用于分離的多孔制品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了多孔制品，所述多孔制品包括纖維多孔基質(zhì)和多孔聚合物顆粒。所述多孔聚合物顆粒分布在整個(gè)所述纖維多孔基質(zhì)內(nèi)。所述多孔顆?？捎糜谥苽浞蛛x裝置或包括所述分離裝置的系統(tǒng)。所述多孔顆粒可用于靶材料諸如來自樣品的微生物(即，細(xì)胞分析物)的分離。
【專利說明】
用于分離的多孔制品
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年12月18日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/917517的權(quán)益，該專利 的公開內(nèi)容全文以引用方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明提供了多孔制品、制備多孔制品的方法、包含多孔制品的分離裝置以及包 含分離裝置的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004] 由微生物污染造成的感染在全球越來越受關(guān)注。因此，希望或有必要對(duì)各種臨床、 食品、環(huán)境或其他樣品進(jìn)行分析以對(duì)可能存在的微生物進(jìn)行識(shí)別和/或定量。微生物通常需 要在識(shí)別和/或定量之前與樣品中的其他組分中的至少一些分離或者濃縮。另外，可能希望 或有必要通過除去各種微生物來純化各種材料諸如流體樣品。
[0005] 已用于微生物分離或除去的材料中的許多一直是無機(jī)材料。此類材料在例如專利 申請(qǐng)公布W0 2006/133519 Al(Finnie等人）、W0 2012/078426(Kshirsagar等人）和W0 2012/078374(Kshirsagar 等人）中有所描述。
[0006] 已制備了具有孔的各種聚合物顆粒。這些中的一些已用作例如離子交換樹脂或其 他色譜樹脂。其他已用于例如吸附和/或遞送不同活性劑。此類顆粒在例如美國(guó)專利申請(qǐng) 2010/0104647(111^)、美國(guó)專利申請(qǐng)公布2011/0123456(?311(1^等人）、美國(guó)專利6,048,908 (Kitagawa)以及專利申請(qǐng)公布W0 2013/077981 (Sahouani)、W0 2007/075508(Rasmussen等 人)和WO 2007/075442(Rasmussen等人）中有所描述。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了多孔顆粒，所述顆粒包括纖維多孔基質(zhì)以及分布在整個(gè)纖維多孔基 質(zhì)上的多孔聚合物顆粒。多孔顆?？捎糜诜蛛x裝置中或包括分離裝置的系統(tǒng)中。多孔顆粒 可用于靶材料諸如來自樣品的微生物（即，細(xì)胞分析物)的分離。更具體地，可由多孔制品結(jié) 合或捕集靶材料。
[0008] 在第一方面，提供了一種多孔制品。該多孔制品包括a)多孔聚合物顆粒和b)纖維 多孔基質(zhì)，其中多孔聚合物顆粒分布在整個(gè)纖維多孔基質(zhì)內(nèi)。多孔聚合物顆粒包括反應(yīng)混 合物的聚合產(chǎn)物，該反應(yīng)混合物包含i)單體組合物和ii)重均分子量為至少500克/摩爾的 聚(丙二醇）?；趩误w組合物的總重量計(jì)，單體組合物包含至少10重量％的式（I)的第一單 體。
[0009] CE2 = C(R1)-(C0)-0[-CE2-CE2-0]v-(C0)-C(R1)=CE 2
[0010] (I)
[0011] 在式（I)中，變量P為等于至少1的整數(shù)并且R1為氫或烷基。從聚合產(chǎn)物中除去聚 (丙二醇）以提供多孔聚合物顆粒。
