基准，所述多孔支撑层与料液进口方向相对的一面为多孔支撑层上表面，本申请提供的膜 色谱组件中的多孔分离膜可以设置在所述多孔支撑层的上表面，也可以设置在所述多孔支 撑层的下表面。在本申请的具体实施例中，将多孔分离膜设置在所述多孔支撑层的下表面。
[0032] 本申请对多孔分离膜的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的多孔分 离膜即可。在本申请的具体实施例中，所述多孔分离膜为聚砜超滤膜，其购买于丹麦Alfa Laval公司；所述多孔分离膜为聚醚砜微滤膜，其购买于安得膜分离技术工程有限公司；所 述多孔分离膜为聚偏氟乙烯超滤膜，其购买于安得膜分离技术工程有限公司。
[0033] 具体地，在本申请的实施例中，膜分离的具体过程为：
[0034] 将待分离物料从料液进口 7进入到膜壳5中，正电极1和负电极2分别接通电源， 产生电场，待分离物料中的组分通过多孔支撑层4和多孔分离膜3,透过多孔分离膜的渗透 液由膜壳上方的料液出口 6不断排出，进入样品检测器中，进行成分分析。
[0035] 本实用新型提供了一种外加电极的膜色谱组件，包括设置有进口和出口的膜壳； 设置在所述膜壳内部的正电极和负电极；所述正电极和负电极之间设置多孔支撑层；及设 置在所述多孔支撑层表面的多孔分离膜。本实用新型提供的膜色谱组件包括正电极和负电 极，它们作为外加电极，在膜色谱过程中，引入电场，根据待分离物料溶液中组分的带电性 质的不同，在多孔分离膜分离及静电吸附等筛分的基础上，进行电荷筛分，待分离物料中的 组分按电荷和分子量大小的区别，先后流出，得到分离。与现有技术中的膜色谱组件相比， 本申请提供的膜色谱组件提高了色谱过程的分离精度，还大幅度降低分离时间，快速高效 地分离出待分离物料溶液中的组分。
[0036] 为了进一步说明本实用新型，下面结合实施例对本实用新型提供的一种外加电极 的膜色谱组件进行详细地描述，但不能将它们理解为对本实用新型保护范围的限定。
[0037] 实施例1
[0038] 在膜色谱组件中，膜壳为圆形，直径10厘米，膜壳的材料为聚甲醛，电极为圆形 板，下端为正电极，直径为9cm，厚度为2mm，正电极的材料为镀钌的钛钢板，负电极为钛钢 板，直径为9cm，厚度为2mm，在膜壳的内部安装有聚醚砜材质的多孔分离膜10片，多孔分离 膜之间设置的多孔支撑层为多孔的有机玻璃板。
[0039] 实施例2
[0040] 在膜色谱组件中，膜壳为圆形，直径10厘米，膜壳的材料为聚碳酸酯，电极为圆形 板，下端为正电极，直径为9cm，厚度为2mm，正电极的材料为镀钌的钛钢板，负电极为钛钢 板，直径为9cm，厚度为2mm，在膜壳的内部安装有聚偏氟乙稀材质的多孔分离膜50片，多孔 分离膜之间设置的多孔支撑层为聚乙烯格网。
[0041] 实施例3
[0042] 使用实施例1所示的膜色谱组件。
[0043] 在膜色谱组件中安装有多孔分离膜10片，多孔分离膜选用截留分子量（MWCO)为 IOOkD的PS聚砜超滤膜，其购买于丹麦Alfa Laval公司。
[0044] 将ImL浓度分别0. 5g/L的牛血清蛋白（BSA)和溶菌酶混合溶液通过进样系统由 料液进口输送至上述膜组件中，缓冲液的摩尔浓度为20mM，pH值为7. 4的磷酸缓冲液，缓冲 液的速度为〇. 5mL/min，将电极连接到外接直流电源上，正电极连接电源正极，负电极连接 电源负极，电场强度调节为30V/cm，透过膜的渗透液由膜色谱上方的料液出口不断排出，进 入样品检测器中，进行成分分析。
[0045] 从分析结果看，溶菌酶和牛血清蛋白的混合溶液经过膜色谱后，先后以不同的流 出时间从膜色谱出料端流出，其中溶菌酶的流出时间为3. 7分钟，牛血清蛋白的流出时间 为8. 6分钟，经纯度分析，两个产品的纯度均可达到98%以上。
[0046] 实施例4
[0047] 使用图1所示的膜色谱组件。
[0048] 在膜色谱组件中安装有多孔分离膜30片，多孔分离膜选用孔径为0. 1 μπι的聚醚 砜微滤膜，其购买于安得膜分离技术工程有限公司。
[0049] 将ImL浓度分别0. lg/L的牛血清蛋白、溶菌酶、免疫球蛋白G的混合溶液通过进 样系统由料液进口输送至上述膜组件中，缓冲液的摩尔浓度为20mM，pH值为7. 4的磷酸缓 冲液，缓冲液的速度为〇. 5mL/min，将电极连接到外接直流电源上，正电极连接电源正极，负 电极连接电源负极，电场强度调节为30V/cm，透过膜的渗透液由膜色谱上方的料液出口不 断排出，进入样品检测器中，进行成分分析。
[0050] 从分析结果看，蛋白质的混合溶液经过膜色谱后，先后以不同的流出时间从膜色 谱出料端流出，其中溶菌酶的流出时间为6. 8分钟，牛血清蛋白的流出时间为10. 6分钟，免 疫球蛋白G的流出时间为15. 3分钟，经纯度分析，三个产品的纯度均可达到98%以上。
