．０１ｗｔ％のＩｓｏｐａｒ  Ｅから、ＴＭＣ溶液を調製する
ｆ）支持膜を懸濁液ｄ）中で３０秒間ディップコートする
ｇ）エアナイフによる乾燥を適用する
ｈ）ｅ）からのＴＭＣ溶液を界面重合のために添加する
ｉ）続いてドラフトチャンバー内で２分間乾燥させる
任意選択のＴＦＣ膜の後処理、以下の工程：
４分間６５℃１０％クエン酸
２分間ＤＩ水
１分間５％ＩＰＡ
２分間ＤＩ水
１分間０．１％ＮａＯＣｌ
２分間ＤＩ水
１分間０．２％ＮａＨＳＯ３
４つの膜を作成して、Ｓｔｅｒｌｉｔｅｃｈ  ＣＦ０４２  ＲＯセル（ｗｗｗ．ｓｔｅｒｌｉｔｅｃｈ．ｃｏｍ）内に取り付け、５バールで５００ｐｐｍのＮａＣｌをフィードとして用いて６０分間操作した。
ＬＰＲＯハンドメイド膜の調製
下記に概説する工程に従い膜を作成した。
ａ）支持膜、たとえば、不織支持体上に調製されるポリスルホン膜を用意する
ｂ）３ｗｔ％を得るためのＭＰＤおよび３ｗｔ％を得るためのε−カプロラクタムをＤＩ水と混合する（３％は、コーティング水溶液の最終濃度である）
ｃ）液体ＡＱＰＺ配合物を添加して、最終濃度３ｗｔ％のコーティング水溶液を得る
ｄ）ｃ）で得られるコーティング水溶液を１５分間インキュベートする
ｅ）０．０９ｗｔ％のＴＭＣおよび９９．１ｗｔ％のＩｓｏｐａｒ  Ｅにより、コーティング有機溶液（ＴＭＣ溶液）を調製する
ｆ）支持膜をｄ）からのコーティング水溶液中で３０秒間ディップコートする
ｇ）最大１バールに設定したエアナイフにより、支持体の表面から過剰の溶液を取り除く
ｈ）界面重合のためにｅ）からの有機コーティング溶液（ＴＭＣ溶液）を添加する
ｉ）０．５バールでエアナイフによる乾燥を適用する
ｊ）ＴＦＣ膜の後処理：
ａ．４分間７０℃２０％クエン酸
ｂ．２分間７０℃ＤＩ水
ｋ）任意選択のＴＦＣ膜の後処理、以下の工程：
ａ．４分間６５℃１０％クエン酸
ｂ．２分間ＤＩ水
ｃ．１分間５％ＩＰＡ
ｄ．２分間ＤＩ水
ｅ．１分間０．１％ＮａＯＣｌ
ｆ．２分間ＤＩ水
ｇ．１分間０．２％ＮａＨＳＯ３
膜を作成し、Ｓｔｅｒｌｉｔｅｃｈ  ＣＦ０４２  ＲＯセル（ｗｗｗ．ｓｔｅｒｌｉｔｅｃｈ．ｃｏｍ）内に取り付け、６０分間、５００ｐｐｍのＮａＣｌをフィードとして使用して５バールの圧力および６０Ｌ／ｈの流速で操作した。
【００６６】
実施例１．ＰＭＯＸＡ１１−ＰＤＭＳ３４ジブロックコポリマーからのベシクルの調製および前記ベシクルを使用する水膜の調製。
材料：
ポリ（２−メチルオキサゾリン）−ブロック−ポリ（ジメチルシロキサン）ジブロックコポリマーＰＤＭＳ３４ＰＭＯＸＡ１１を３６ｍｇ／ｍＬ水溶液としてＣｈｅｍＰｉｌｏｔｓから購入した。
８ｇのＮａＣｌ、０．２ｇのＫＣｌ、１．４４ｇのＮａ２ＨＰＯ４、および０．２４ｇのＫＨ２ＰＯ４を８００ｍＬのＭｉｌｉＱ精製Ｈ２Ｏに溶解し、ＨＣＬでｐＨを７．２に調整し、最終体積を１Ｌにすることにより、リン酸緩衝液１０ｍＭ（ＰＢＳ）（ｐＨ７．２、１３６ｍＭＮａＣｌ、２．６ｍＭＫＣｌ）を調製した。
Ｎ，Ｎ−ジメチルドデシルアミンＮ−オキシドＢｉｏＸｔｒａ（ラウリルジメチルアミンＮ−オキシド）（９９％純度）（ＬＤＡＯ）をＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈから購入した。
ＭＷ２５００Ｄａを有するビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）をＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈから購入し、受け取った状態で使用した。
調製方法：
１．３６ｍｇ／ｍＬのＰＤＭＳ３４ＰＭＯＸＡ１１原液を３ｍｇ／ｍＬの最終濃度になるように、ガラスシリンダー中ＭＱ原水に溶解することにより、ＰＤＭＳ３４ＰＭＯＸＡ１１の新鮮な溶液を調製する。
２．それを、実施例１の配合物を調製するために使用するフラスコに添加する。溶液をさらに撹拌せずに静置する。
３．１％の分子量２５００Ｄａを有するビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）を添加する。毎分１７０回転でマグネチックスターラーの存在下で撹拌する。
４．撹拌を止め、１／４００のＡＱＰＺ／ＰＤＭＳ３４ＰＭＯＸＡ１１モルタンパク質比になるようにＡＱＰＺ精製原液（上記のように精製した）を添加する。
５．毎分１７０回転で一夜（２０時間以下）、室温で混合物を撹拌する。
６．翌朝、工程１〜５の順に得られる実施例１の配合物を取り、それを貯蔵フラスコに移動し、それを室温に保つ（最大で２か月間のみ試験をする）。
【００６７】
実施例１のベシクル配合物のサイズ、水透過性およびＤＬＳによるゼータ電位観点、ゼータ電位ならびに０．５ＭＮａＣｌ中のストップトフロー測定値を試験した。結果は、５つの異なるバッチに対応する５つの異なる測定値の平均である。
【００６８】
【表１】
2020507456.tif 000004
【００６９】
実施例１のベシクル配合物５ｍＬを３０°〜１００℃の範囲の種々の温度で１０分間加温することにより、温度安定性および熱挙動を試験し、さらにそのサイズおよび水透過性をＤＬＳおよびストップトフロー測定により測定した。
【００７０】
熱処理は、配合物の安定性に大きな影響を及ぼさず、より大きなサイズの構造体は、室温での約１２０ｎｍから２６０ｎｍへと増加する。水透過性の点では、１００℃まで変化は見られず、１７００〜１９００ｓ−１のＫｉ値を記録した。
【００７１】
配合物を、たとえば、上述のように製造するＴＦＣ有効層を有するＦＯハンドメイド膜上に固定化し、試験した。
試験したＦＯ膜について、以下の結果が得られ、非常に高いカルセイン排除率、および水フラックス（Ｊｗ＞５Ｌ／ｍ２ｈ）と高い塩排除率（Ｊｓ＜１．５ｇ／ｍ２ｈ）の所望の組み合わせを示し、比Ｊｓ／Ｊｗは十分に０．３未満であった。
【００７２】
【表２】
2020507456.tif 000005
【００７３】
実施例２．ＰＭＯＸＡ１１−ＰＤＭＳ３４ジブロックコポリマーからのベシクルの調製および前記ベシクルを使用する水膜の調製。
材料：
ポリ（２−メチルオキサゾリン）−ブロック−ポリ（ジメチルシロキサン）ジブロックコポリマーＰＤＭＳ３４ＰＭＯＸＡ１１を３６ｍｇ／ｍＬ水溶液としてＣｈｅｍＰｉｌｏｔｓから購入した。
８ｇのＮａＣｌ、０．２ｇのＫＣｌ、１．４４ｇのＮａ２ＨＰＯ４、および０．２４ｇのＫＨ２ＰＯ４を８００ｍＬのＭｉｌｉＱ精製Ｈ２Ｏに溶解し、ＨＣＬでｐＨを７．２に調整し、最終体積を１Ｌにすることにより、リン酸緩衝液１０ｍＭ（ＰＢＳ）（ｐＨ７．２、１３６ｍＭＮａＣｌ、２．６ｍＭＫＣｌ）を調製した。
Ｎ，Ｎ−ジメチルドデシルアミンＮ−オキシドＢｉｏＸｔｒａ（ラウリルジメチルアミンＮ−オキシド）（９９％純度）（ＬＤＡＯ）をＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈから購入した。
ＭＷ２５００Ｄａを有するビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）をＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈから購入し、受け取った状態で使用した。
調製方法
１．３６ｍｇ／ｍＬのＰＤＭＳ３４ＰＭＯＸＡ１１原液を３ｍｇ／ｍＬの最終濃度になるように、ガラスシリンダー中ＭＱ原水に溶解することにより、ＰＤＭＳ３４ＰＭＯＸＡ１１の新鮮な溶液を調製する。