[0012] 在第一方面的一個(gè)實(shí)施方案中，用于形成多孔聚合物顆粒的反應(yīng)混合物包括(a) 第一相和(b)分散于第一相中的第二相，其中第一相的體積大于第二相的體積。第一相包含 (i)式(II)的化合物
[0013] H0[-CH2-CH(0H)-CH2-0]n_H
[0014] (Π )
[0015] 其中變量η為等于至少1的整數(shù)，和（ii)非離子表面活性劑。第二相包含(i)單體組 合物，基于單體組合物的總重量計(jì)，該單體組合物包含至少10重量％的式(I)的第一單體
[0016] ^2 = 〇(^)-(〇〇)-〇[-^2-^2-0]?-(〇〇)-〇(^)=^2
[0017] (I)
[0018] 以及（ii)重均分子量為至少500克/摩爾的聚（丙二醇）。在式（I)中，變量p為等于 至少1的整數(shù)并且基團(tuán)R1為氫或甲基。
[0019] 在第二方面，提供了一種制備多孔制品的方法。該方法包括a)提供多個(gè)多孔聚合 物顆粒，以及b)將多孔聚合物顆粒分布在整個(gè)纖維多孔基質(zhì)內(nèi)。多孔聚合物顆粒包括反應(yīng) 混合物的聚合產(chǎn)物，該反應(yīng)混合物包含i)單體組合物和ii)重均分子量為至少500克/摩爾 的聚（丙二醇）?；趩误w組合物的總重量計(jì)，單體組合物包含至少10重量％的式（I)的第一 單體。
[0020] ^2 = 〇(^)-(〇〇)-〇[-^2-^2-0]?-(〇〇)-〇(^)=^2
[0021] (I)
[0022]在式（I)中，變量p為等于至少1的整數(shù)并且R1為氫或烷基。從聚合產(chǎn)物中除去聚 (丙二醇）以提供多孔聚合物顆粒。
[0023]在第三方面，提供了一種分離裝置。該分離裝置包括a)容器，該容器具有入口和出 口以供流體流穿過容器，和b)位于容器內(nèi)的多孔制品。多孔制品與上文所述的相同。
[0024]在第四方面，提供了一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括分離裝置，該分離裝置包括a)具有入口 和出口的容器和b)位于容器內(nèi)的多孔制品。多孔制品與上文所述的相同。該系統(tǒng)還包括穿 過分離裝置的流體流，其中流體流進(jìn)入容器的入口并離開容器的出口，并且與位于容器內(nèi) 的多孔制品接觸。
[0025]在第五方面，提供了一種分離靶材料的方法。該方法包括提供分離裝置。該分離裝 置包括具有入口和出口的容器。多孔制品與上文所述的相同。該方法還包括使包含靶材料 的流體流穿過分離裝置，其中流體流進(jìn)入容器的入口并離開容器的出口，并且與位于容器 內(nèi)的多孔制品接觸。該方法還包括從流體流中除去靶材料，其中由多孔制品結(jié)合或捕集靶 材料。在第五方面的一些實(shí)施方案中，靶材料為微生物。
【附圖說明】
[0026]圖1為如制備例1中所述制備的多孔聚合物顆粒的掃描電子顯微圖（SEM)。
[0027] 圖2和圖3為兩種不同放大倍數(shù)的實(shí)施例1的多孔制品的掃描電子顯微圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 本發(fā)明提供了多孔顆粒，所述多孔顆粒包括纖維多孔基質(zhì)以及分布在整個(gè)纖維多 孔基質(zhì)上的多孔聚合物顆粒。多孔顆粒可用于制備分離裝置或包括分離裝置的系統(tǒng)。多孔 顆?？捎糜诎胁牧现T如來自樣品的微生物(即，細(xì)胞分析物)的分離。
[0029] 多孔聚合物顆粒和纖維多孔基質(zhì)均具有空隙或自由體積。纖維多孔基質(zhì)中的空隙 使流體流能夠流過多孔制品或在多孔制品上方流動(dòng)并且與分布在整個(gè)纖維多孔基質(zhì)內(nèi)的 多孔聚合物顆粒接觸。多孔聚合物顆粒在其外表面上具有孔，并且至少在一些實(shí)施方案中 可具有中空內(nèi)部。術(shù)語(yǔ)"多孔聚合物顆粒"和"聚合物顆粒"可互換使用。