[0051] 实施例5
[0052] 在膜色谱组件中安装有多孔分离膜30片，多孔分离膜选用孔径为0. 1 μπι的聚醚 砜微滤膜，其购买于安得膜分离技术工程有限公司。
[0053] 将ImL浓度分别0. lg/L的牛血清蛋白、溶菌酶、免疫球蛋白G的混合溶液通过进 样系统由料液进口输送至上述膜组件中，缓冲液的摩尔浓度为20mM，pH值为4的磷酸缓冲 液，缓冲液的速度为〇. 5mL/min，将电极连接到外接直流电源上，正电极连接电源正极，负电 极连接电源负极，电场强度调节为30V/cm，透过膜的渗透液由膜色谱上方的料液出口不断 排出，进入样品检测器中，进行成分分析。
[0054] 从分析结果看，蛋白质的混合溶液经过膜色谱后，先后以不同的流出时间从膜色 谱出料端流出，其中溶菌酶的流出时间为3. 8分钟，免疫球蛋白G的流出时间为8. 4分钟， 牛血清蛋白的流出时间为11. 8分钟，经纯度分析，三个产品的纯度均可达到98%以上。
[0055] 实施例6
[0056] 使用实施例2所示的膜色谱组件装置。
[0057] 在膜色谱组件中安装有分离膜50片，滤膜选用截留分子量（MWCO)为50kD的聚偏 氟乙烯超滤膜，其购买于安得膜分离技术工程有限公司。
[0058] 将ImL浓度分别lg/L的纤维素酶溶液通过进样系统由料液进口输送至上述膜组 件中，缓冲液的摩尔浓度为10mM，pH值为7. 4的磷酸缓冲液，缓冲液的速度为0. 2mL/min， 将电极连接到外接直流电源上，正电极连接电源正极，负电极连接电源负极，电场强度调节 为20V/cm，透过膜的渗透液由膜色谱上方的料液出口不断排出，进入样品检测器中，进行成 分分析。
[0059] 纤维素酶为混合酶，其主要组分见表1，表1为纤维素酶的主要成分和流出时间。 其四种组分的分子量差别很小，等电点也比较接近，常规的膜分离和色谱方法均无法有效 分开。而在此膜色谱组件的条件下，经过多层多孔分离膜的非特异性吸附和解吸，以及电场 的拆分，四种组分先后从膜色谱组件的料液出口流出，得到有效的分离，流出时间见表1。
[0060] 表1纤维素酶的主要成分和流出时间
[0061]
【主权项】
1. 一种外加电极的膜色谱组件，包括设置有进口和出口的膜壳； 设置在所述膜壳内部的正电极和负电极； 所述正电极和负电极之间设置有多孔支撑层； 及设置在所述多孔支撑层表面的多孔分离膜。
2. 根据权利要求1所述的膜色谱组件，其特征在于，所述正电极和负电极的形状分别 选自板状、网状或丝状。
3. 根据权利要求1所述的膜色谱组件，其特征在于，所述正电极和负电极的材质分别 选自不锈钢、钛或铂。
4. 根据权利要求1所述的膜色谱组件，其特征在于，所述多孔分离膜的层数为3层~ 50层。
5. 根据权利要求1所述的膜色谱组件，其特征在于，所述多孔分离膜的材质选自纤维 素、聚碳酸醋、聚醚砜、聚砜、聚酰胺、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯 或聚哌嗪。
6. 根据权利要求1所述的膜色谱组件，其特征在于，所述多孔分离膜的形状为圆形、矩 形、三角形或菱形。
7. 根据权利要求1所述的膜色谱组件，其特征在于，所述正电极和负电极平行设置，且 与电源相连。
8. 根据权利要求1所述的膜色谱组件，其特征在于，所述多孔支撑层为多孔有机玻璃 板或聚乙烯格网。
9. 根据权利要求1所述的膜色谱组件，其特征在于，所述膜壳的材质为不导电材料。
10. 根据权利要求1所述的膜色谱组件，其特征在于，所述膜壳的截面的形状为圆形、 矩形、三角形或菱形。
【专利摘要】本实用新型提供了一种外加电极的膜色谱组件，包括设置有进口和出口的膜壳；设置在所述膜壳内部的正电极和负电极；所述正电极和负电极之间设置多孔支撑层；及设置在所述多孔支撑层上表面的多孔分离膜。本实用新型提供的膜色谱组件包括正电极和负电极，它们作为外加电极，在膜色谱过程中，引入电场，根据待分离物料中组分的带电性质的不同，在多孔分离膜分离及静电吸附等筛分的基础上，进行电荷筛分，待分离物料中的组分按电荷和分子量大小的区别，先后流出，得到分离。与现有技术中的膜色谱组件相比，本申请提供的膜色谱组件提高了色谱过程的分离精度，还大幅度降低分离时间，快速高效地分离出待分离物料溶液中的组分。
【IPC分类】B01D15-34
【公开号】CN204469277
【申请号】CN201520111273
【发明人】宋伟杰
【申请人】安得膜分离技术工程(北京)有限公司, 中国科学院过程工程研究所
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年2月15日