[发明专利]适用于水提取的液膜

说明书

技术领域

本发明涉及具有并入功能蛋白通道，如水通道蛋白和水甘油通道蛋白或其它跨膜蛋白孔的液膜基质（liquid membrane matrix），用于从含水介质中提取水和/或小溶质。更具体地，液膜基质是一种包含并入在两性分子的组织样粘稠液体结构内的水通道蛋白液膜，具体用于从含水液体介质中提取纯水，例如在正向渗透应用中。

背景技术

如在US4360448(A)中公开的，液膜分离工艺已用于从含水溶液中去除溶解的物质，如离子。所述发明涉及用于从含水溶液中去除溶解的物质的方法，其包括用乳液接触所述含水溶液，所述乳液包括特征在于与所述含水溶液不互溶并可渗透到所述溶解物质中的外部相，以及含反应物，如离子交换化合物的能够将所述溶解的物质转化为不可渗透形式的内部相。溶解的物质透过外部相进入内部相，在此其转化为不可渗透形式，从而保留在所述乳液的内部相中。从所述乳液中分离从所述溶解的物质内排出的含水溶液并且回收乳液循环利用。但是，当多种离子或未指定的离子或溶质存在于含水溶液或介质，如生物液中时，因为需要为待去除的每种物质设计特定的反应物，因此通过这种或类似方法去除溶质变得越来越复杂。在（WO87/002380）Production of Low-Ethanol Beverages by Membrane Extraction中描述了液体膜提取方法应用的另一个实例，其涉及用于从酒和其它饮品中选择性地去除乙醇而保留水和多种其它有机组分的膜萃取系统。因此，迄今已经开发出液膜分离方法用于选择性去除，例如含水液体中的溶质。因为从含水液体原料中选择性去除或提取水的需要，本发明人设计了适合从含水液体中使用选择性水通道（已知的水通道蛋白）去除或提取纯水的液膜方法。

基于荧光的活性检测对于可溶性蛋白是行之有效的，但不适用于膜蛋白。其可能原因是当将膜蛋白从它们的自然环境—生物膜中取出时膜蛋白是易受损（fragile）的。此外，可商业购买获得的蛋白质种类仅限于几种膜蛋白。这涉及到大量（克-级）表达并纯化膜蛋白的困难。膜蛋白通常依赖于重组为完全模拟蛋白的自然环境的仿生膜来保持它们的功能。如今迫切需要用于筛选脂质膜组分的检测，以用于它们在满足膜蛋白要求（即特异性亲水和疏水区或层）的仿生膜制剂的制备。同时，这样的检测将提供关于膜蛋白折叠状态的有用信息。

发明内容

本发明涉及含生物通道的整体液膜（bulk liquid membrane）形式的液膜基质，其中液膜基质基于包括以下单元（cell）的组织类结构，该单元具有由两性化合物如非离子去污剂与脂质或不与脂形成的仿生边界层（boundary layer），形成其中并入生物通道或其中所述基质进一步包含稳定油相的层。本发明还涉及制备含功能性水通道蛋白的所述液膜基质的方法以及含水通道蛋白的液膜基质用于从液体含水介质中通过正向渗透进行纯水提取，例如用于盐水脱盐的新用途。

另一方面，本发明的液膜基质可以进一步包含在或固定在接触器模块内或基本平的多孔夹层结构内，可用作过滤装置。

现在将通过实例的方式描述本发明的实施方式，但不局限于附图和实例。

附图说明

图1示出了本发明实验中所用的样品过滤设备的两个部分的剖视图和俯视图。

图2和图3是显示图1的过滤设备的更详细的图。

图4示出了在相分离后通过注射器提取本发明液膜基质（乳“膏”相）的原理图。

图5是示出在正向渗透实验中现有技术获得的水通量和盐通量的图。

图6是显示在正向渗透实验中使用本发明的液膜基质获得的水通量和盐通量的图。

图7是横流正向渗透装置的原理图，其示出了具有夹层液膜（膜单元）的设备。

图8是本发明的含水通道蛋白Z的液膜基质样品的显微镜20x放大图像，其示出了来自于仅限制在边界层的标记水通道蛋白Z的蓝色badan^TM荧光。

图9和图10与图8相同，但示出了明场的图像。

图11与图9相同，但示出了未并入蛋白质的“膏”相。

图12是正向渗透性单元的示意图。

具体实施方式

本文描述的液膜基质可以为含水通道蛋白的整体液膜（BLM）的形式，其中所述液膜包括并入在非离子去污剂，如两性嵌段共聚物，优选泊洛沙姆型的分散体（dispersion）内的功能性水通道蛋白，其中所述基质进一步包括稳定的油相。