[0030] 術(shù)語(yǔ)"聚合物"和"聚合物材料"可互換使用并且是指通過使一種或多種單體反應(yīng) 而形成的材料。術(shù)語(yǔ)包括均聚物、共聚物、三元共聚物等。同樣，術(shù)語(yǔ)"聚合"和"使......聚 合"是指制備聚合物材料的工藝，所述聚合物材料可以是均聚物、共聚物、三元共聚物等。
[0031] 術(shù)語(yǔ)"一個(gè)"、"一種"和"該"、"所述"可互換地使用，"至少一個(gè)(種)"是指一個(gè)(種） 或多個(gè)(種)所述要素。
[0032] 術(shù)語(yǔ)"和/或"意指任一者或兩者。例如，"A和/或B"意指單獨(dú)的A、單獨(dú)的B或A和B兩 者。
[0033] 術(shù)語(yǔ)"單體組合物"是指包括單體并且僅包括單體的聚合型組合物的一部分。更具 體地，單體組合物至少包括式（I)的第一單體。術(shù)語(yǔ)"反應(yīng)混合物"包括例如單體組合物、聚 (丙二醇）、任何其他組分，諸如下文所述的第一相和第二相中所包含的那些。反應(yīng)混合物中 的一些組分可能不經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)，但可影響化學(xué)反應(yīng)和所得聚合物材料。
[0034] 在第一方面，提供了一種多孔制品。該多孔制品包括a)多孔聚合物顆粒和b)纖維 多孔基質(zhì)，其中多孔聚合物顆粒分布在整個(gè)纖維多孔基質(zhì)內(nèi)。多孔聚合物顆粒包括反應(yīng)混 合物的聚合產(chǎn)物，該反應(yīng)混合物包含i)單體組合物和ii)重均分子量為至少500克/摩爾的 聚(丙二醇）。基于單體組合物的總重量計(jì)，單體組合物包含至少10重量％的式（I)的第一單 體。
[0035] ^2 = 0(^)-(00)-0[-^2-^2-0]?-(00)-0(^)=^2
[0036] (I)
[0037] 在式(I)中，變量p為等于至少1的整數(shù)并且R1為氫或烷基。
[0038] 式（I)中的變量p為不大于30、不大于20、不大于16、不大于12或不大于10的整數(shù)。 單體的環(huán)氧乙烷部分（即，基團(tuán)-[CH2CH2-0]P-)的數(shù)均分子量通常不大于1200克/摩爾、不大 于1000克/摩爾、不大于800克/摩爾、不大于1000克/摩爾、不大于600克/摩爾、不大于400 克/摩爾、不大于200克/摩爾或不大于100克/摩爾。式(I)中的基團(tuán)R 1為氫或甲基。
[0039] 合適的式（I)的第一單體可以如下商品名從美國(guó)賓夕法尼亞州?？怂诡D的沙多瑪 公司（Sartomer(Exton，PA，USA))商購(gòu)獲得:對(duì)于二甲基丙稀酸乙二醇酯為SR206、對(duì)于二甲 基丙烯酸二甘醇酯為SR231、對(duì)于二甲基丙烯酸三甘醇酯為SR205、對(duì)于二甲基丙烯酸聚乙 二醇酯為SR210和SR210A、對(duì)于聚乙二醇（200)二丙烯酸酯為SR259、對(duì)于聚乙二醇（400)二 (甲基）丙烯酸酯為SR603和SR344、對(duì)于聚乙二醇(600)二（甲基)丙烯酸酯為SR252和SR610、 并且對(duì)于聚乙二醇（1000)二甲基丙烯酸酯為SR740。
[0040] 用于形成多孔聚合物顆粒的反應(yīng)混合物也包括重均分子量為至少500克/摩爾的 聚（丙二醇）。聚丙二醇用作成孔劑，其在聚合產(chǎn)物從單體組合物形成時(shí)被部分地夾帶在聚 合產(chǎn)物內(nèi)。因?yàn)榫郾疾痪哂芯酆闲突鶊F(tuán)，所以可在形成聚合產(chǎn)物之后除去該材料。當(dāng)除 去先前夾帶的聚丙二醇時(shí)，產(chǎn)生孔(即，空隙體積或自由體積）。通過除去夾帶的聚丙二醇所 得的聚合物顆粒為多孔的。在至少一些實(shí)施方案中，這些多孔聚合物顆?？删哂兄锌罩行摹?孔的存在或孔和中空中心兩者的存在使得聚合物顆粒非常適于結(jié)合或捕集樣品中的靶材 料。