２．それを、配合物４アミノを調製するために使用するフラスコに添加する。溶液をさらに撹拌せずに静置する。
３．０．１％の分子量２５００Ｄａを有するビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）を添加する。毎分１７０回転で磁気撹拌子の存在下で撹拌する。
４．撹拌を止め、１／４００のタンパク質：ポリマーモル比になるようにＡＱＰＺ精製原液（上記のように精製した）を添加する。
５．毎分１７０回転で一夜（２０時間以下）、室温で混合物を撹拌する。
６．翌朝、工程１〜５の順に得られる実施例２のベシクル配合物を取り、それを貯蔵フラスコに移動し、それを室温に保つ（最大で２か月間のみ試験をする）。
【００７４】
実施例２のベシクル配合物のサイズ、水透過性およびＤＬＳによるゼータ電位観点、ゼータ電位ならびに０．５ＭＮａＣｌ中のストップトフロー測定値を試験した。結果は、５つの異なるバッチで５回測定する。
【００７５】
【表３】
2020507456.tif 000006
【００７６】
実施例２のベシクル配合物５ｍＬを３０°〜１００℃の範囲の種々の温度で１０分間加温することにより、温度安定性および熱挙動を試験し、さらにそのサイズおよび水透過性をＤＬＳおよびストップトフロー測定により決定した。
熱処理は、配合物の安定性に大きな影響を及ぼさないが、より大きなサイズの構造体の流体力学的直径は、室温での約１４０ｎｍから約２９０ｎｍへと増加する。水透過性の点では、１００℃まで変化は見られず、１４００〜１５２７ｓ−１のＫｉ値を記録した。
【００７７】
配合物を、ＲＯ、ＢＷ−ＲＯ低圧ハンドメイド膜およびＦＯハンドメイド膜上で試験した。結果を下記の表４〜５に示すが、すべての性能パラメーターについて非常に良好な再現性（低ｓｔｄ）を示し、パラメーターは、ＲＯとＦＯの両方の商業的予想内の所望の値に達した。
【００７８】
【表４】
2020507456.tif 000007
【００７９】
【表５】
2020507456.tif 000008
【００８０】
実施例３．ＰＭＯＸＡ２４−ＰＤＭＳ６５＋ＰＭＯＸＡ３２−ＰＤＭＳ６５ジブロックコポリマーブレンドからのベシクルの調製および前記ベシクルを使用する水濾過膜の調製。
主なベシクル形成材料：
ポリ（２−メチルオキサゾリン）−ブロック−ポリ（ジメチルシロキサン）ジブロックコポリマーＰＤＭＳ６５ＰＭＯＸＡ２４（ＤＢ１）を粘稠な白色液体として購入し、受け取った状態で使用した。
ポリ（２−メチルオキサゾリン）−ブロック−ポリ（ジメチルシロキサン）ジブロックコポリマーＰＤＭＳ６５ＰＭＯＸＡ３２（ＤＢ２）を粘稠な白色液体として購入し、受け取った状態で使用した。
添加剤として：
ポリ（２−メチルオキサゾリン）−ブロック−ポリ（ジメチルシロキサン）−ブロック−ポリ−（２−メチルオキサゾリン）トリブロックコポリマーＰＭＯＸＡ１２ＰＤＭＳ６５ＰＭＯＸＡ１２（ＴＢ）を粘稠な白色液体として購入し、疎水性剤として受け取った状態で使用し、および分子量２５００Ｄａを有するビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）を液体としてＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈから購入し、架橋剤または官能化剤として受け取った状態で使用した。
【００８１】
８ｇのＮａＣｌ、０．２ｇのＫＣｌ、１．４４ｇのＮａ２ＨＰＯ４、および０．２４ｇのＫＨ２ＰＯ４を８００ｍＬのＭｉｌｉＱ精製Ｈ２Ｏに溶解し、ＨＣＬでｐＨを７．２に調整し、最終体積を１Ｌにすることにより、リン酸緩衝液１０ｍＭ（ＰＢＳ）（ｐＨ７．２、１３６ｍＭＮａＣｌ、２．６ｍＭＫＣｌ）を調製した。さらなる洗剤添加剤は、Ｃａｒｂｏｓｙｎｔｈから購入したＮ，Ｎ−ジメチルドデシルアミンＮ−オキシドＢｉｏＸｔｒａ（ラウリルジメチルアミンＮ−オキシド）（ＬＤＡＯ）、および３０％水溶液としてＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈから購入したＰｏｌｏｘａｍｅｒ  Ｐ１２３であった。
原液における０．２％ＬＤＡＯ中のＡｑｐＺ５ｍｇ／ｍＬ（上記のように精製した）。
調製方法
１．１ＬのＰＢＳに１５ｍＬのＰ１２３を溶解することにより、Ｐ１２３溶液を調製する。
２．１００ｍＬのＰＢＳに０．０５ｇのＬＤＡＯを溶解することにより、０．０５％ＬＤＡＯのＰＢＳ溶液を調製する。
３．調製容器にＤＢ１を秤量して、調製した配合物の濃度を０．５ｇＤＢ１／Ｌにする。
４．同じ調製容器にＤＢ１を秤量して、調製した配合物の濃度を０．５ｇＤＢ２／Ｌにする。（ＤＢ１とＤＢ２の重量比１：１）
５．同じ調製容器にＴＢ疎水性添加剤を秤量、添加して、調製した配合物の濃度を０．１２ｇＴＢ／Ｌにする。
６．工程２で調製するＬＤＡＯ５％を、調製した配合物の１００ｍＬ／Ｌの割合で添加する
７．ビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）を添加して、最終濃度を０．１％にする。
８．ＡｑｐＺ原液を添加して、調製した配合物の濃度を５ｍｇ／Ｌに、タンパク質：ポリマー比を１／４００にする。
９．工程１で調製するポロクサマーＰ１２３溶液を添加して、工程６および８で添加されるＬＤＡＯ、ビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）およびＡＱＰＺの体積を差し引いた、所望の体積の調製配合物を得る。
１０．工程１０からの混合物を室温で毎分１７０回転で一夜（２０時間以下）撹拌して、配合物を得る。
１１．翌朝、工程１〜９の順に得られる調製した実施例３の配合物を取り、それを孔径２００ｎｍのフィルターで濾過して滅菌し、それを密閉した密封瓶に入れ、最大１２か月間室温に保つ。
【００８２】
実施例３のベシクル配合物のサイズ、水透過性およびＤＬＳによるゼータ電位観点、ゼータ電位ならびに０．５ＭＮａＣｌ中のストップトフロー測定値を試験した。結果は、５つの異なるバッチで５回測定する。
【００８３】
【表６】
2020507456.tif 000009
【００８４】
実施例３の配合物５ｍＬを３０°〜１００℃の範囲の種々の温度で１０分間加温することにより、温度安定性および熱挙動を試験し、さらにそのサイズおよび水透過性をＤＬＳおよびストップトフロー測定により決定した。
【００８５】
熱処理は、配合物の安定性に大きな影響を及ぼさず、形成される構造体のサイズは、室温での約３１７ｎｍから４０℃での２９０ｎｍ、さらに８０℃での１８５ｎｍへと減少したことが観察された。水透過性の点では、１００℃まで変化は見られず、１００℃までで１２８６〜１３２１ｓ−１のＫｉ値を記録した。
【００８６】
実施例３のベシクル配合物を、ＢＷ−ＲＯ低圧ハンドメイド膜およびＦＯハンドメイド膜上に取り込み、試験した。結果を下記の表７および８に示すが、すべての性能パラメーターについて非常に良好な再現性（低ｓｔｄ）を示し、パラメーターは、ＲＯとＦＯの両方の商業的予想内の所望の値に達した。
【００８７】
【表７】
2020507456.tif 000010
【００８８】
【表８】
2020507456.tif 000011
【００８９】
実施例４
ＰＭＯＸＡ２４−ＰＤＭＳ６５＋ＰＭＯＸＡ３２−ＰＤＭＳ６５ジブロックコポリマーブレンドからのベシクルの調製および前記ベシクルを使用する水濾過膜の調製。
主なベシクル形成材料：
ポリ（２−メチルオキサゾリン）−ブロック−ポリ（ジメチルシロキサン）ジブロックコポリマー（ＰＤＭＳ６５ＰＭＯＸＡ２４−ＤＢ１）を粘稠な白色液体として購入し、受け取った状態で使用した。
ポリ（２−メチルオキサゾリン）−ブロック−ポリ（ジメチルシロキサン）ジブロックコポリマー（ＰＤＭＳ６５ＰＭＯＸＡ３２−ＤＢ２）を粘稠な白色液体として購入し、受け取った状態で使用した。
添加剤：
ポリ（２−メチルオキサゾリン）−ブロック−ポリ（ジメチルシロキサン）−ブロック−ポリ−（２−メチルオキサゾリン）トリブロックコポリマーＰＭＯＸＡ１２ＰＤＭＳ６５ＰＭＯＸＡ１２（ＴＢ）を粘稠な白色液体として購入し、疎水性剤として受け取った状態で使用し、分子量２５００Ｄａを有するビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）を液体としてＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈから購入し、架橋剤または官能化剤として受け取った状態で使用した。
【００９０】
８ｇのＮａＣｌ、０．２ｇのＫＣｌ、１．４４ｇのＮａ２ＨＰＯ４、および０．２４ｇのＫＨ２ＰＯ４を８００ｍＬのＭｉｌｉＱ精製Ｈ２Ｏに溶解し、ＨＣｌでｐＨを７．２に調整し、最終体積を１Ｌにすることにより、リン酸緩衝液１０ｍＭ（ＰＢＳ）（ｐＨ７．２、１３６ｍＭＮａＣｌ、２．６ｍＭＫＣｌ）を調製した。さらなる洗剤添加剤は、Ｃａｒｂｏｓｙｎｔｈから購入したＮ，Ｎ−ジメチルドデシルアミンＮ−オキシドＢｉｏＸｔｒａ（ラウリルジメチルアミンＮ−オキシド−ＬＤＡＯ）、およびＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈから購入したプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ、＞９９．５％純度）であった。
原液における０．２％ＬＤＡＯ中のＡｑｐＺ５ｍｇ／ｍＬ（上記のように精製した）。
調製方法
１．１ｌのＰＢＳに５０ｇのＰＧＭＥＡを溶解することにより、５重量％のＰＧＭＥＡ溶液を調製する。
２．１００ｍＬのＰＢＳに０．０５ｇのＬＤＡＯを溶解することにより、０．０５重量％ＬＤＡＯのＰＢＳ溶液を調製する。
３．調製容器にＤＢ１を秤量して、調製した配合物の濃度を０．５ｇＤＢ１／Ｌにする。
４．同じ調製容器にＤＢ２を秤量して、調製した配合物の濃度を０．５ｇＤＢ２／Ｌにする。（ＤＢ１とＤＢ２の重量比１：１）。
５．同じ調製容器に、ＴＢ疎水性添加剤を添加して、調製した配合物の濃度を０．１２ｇＴＢ／Ｌにする。
６．工程２で調製するＬＤＡＯ５％を、調製した配合物の１００ｍＬ／Ｌの割合で添加する
７．ビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）を添加して、最終濃度を０．１％にする。
８．ＡｑｐＺ原液を添加して、調製した配合物の濃度を５ｍｇ／Ｌに、タンパク質：ポリマー比を１／４００にする。
９．工程１で調製するＰＧＭＥＡ５％溶液を添加して、工程６および８で添加されるＬＤＡＯ、ビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）およびＡＱＰＺの体積を差し引いた、所望の体積の調製配合物を得る。
１０．工程９からの混合物を室温で毎分１７０回転で一夜（２０時間以下）撹拌して、配合物を得る。
１１．翌朝、工程１〜１０の順に得られる調製した実施例４の配合物を取り、それを孔径２００ｎｍのフィルターで濾過して滅菌し、それを密閉した密封瓶に入れ、最大１２か月間室温に保つ。
【００９１】
実施例４のベシクル配合物のサイズ、水透過性およびＤＬＳによるゼータ電位、ゼータ電位ならびに０．５ＭＮａＣｌ中のストップトフロー測定値を試験した。結果は、５つの異なるバッチで５回測定する。
【００９２】
【表９】
2020507456.tif 000012
【００９３】
平膜の調製（ＡＡパイロット）
下記に概説する工程に従い膜を作成した。
ａ．１７％のポリスルホン（ＰＳ）／ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）／ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解し、不織ポリエステル織物支持体上にキャスティングして、支持膜を調製する。次いで、ＲＯ水中での相転換プロセスにより、１３０μｍ〜１８０μｍの総厚さを有する支持膜を形成する。支持膜は、指状／スポンジ状構造体を有する。
ｂ．スターラーを使用して３ｗｔ％のＭＰＤおよび３ｗｔ％のε−カプロラクタムの水溶液を調製する。
ｃ．以下の表９による量の実施例４のベシクル配合物を上記の溶液に添加して、懸濁水溶液を得る。
ｄ．ｃ）からの水溶液を撹拌混合しながら１時間インキュベートする。
ｅ．０．０９ｗｔ％のＴＭＣおよび９９．９１ｗｔ％のＩｓｏｐａｒ  Ｅから有機溶液を調製する
ｆ．ロールから支持膜を分配し、それを上記の水溶液を含有する浸漬タンクに移動させる。あるいは、スロットダイを使用して、支持膜上に上述の水溶液を分配する。支持膜上の水溶液の接触時間を３０〜４０秒間に制御する。
ｇ．支持膜に対して垂直方向のエアナイフを使用し、圧力を０．２〜２バールに制御して、過剰の水溶液を取り除く。
ｈ．膜支持体上の過剰の水溶液を除去後に、工程ｅ）で調製するＴＭＣ溶液を含有する浸漬タンクに膜を移動させる。あるいは、スロットダイを使用して、ＴＭＣ溶液を支持膜上に分配して、界面重合反応を起こさせる。有機溶液の接触時間は、２０〜３０秒間に制御する。
ｉ．過剰の有機溶液を取り除くため、支持膜に対して垂直方向のエアナイフを使用する。圧力は、０．２バール〜１に制御する。
ｊ．重合および過剰の有機溶液除去の後に、膜を、１０％クエン酸を含有するタンクに入れ、６０〜７０℃で約４分間浸漬する。
ｋ．クエン酸浸漬後に、膜を、１５％水性ＩＰＡを含有するタンクに移動させ、室温２２〜２５℃で約２分間浸漬する。
ｌ．次いで、次亜塩素酸後処理の前に膜をＤＩ水に浸漬する。
ｍ．２０００ｐｐｍの次亜塩素酸水溶液を使用して、膜を室温２２〜２５℃で１分間浸漬して後処理し、次いでＤＩ水ですすぐ。
ｎ．１％亜硫酸水素ナトリウムを使用して、膜を室温２２〜２５℃で１分間浸漬して後処理し、その後、ＤＩ水に浸漬する。
【００９４】
ＴＷ−ＲＯ低圧パイロットライン製膜に取り込んだ実施例４の配合物を試験した。結果を下記の表９に示すが、ＰＧＭＥＡの量が増加する場合にフラックスの増加を示す。
【００９５】
【表１０】
2020507456.tif 000013
【００９６】
試験条件：５バール、５００ｐｐｍＮａＣｌ、２５℃、１Ｌ／分間流速、クーポン試験。
【００９７】
【表１１】
2020507456.tif 000014
【００９８】
実施例５
ＰＭＯＸＡ２４−ＰＤＭＳ６５＋ＰＭＯＸＡ３２−ＰＤＭＳ６５ジブロックコポリマーブレンドからのベシクルの調製および前記ベシクルを使用する水濾過膜の調製。
主なベシクル形成材料：
ポリ（２−メチルオキサゾリン）−ブロック−ポリ（ジメチルシロキサン）ジブロックコポリマー（ＰＤＭＳ６５ＰＭＯＸＡ２４−ＤＢ１）を粘稠な白色液体として購入し、受け取った状態で使用した。
ポリ（２−メチルオキサゾリン）−ブロック−ポリ（ジメチルシロキサン）ジブロックコポリマー（ＰＤＭＳ６５ＰＭＯＸＡ３２−ＤＢ２）を粘稠な白色液体として購入し、受け取った状態で使用した。
添加剤：
ポリ（２−メチルオキサゾリン）−ブロック−ポリ（ジメチルシロキサン）−ブロック−ポリ−（２−メチルオキサゾリン）トリブロックコポリマーＰＭＯＸＡ１２ＰＤＭＳ６５ＰＭＯＸＡ１２（ＴＢ）を粘稠な白色液体として購入し、疎水性剤として受け取った状態で使用し、および分子量２５００Ｄａを有するビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）を液体としてＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈから購入し、架橋剤として受け取った状態で使用した。
【００９９】
８ｇのＮａＣｌ、０．２ｇのＫＣｌ、１．４４ｇのＮａ２ＨＰＯ４、および０．２４ｇのＫＨ２ＰＯ４を８００ｍＬのＭｉｌｉＱ精製Ｈ２Ｏに溶解し、ＨＣｌでｐＨを７．２に調整し、最終体積を１Ｌにすることにより、リン酸緩衝液１０ｍＭ（ＰＢＳ）（ｐＨ７．２、１３６ｍＭＮａＣｌ、２．６ｍＭＫＣｌ）を調製した。さらなる洗剤添加剤は、Ｃａｒｂｏｓｙｎｔｈから購入したＮ，Ｎ−ジメチルドデシルアミンＮ−オキシドＢｉｏＸｔｒａ（ラウリルジメチルアミンＮ−オキシド−ＬＤＡＯ）、およびＫｏｌｌｉｐｈｏｒ（登録商標）ＨＳ１５またはポリエチレングリコール（１５）−ヒドロキシステアリン酸（ＫＨＳ）であった。
原液における０．２％ＬＤＡＯ中のＡｑｐＺ５ｍｇ／ｍＬ（上記のように精製した）。
調製方法
１．１ｌのＰＢＳに５ｇのＫＨＳを溶解することにより０．５重量％のＫＨＳ溶液を調製する。
２．１００ｍＬのＰＢＳに０．０５ｇのＬＤＡＯを溶解することにより、０．０５重量％ＬＤＡＯのＰＢＳ溶液を調製する。
３．調製容器にＤＢ１を秤量して、調製した配合物の濃度を０．５ｇＤＢ１／Ｌにする。
４．同じ調製容器にＤＢ２を秤量して、調製した配合物の濃度を０．５ｇＤＢ２／Ｌにする。（ＤＢ１とＤＢ２の重量比１：１）。
５．同じ調製容器にＴＢ疎水性添加剤を添加して、調製した配合物の濃度を０．１２ｇＴＢ／Ｌにする。
６．工程２で調製するＬＤＡＯ０．０５％を、調製した配合物の１００ｍＬ／Ｌの割合で添加する
７．ビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）を添加して、最終濃度を０．１％にする。
８．ＡｑｐＺ原液を添加して、調製した配合物の濃度を５ｍｇ／Ｌに、タンパク質：ポリマー比を１／４００にする。
９．以下の表１２による工程１で調製するＫＨＳ０．５％溶液を添加して、工程６および８で添加されるＬＤＡＯ、ビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）およびＡＱＰＺの体積を差し引いた、所望の体積の調製配合物を得る。
１０．工程９からの混合物を室温で毎分１７０回転で一夜（２０時間以下）撹拌して、配合物を得る。
１１．翌朝、工程１〜１０の順に得られる調製した実施例５の配合物を取り、それを孔径２００ｎｍのフィルターで濾過して滅菌し、それを密閉した密封瓶に入れ、最大１２か月間室温に保つ。
【０１００】
実施例５のベシクル配合物のサイズ、水透過性およびＤＬＳによるゼータ電位、ゼータ電位ならびに０．５ＭＮａＣｌ中のストップトフロー測定値を試験した。結果は、５つの異なるバッチで５回測定する。
【０１０１】
【表１２】
2020507456.tif 000015
【０１０２】
【表１３】
2020507456.tif 000016
【０１０３】
表１２で報告される結果は、フラックスが、試験した濃度のいずれかでＫＨＳのコーティング水溶液への添加により改善することを示す。さらに、塩排除率は、３％ＫＨＳの添加により当初増加するが、さらなる量のＫＨＳが添加される場合に減少する。したがって、ＫＨＳの濃度３％は、塩排除率を犠牲にせずに水フラックスが改善する最適濃度のようである。
【０１０４】
実施例４で示したパイロットライン法を使用し、代わりに上記の実施例５の配合物を使用して、平膜を調製した。データを以下の表１３に示す。
【０１０５】
【表１４】
2020507456.tif 000017
【０１０６】
３％ＫＨＳのコーティング水溶液に関し、フラックスは約３０％増加し、他方、排除率はほぼ同じレベルを維持することが留意される。ＫＨＳの濃度が５％または７％のレベルに増加すると、水フラックスは増加するが、塩排除率が犠牲になる。したがって、３％ＫＨＳを使用する組成物は、最適特性を示すようであり、さらなる変更のために選択される。
【０１０７】
水相に３％ＫＨＳを含む実施例５の配合物を使用するＴＦＣ層の界面重合は、ジエチルケトン（ＤＥＫ）およびメシチレン（Ｍｅｓ）を用いて有機相を変更することによりさらに変化する。
【０１０８】
【表１５】
2020507456.tif 000018
【０１０９】
表１４で報告する実験の結果は、２２％のフラックスの増加が、３％ＤＥＫの有機相への添加により得ることができることを示す。したがって、フラックスの計４３％の増加は、実質的に塩排除率を犠牲にすることなく、水相への３％ＫＨＳの添加、および有機相への３％ＤＥＫの添加により得ることができる。
【０１１０】
Ｍｅｓの有機相への添加は、実質的に水フラックスをさらに増加させないが、塩排除率は増加する。したがって、高い塩排除率が重要である用途では、Ｍｅｓを有機相に添加することができ、高い水フラックスが重要である用途では、ＤＥＫを有機相に添加することができる。
【０１１１】
実施例６
ＰＭＯＸＡ２４−ＰＤＭＳ６５＋ＰＭＯＸＡ３２−ＰＤＭＳ６５ジブロックコポリマーブレンドからのベシクルの調製および前記ベシクルを使用する水濾過膜の調製。
主なベシクル形成材料：
ポリ（２−メチルオキサゾリン）−ブロック−ポリ（ジメチルシロキサン）ジブロックコポリマー（ＰＤＭＳ６５ＰＭＯＸＡ２４−ＤＢ１）を粘稠な白色液体として購入し、受け取った状態で使用した。
ポリ（２−メチルオキサゾリン）−ブロック−ポリ（ジメチルシロキサン）ジブロックコポリマー（ＰＤＭＳ６５ＰＭＯＸＡ３２−ＤＢ２）を粘稠な白色液体として購入し、受け取った状態で使用した。
添加剤：
ポリ（２−メチルオキサゾリン）−ブロック−ポリ（ジメチルシロキサン）−ブロック−ポリ−（２−メチルオキサゾリン）トリブロックコポリマーＰＭＯＸＡ１２ＰＤＭＳ６５ＰＭＯＸＡ１２（ＴＢ）を粘稠な白色液体として購入し、疎水性剤として受け取った状態で使用し、および分子量２５００Ｄａを有するビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）を液体としてＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈから購入し、架橋剤として受け取った状態で使用した。
【０１１２】
８ｇのＮａＣｌ、０．２ｇのＫＣｌ、１．４４ｇのＮａ２ＨＰＯ４、および０．２４ｇのＫＨ２ＰＯ４を８００ｍＬのＭｉｌｉＱ精製Ｈ２Ｏに溶解し、ＨＣｌでｐＨを７．２に調整し、最終体積を１Ｌにすることにより、リン酸緩衝液１０ｍＭ（ＰＢＳ）（ｐＨ７．２、１３６ｍＭＮａＣｌ、２．６ｍＭＫＣｌ）を調製した。さらなる洗剤添加剤は、Ｃａｒｂｏｓｙｎｔｈから購入したＮ，Ｎ−ジメチルドデシルアミンＮ−オキシドＢｉｏＸｔｒａ（ラウリルジメチルアミンＮ−オキシド−ＬＤＡＯ）、およびベータシクロデキストリン（ＢＣＤ−９７％純度）であった。
原液における０．２％ＬＤＡＯ中のＡｑｐＺ５ｍｇ／ｍＬ（上記のように精製した）。
調製方法
１．１ｌのＰＢＳに５ｇのＢＣＤを溶解することにより、０．５重量％のＢＣＤ溶液を調製する。
２．１００ｍＬのＰＢＳに０．０５ｇのＬＤＡＯを溶解することにより、０．０５重量％ＬＤＡＯのＰＢＳ溶液を調製する。
３．調製容器にＤＢ１を秤量して、調製した配合物の濃度を０．５ｇＤＢ１／Ｌにする。
４．同じ調製容器にＤＢ２を秤量して、調製した配合物の濃度を０．５ｇＤＢ２／Ｌにする。（ＤＢ１とＤＢ２の重量比１：１）。
５．同じ調製容器にＴＢ疎水性添加剤を添加して、調製した配合物の濃度を０．１２ｇＴＢ／Ｌにする。
６．工程２で調製するＬＤＡＯ０．０５％を、調製した配合物の１００ｍＬ／Ｌの割合で添加する
７．ビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）を添加して、最終濃度を０．１％にする。
８．ＡｑｐＺ原液を添加して、調製した配合物の濃度を５ｍｇ／Ｌに、タンパク質：ポリマー比を１／４００にする。
９．工程１で調製するＢＣＤ０．５％溶液を以下の表１４に示す量で添加して、工程６および８で添加されるＬＤＡＯ、ビス（３−アミノプロピル）末端ポリ（ジメチルシロキサン）およびＡＱＰＺの体積を差し引いた、所望の体積の調製配合物を得る。
１０．工程９からの混合物を室温で毎分１７０回転で一夜（２０時間以下）撹拌して、配合物を得る。
１１．翌朝、工程１〜１０の順に得られる調製した実施例４の配合物を取り、それを孔径２００ｎｍのフィルターで濾過して滅菌し、それを密閉した密封瓶に入れ、最大１２か月間室温に保つ。
【０１１３】
実施例６のベシクル配合物のサイズ、水透過性およびＤＬＳによるゼータ電位、ゼータ電位ならびに０．５ＭＮａＣｌ中のストップトフロー測定値を試験した。結果は、５つの異なるバッチで５回測定する。
【０１１４】
【表１６】
2020507456.tif 000019
【０１１５】
実施例４で示したパイロットライン法を使用し、代わりに上記の実施例６の溶液を使用して、平膜を調製した。データを以下の表１４に示す。
【０１１６】
【表１７】
2020507456.tif 000020
【０１１７】
試験した配合物の結果は、フラックスは同じレベルを維持するが、ＮａＣｌの排除率はかなり増加することを示す。
参考文献：
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【手続補正書】
【提出日】令和1年10月8日(2019.10.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体組成物中のベシクルであって、
該ベシクルは、ベシクル膜形成材料としてポリ（２−メチルオキサゾリン）−ブロック−ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＭＯＸＡ−ＰＤＭＳ）型の両親媒性ジブロックコポリマーを含み、添加剤として該液体組成物に基づいて約０．０５％〜約１％（ｖ／ｖ）の反応性末端基官能化ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）、および膜貫通タンパク質をさらに含み、
該反応性末端基が、１つ、２つ、またはそれ以上のアミン、カルボン酸、および／またはヒドロキシ基で官能化されている、上記ベシクル。
【請求項２】
前記ＰＭＯＸＡ−ＰＤＭＳが、ＰＭＯＸＡ１０〜４０−ＰＤＭＳ２５〜７０およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載のベシクル。
【請求項３】
前記混合物が、一般式ＰＭＯＸＡ１０〜２８−ＰＤＭＳ２５〜７０の第１の両親媒性ジブロックコポリマー、および一般式ＰＭＯＸＡ２８〜４０−ＰＤＭＳ２５〜７０の第２の両親媒性ジブロックコポリマーを少なくとも含む、請求項２に記載のベシクル。
【請求項４】
前記第１と第２の両親媒性ジブロックコポリマーの重量割合が、０．１：１〜１：０．１の範囲である、請求項３に記載のベシクル。
【請求項５】
前記液体組成物中の両親媒性ジブロックコポリマーの濃度が、０．１〜５０ｍｇ／ｍｌ、たとえば、０．５〜２０ｍｇ／ｍｌ、好ましくは１〜１０ｍｇ／ｍｌの範囲である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のベシクル。
【請求項６】
前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳが、１つまたは複数のアミン、カルボン酸、および／またはヒドロキシ基で官能化されたＰＤＭＳ３０〜５０である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のベシクル。
【請求項７】
前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳが、ポリ（ジメチルシロキサン），ビス（３−アミノプロピル）である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のベシクル。
【請求項８】
前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳが、Ｈ２Ｎ−ＰＤＭＳ３０〜５０、ＨＯＯＣ−ＰＤＭＳ３０〜５０、およびＨＯ−ＰＤＭＳ３０〜５０ならびにそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のベシクル。
【請求項９】
前記膜貫通タンパク質が、アクアポリン水チャネルである、請求項１〜８のいずれか１項に記載のベシクル。
【請求項１０】
ＰＭＯＸＡ−ＰＤＭＳ−ＰＭＯＸＡ型のトリブロックコポリマーを液体組成物に基づいて約１％（ｖ／ｖ）〜約１２％（ｖ／ｖ）さらに含む、請求項１に記載のベシクル。
【請求項１１】
前記ＰＭＯＸＡ−ＰＤＭＳ−ＰＭＯＸＡ型のトリブロックコポリマーが、ＰＭＯＸＡ１０〜２０−ＰＤＭＳ２５〜７０−ＰＭＯＸＡ１０〜２０から選択される、請求項１０に記載のベシクル。
【請求項１２】
前記液体組成物が、フラックス改善剤をさらに含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のベシクル。
【請求項１３】
前記フラックス改善剤が、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアルキラート、ベータシクロデキストリン、またはポリエチレングリコール（１５）−ヒドロキシステアリン酸である、請求項１２に記載のベシクル。
【請求項１４】
フラックス増加剤が、前記液体組成物の０．１重量％〜１０重量％の量で存在する、請求項１３に記載のベシクル。
【請求項１５】
緩衝液を含む液体組成物中に存在する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のベシクル。
【請求項１６】
液体組成物が、洗剤または界面活性剤をさらに含む、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のベシクル。
【請求項１７】
前記洗剤が、ラウリルジメチルアミンＮ−オキシド（ＬＤＡＯ）、オクチルグルコシド（ＯＧ）、ドデシルマルトシド（ＤＤＭ）またはそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１６に記載のベシクル。
【請求項１８】
前記膜貫通タンパク質が、アクアポリン水チャネルである、請求項１〜１７のいずれか１項に記載のベシクル。
【請求項１９】
膜貫通タンパク質を取り込む液体組成物中のベシクルを調製する方法であって、
該方法は、ポリ（２−メチルオキサゾリン）−ブロック−ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＭＯＸＡ−ＰＤＭＳ）型の両親媒性ジブロックコポリマーの溶液、該液体組成物に基づいて０．０５％〜約１％（ｖ／ｖ）の反応性末端基官能化ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）、および膜貫通タンパク質の混合物を撹拌する工程を含み、
該反応性末端基が、１つ、２つ、またはそれ以上のアミン、カルボン酸、および／またはヒドロキシ基で官能化されている、上記方法。
【請求項２０】
前記撹拌が１２〜１６時間継続する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ＰＭＯＸＡ−ＰＤＭＳが、ＰＭＯＸＡ１０〜４０−ＰＤＭＳ２５〜７０およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２２】
混合物が、少なくとも一般式ＰＭＯＸＡ１０〜２８−ＰＤＭＳ２５〜７０の第１の両親媒性ジブロックコポリマー、および一般式ＰＭＯＸＡ２８〜４０−ＰＤＭＳ２５〜７０の第２の両親媒性ジブロックコポリマーを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１と第２の両親媒性ジブロックコポリマーの重量割合が、０．１：１〜１：０．１の範囲である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記液体組成物中の両親媒性ジブロックコポリマーの濃度が、０．１〜５０ｍｇ／ｍｌ、たとえば、０．５〜２０ｍｇ／ｍｌ、好ましくは１〜１０ｍｇ／ｍｌの範囲である、請求項１９〜２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳが、１つまたは複数のアミン、カルボン酸、および／またはヒドロキシ基で官能化されたＰＤＭＳ３０〜５０である、請求項１９〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳが、ポリ（ジメチルシロキサン），ビス（３−アミノプロピル）である、請求項１９〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳが、架橋剤としてＨ２Ｎ−ＰＤＭＳ３０〜５０、ＨＯＯＣ−ＰＤＭＳ３０〜５０、およびＨＯ−ＰＤＭＳ３０〜５０ならびにそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１９〜２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記膜貫通タンパク質が、アクアポリン水チャネルである、請求項１９〜２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
ＰＭＯＸＡ−ＰＤＭＳ−ＰＭＯＸＡ型のトリブロックコポリマーを液体組成物に基づいて約１％（ｖ／ｖ）〜約１２％（ｖ／ｖ）さらに含む、請求項１９〜２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
前記液体組成物が、添加剤として前記ＰＭＯＸＡ−ＰＤＭＳ−ＰＭＯＸＡ型のトリブロックコポリマー２〜１０％（ｖ／ｖ）を含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記ＰＭＯＸＡ−ＰＤＭＳ−ＰＭＯＸＡ型のトリブロックコポリマーが、ＰＭＯＸＡ１０〜２０−ＰＤＭＳ２５〜７０−ＰＭＯＸＡ１０〜２０から選択される、請求項２９または３０に記載の方法。
【請求項３２】
フラックス改善剤をさらに含む、請求項１９〜３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
前記フラックス改善剤が、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアルキラート、ベータシクロデキストリン、またはポリエチレングリコール（１５）−ヒドロキシステアリン酸である、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
フラックス増加剤が、前記液体組成物の０．１重量％〜１０重量％の量で存在する、請求項３２または３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記液体組成物中に緩衝液をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項３６】
前記液体組成物が、洗剤または界面活性剤をさらに含む、請求項１９〜３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
前記洗剤が、ラウリルジメチルアミンＮ−オキシド（ＬＤＡＯ）、オクチルグルコシド（ＯＧ）、ドデシルマルトシド（ＤＤＭ）またはそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記膜貫通タンパク質が、アクアポリン水チャネルである、請求項１９〜３７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３９】
請求項１〜１８のいずれか１項に記載のベシクルを含む分離膜。
【請求項４０】
前記分離膜が、前記ベシクルを取り込む有効層および多孔質支持膜を含む、請求項３９に記載の分離膜。
【請求項４１】
前記有効層が、多孔質基材膜上に形成された薄膜複合材料（ＴＦＣ）層に取り込まれた前記ベシクルを含む、請求項３９または４０に記載の分離膜。
【請求項４２】
前記ベシクルを取り込む有効層が、交互積層堆積法により形成される、請求項４１に記載の分離膜。
【請求項４３】
多孔質基材膜上の膜貫通タンパク質を取り込んだベシクルを固定化する薄膜複合材料層を調製する方法であって、
ａ．請求項１９〜３８のいずれか１項に従い調製される液体組成物中のベシクルとジアミンまたはトリアミン化合物との混合物を用意する工程と、
ｂ．工程ａの前記混合物を用いて多孔質支持膜の表面を覆う工程と、
ｃ．アシルハライド化合物を含む疎水性溶液を加える工程と、
ｄ．前記水溶液および前記疎水性溶液が、前記薄膜複合材料層を形成するように界面重合反応を実行することを可能にする工程と、
を含む方法。
【請求項４４】
前記ジアミン化合物が、１，３−ジアミノベンゼンである、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記ジアミンまたはトリアミン化合物のアシルハライド化合物に対する重量割合が、重量比０：１〜３０：１である、請求項４３または４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記疎水性溶液が、０．１〜１０体積％の量のＴＦＣ層改質剤をさらに含む、請求項４３〜４５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４７】
前記ＴＦＣ層改質剤が、Ｃ３〜Ｃ８カルボニル化合物である、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記ＴＦＣ層改質剤が、ジエチレンケトン、２−ペンタノン、５−ペンタノン、シクロペンタノンからなる群から選択される、請求項４６または４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記多孔質支持膜が、ポリスルホンまたはポリエーテルスルホンポリマーにより形成される、請求項４３〜４８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５０】
前記多孔質支持膜が、中空糸である、請求項４３〜４９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５１】
ハウジング内に中空糸の束を集成することにより中空糸モジュールを作製するさらなる工程を含む、請求項５０に記載の方法であって、ここで、第１溶液を通過させるための入口は、前記中空糸の内腔の一端に接続され、出口は、前記内腔の他端に接続され、および入口は、前記ハウジングに接続された出口まで第２溶液を通過させるために、前記ハウジング中に設けられる方法。
【請求項５２】
前記多孔質支持膜が、平板である、請求項４３〜４９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５３】
平膜を巻くことによりスパイラル形膜モジュールを製造するさらなる工程を含む、請求項４３〜５２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５４】
前記中空糸モジュールまたは前記スパイラル形膜モジュールが、逆浸透による高純度濾過水の調製のために使用される、請求項４８または５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記中空糸モジュールまたは前記スパイラル形膜モジュールが、正浸透による生成物溶液の濃縮のために使用される、請求項４８または５３に記載の方法。
【請求項５６】
前記中空糸モジュールまたは前記スパイラル形膜モジュールが、圧力遅延浸透を使用する塩分濃度差電力の製造のために使用される、請求項４８または５３に記載の方法であって、静水圧を増加させるために前記分離膜を利用し、塩分濃度差電力の発生源として静水圧の前記増加を使用することを含む方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１７】
試験した配合物の結果は、フラックスは同じレベルを維持するが、ＮａＣｌの排除率はかなり増加することを示す。
参考文献：
The references cited herein are expressly incorporated by reference for all purposes in their entirety.
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WO2013/043118  (Aquaporin A/S).
ある態様において、本発明は以下であってもよい。
［態様１］ベシクル膜形成材料としてＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ型の両親媒性ジブロックコポリマーを含み、添加剤として約０．０５％〜約１％ｖ／ｖの反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆ、および膜貫通タンパク質をさらに含む、液体組成物中のベシクル。
［態様２］前記ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄが、ＰＭＯＸＡ１０〜４０−ＰＤＭＳ２５〜７０およびそれらの混合物からなる群から選択される、態様１に記載のベシクル。
［態様３］前記混合物が、一般式ＰＭＯＸＡ１０〜２８−ＰＤＭＳ２５〜７０の第１の両親媒性ジブロックコポリマー、および一般式ＰＭＯＸＡ２８〜４０−ＰＤＭＳ２５〜７０の第２の両親媒性ジブロックコポリマーを少なくとも含む、態様２に記載のベシクル。
［態様４］前記第１と第２の両親媒性ジブロックコポリマーの重量割合が、０．１：１〜１：０．１の範囲である、態様３に記載のベシクル。
［態様５］前記液体組成物中の両親媒性ジブロックコポリマーの濃度が、０．１〜５０ｍｇ／ｍｌ、たとえば、０．５〜２０ｍｇ／ｍｌ、好ましくは１〜１０ｍｇ／ｍｌの範囲である、態様１〜４のいずれか１に記載のベシクル。
［態様６］前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆが、１つまたは複数のアミン、カルボン酸、および／またはヒドロキシ基で官能化され、式中ｅが３０であり、ｆが５０である、態様１〜５のいずれか１に記載のベシクル。
［態様７］前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆが、ポリ（ジメチルシロキサン），ビス（３−アミノプロピル）である、態様１〜６のいずれか１に記載のベシクル。
［態様８］前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆが、Ｈ２Ｎ−ＰＤＭＳ３０〜５０、ＨＯＯＣ−ＰＤＭＳ３０〜５０、およびＨＯ−ＰＤＭＳ３０〜５０ならびにそれらの混合物からなる群から選択される、態様１〜７のいずれか１に記載のベシクル。
［態様９］前記膜貫通タンパク質が、アクアポリン水チャネルである、態様１〜８のいずれか１に記載のベシクル。
［態様１０］ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ−ＰＭＯＸＡａ〜ｂ型のトリブロックコポリマーを約１％ｖ／ｖ〜約１２％ｖ／ｖさらに含む、態様１に記載のベシクル。
［態様１１］前記ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ−ＰＭＯＸＡａ〜ｂ型のトリブロックコポリマーが、ＰＭＯＸＡ１０〜２０−ＰＤＭＳ２５〜７０−ＰＭＯＸＡ１０〜２０から選択される、態様１０に記載のベシクル。
［態様１２］前記液体組成物が、フラックス改善剤をさらに含む、態様１〜１１のいずれかに記載のベシクル。
［態様１３］前記フラックス改善剤が、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアルキラート、ベータシクロデキストリン、またはポリエチレングリコール（１５）−ヒドロキシステアリン酸である、態様１２に記載のベシクル。
［態様１４］フラックス増加剤が、前記液体組成物の０．１重量％〜１０重量％の量で存在する、態様１３に記載のベシクル。
［態様１５］緩衝液を含む液体組成物中に存在する、態様１〜１４のいずれかに記載のベシクル。
［態様１６］液体組成物が、洗剤または界面活性剤をさらに含む、態様１〜１５のいずれかに記載のベシクル。
［態様１７］前記洗剤が、ラウリルジメチルアミンＮ−オキシド（ＬＤＡＯ）、オクチルグルコシド（ＯＧ）、ドデシルマルトシド（ＤＤＭ）またはそれらの組み合わせからなる群から選択される、態様１６に記載のベシクル。
［態様１８］前記膜貫通タンパク質が、アクアポリン水チャネルである、態様１〜１７のいずれか１に記載のベシクル。
［態様１９］前記ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ型の両親媒性ジブロックコポリマーの溶液、０．０５％〜約１％の反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆ、および膜貫通タンパク質の混合物を撹拌する工程を含む、膜貫通タンパク質を取り込む液体組成物中のベシクルを調製する方法。
［態様２０］前記撹拌が１２〜１６時間継続する、態様１９に記載の方法。
［態様２１］前記ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄが、ＰＭＯＸＡ１０〜４０−ＰＤＭＳ２５〜７０およびそれらの混合物からなる群から選択される、態様１９または２０に記載の方法。
［態様２２］混合物が、少なくとも一般式ＰＭＯＸＡ１０〜２８−ＰＤＭＳ２５〜７０の第１の両親媒性ジブロックコポリマー、および一般式ＰＭＯＸＡ２８〜４０−ＰＤＭＳ２５〜７０の第２の両親媒性ジブロックコポリマーを含む、態様２１に記載の方法。
［態様２３］前記第１と第２の両親媒性ジブロックコポリマーの重量割合が、０．１：１〜１：０．１の範囲である、態様２２に記載の方法。
［態様２４］前記液体組成物中の両親媒性ジブロックコポリマーの濃度が、０．１〜５０ｍｇ／ｍｌ、たとえば、０．５〜２０ｍｇ／ｍｌ、好ましくは１〜１０ｍｇ／ｍｌの範囲である、態様１９〜２３のいずれか１に記載の方法。
［態様２５］前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆが、１つまたは複数のアミン、カルボン酸、および／またはヒドロキシ基で官能化され、式中ｅは３０であり、ｆは５０である、態様１９〜２４のいずれか１に記載の方法。
［態様２６］前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆが、ポリ（ジメチルシロキサン），ビス（３−アミノプロピル）である、態様１９〜２５のいずれか１に記載の方法。
［態様２７］前記反応性末端基官能化ＰＤＭＳｅ〜ｆが、架橋剤としてＨ２Ｎ−ＰＤＭＳ３０〜５０、ＨＯＯＣ−ＰＤＭＳ３０〜５０、およびＨＯ−ＰＤＭＳ３０〜５０ならびにそれらの混合物からなる群から選択される、態様１９〜２６のいずれか１に記載の方法。
［態様２８］前記膜貫通タンパク質が、アクアポリン水チャネルである、態様１９〜２７のいずれか１に記載の方法。
［態様２９］前記ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ−ＰＭＯＸＡａ〜ｂ型のトリブロックコポリマーを約１％ｖ／ｖ〜約１２％ｖ／ｖさらに含む、態様１９〜２８のいずれか１に記載の方法。
［態様３０］前記液体組成物が、添加剤として前記ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ−ＰＭＯＸＡａ〜ｂ型のトリブロックコポリマー約２〜１０％ｖ／ｖを含む、態様２９に記載の方法。
［態様３１］前記ＰＭＯＸＡａ〜ｂ−ＰＤＭＳｃ〜ｄ−ＰＭＯＸＡａ〜ｂ型のトリブロックコポリマーが、ＰＭＯＸＡ１０〜２０−ＰＤＭＳ２５〜７０−ＰＭＯＸＡ１０〜２０から選択される、態様２９または３０に記載の方法。
［態様３２］フラックス改善剤をさらに含む、態様１９〜３１のいずれかに記載の方法。
［態様３３］前記フラックス改善剤が、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアルキラート、ベータシクロデキストリン、またはポリエチレングリコール（１５）−ヒドロキシステアリン酸である、態様３２に記載の方法。
［態様３４］フラックス増加剤が、前記液体組成物の０．１重量％〜１０重量％の量で存在する、態様３２または３３のいずれか１に記載の方法。
［態様３５］前記液体組成物中に緩衝液をさらに含む、態様１９に記載の方法。
［態様３６］前記液体組成物が、洗剤または界面活性剤をさらに含む、態様１９〜３５のいずれかに記載の方法。
［態様３７］前記洗剤が、ラウリルジメチルアミンＮ−オキシド（ＬＤＡＯ）、オクチルグルコシド（ＯＧ）、ドデシルマルトシド（ＤＤＭ）またはそれらの組み合わせからなる群から選択される、態様３６に記載の方法。
［態様３８］前記膜貫通タンパク質が、アクアポリン水チャネルである、態様１９〜３７のいずれか１に記載の方法。
［態様３９］事項１〜１８のいずれか１に記載のベシクルを含む分離膜。
［態様４０］前記分離膜が、前記ベシクルを取り込む有効層および多孔質支持膜を含む、態様３９に記載の分離膜。
［態様４１］前記有効層が、多孔質基材膜上に形成された薄膜複合材料（ＴＦＣ）層に取り込まれた前記ベシクルを含む、態様３９または４０に記載の分離膜。
［態様４２］前記ベシクルを取り込む有効層が、交互積層堆積法により形成される、態様４１に記載の分離膜。
［態様４３］多孔質基材膜上の膜貫通タンパク質を取り込んだベシクルを固定化する薄膜複合材料層を調製する方法であって、
ａ．態様１９〜３８のいずれかに従い調製される液体組成物中のベシクルとジアミンまたはトリアミン化合物との混合物を用意する工程と、
ｂ．工程ａの前記混合物を用いて多孔質支持膜の表面を覆う工程と、
ｃ．アシルハライド化合物を含む疎水性溶液を加える工程と、
ｄ．前記水溶液および前記疎水性溶液が、前記薄膜複合材料層を形成するように界面重合反応を実行することを可能にする工程と、
を含む方法。
［態様４４］前記ジアミン化合物が、１，３−ジアミノベンゼンである、態様４３に記載の方法。
［態様４５］前記ジアミンまたはトリアミン化合物のアシルハライド化合物に対する重量割合が、重量比０：１〜３０：１である、態様４３または４４に記載の方法。
［態様４６］前記疎水性溶液が、０．１〜１０体積％の量のＴＦＣ層改質剤をさらに含む、態様４３〜４５のいずれか１に記載の方法。
［態様４７］前記ＴＦＣ層改質剤が、Ｃ３〜Ｃ８カルボニル化合物である、態様４６に記載の方法。
［態様４８］前記ＴＦＣ層改質剤が、ジエチレンケトン、２−ペンタノン、５−ペンタノン、シクロペンタノンからなる群から選択される、態様４６または４７に記載の方法。
［態様４９］前記多孔質支持膜が、ポリスルホンまたはポリエーテルスルホンポリマーにより形成される、態様４３〜４８のいずれか１に記載の方法。
［態様５０］前記多孔質支持膜が、中空糸である、態様４３〜４９のいずれか１に記載の方法。
［態様５１］ハウジング内に中空糸の束を集成することにより中空糸モジュールを作製するさらなる工程を含む、態様５０に記載の方法であって、ここで、第１溶液を通過させるための入口は、前記中空糸の内腔の一端に接続され、出口は、前記内腔の他端に接続され、および入口は、前記ハウジングに接続された出口まで第２溶液を通過させるために、前記ハウジング中に設けられる方法。
［態様５２］前記多孔質支持膜が、平板である、態様４３〜４９のいずれか１に記載の方法。
［態様５３］平膜を巻くことによりスパイラル形膜モジュールを製造するさらなる工程を含む、態様４３〜５２のいずれか１に記載の方法。
［態様５４］前記中空糸モジュールまたは前記スパイラル形膜モジュールが、逆浸透による高純度濾過水の調製のために使用される、態様４８または５３に記載の方法。
［態様５５］前記中空糸モジュールまたは前記スパイラル形膜モジュールが、正浸透による生成物溶液の濃縮のために使用される、態様４８および５３のいずれかに記載の方法。
［態様５６］前記中空糸モジュールまたは前記スパイラル形膜モジュールが、圧力遅延浸透を使用する塩分濃度差電力の製造のために使用される、態様４８および５３のいずれかに記載の方法であって、静水圧を増加させるために前記分離膜を利用し、塩分濃度差電力の発生源として静水圧の前記増加を使用することを含む方法。
【国際調査報告】
2020507456.tif 000021
2020507456.tif 000022
2020507456.tif 000023