[0041] 可將任何合適分子量的聚(丙二醇）用作成孔劑。分子量可影響聚合物顆粒中形成 的孔的尺寸。即，孔尺寸往往隨聚(丙二醇)的分子量而增加。重均分子量通常為至少500克/ 摩爾、至少800克/摩爾或至少1000克/摩爾。聚（丙二醇）的重均分子量可以為至多10，000 克/摩爾或更大。為了便于使用，常常選擇室溫下為液體的聚（丙二醇）。重均分子量為至多 約4000克/摩爾或5000克/摩爾的聚(丙二醇)在室溫下往往為液體。如果將其最初溶于合適 的有機(jī)溶劑如醇（例如，乙醇、正丙醇或異丙醇）中，則可使用室溫下不為液體的聚（丙二 醇）。聚（丙二醇）的重均分子量常常在500至10，000克/摩爾的范圍內(nèi)、在1000至10，000克/ 摩爾的范圍內(nèi)、在1000至8000克/摩爾的范圍內(nèi)、在1000至5000克/摩爾的范圍內(nèi)、在1000至 4〇〇〇克/摩爾的范圍內(nèi)。
[0042] 在第一方面的許多實(shí)施方案中，用于形成多孔聚合物顆粒的反應(yīng)混合物包括(a) 第一相和(b)分散于第一相中的第二相，其中第一相的體積大于第二相的體積。第一相包含 (i)式(II)的化合物
[0043] H0[-CH2-CH(0H)-CH2-0]n_H
[0044] (Π )
[0045] 其中變量η為等于至少1的整數(shù)，和（ii)非離子表面活性劑。第二相包含(i)單體組 合物，該單體組合物包含如上所述的式(I)的單體，和（ii)重均分子量為至少500克/摩爾的 聚(丙二醇）。反應(yīng)混合物的第二相分散于反應(yīng)混合物的第一相中并且第一相的體積大于第 二相的體積。即，第一相可被認(rèn)為是連續(xù)相，并且第二相可被認(rèn)為是在連續(xù)相內(nèi)的分散相。 第一相提供用于將液滴形式的第二相懸浮于反應(yīng)混合物內(nèi)的不可聚合介質(zhì)。第二相液滴包 括i)可經(jīng)歷聚合的單體組合物和ii)成孔劑，其為重均分子量為至少500克/摩爾的聚(丙二 醇）。第二相中式(I)的單體通常與第一相不可混溶。
[0046] 反應(yīng)混合物的第一相包含（i)式（II)的化合物和（ii)非離子表面活性劑。通常配 制第一相以為第二相作為液滴在第一相內(nèi)的分散提供合適的粘度和體積。如果第一相的粘 度太高，則其可能難以提供分散第二相所需的剪切力。然而，如果粘度過低，則其可能難以 使第二相懸浮和/或形成相對(duì)均勻并且彼此分得很開的聚合物顆粒。
[0047]合適的式（II)的化合物通常具有在1至20的范圍內(nèi)、在1至16的范圍內(nèi)、在1至12的 范圍內(nèi)、在1至10的范圍內(nèi)、在1至6的范圍內(nèi)或在1至4的范圍內(nèi)的η值。在許多實(shí)施方案中， 式(II)的化合物是甘油，其中變量η等于1。式(II)的其他示例性化合物是雙甘油(η等于2)、 聚甘油-3(η等于3)、聚甘油-4(η等于4)或聚甘油-6(η等于6)?？杀环Q為甘油聚合物的聚甘 油，通常為具有不同分子量的材料(即，具有不同η值的材料)的混合物。聚甘油、雙甘油和甘 油可例如從比利時(shí)布魯塞爾的蘇威化工(Solvay Chemical (Brussels，Belgium))和美國(guó)新 澤西州普林斯頓的威爾希爾技術(shù)公司(Wil shire Technologies (Princeton，NJ, USA))商購(gòu) 獲得。
[0048]除了式（II)的化合物之外，第一相還包含非離子表面活性劑。非離子表面活性劑 增加最終聚合物顆粒的表面上的孔隙率。第一相通常不含或基本上不含可妨礙第二相內(nèi)單 體的聚合反應(yīng)的離子表面活性劑。如本文參考離子表面活性劑所用，術(shù)語(yǔ)"基本上不含"是 指沒有向第一相中有意添加離子表面活性劑，但離子表面活性劑可以微量雜質(zhì)形式存在于 第一相中的其他組分的一者中?；诘谝幌嗟目傊亓坑?jì)，任何雜質(zhì)通常以不大于0.5重 量％、不大于0.1重量％、或不大于0.05重量％、或不大于0.01重量％的量存在。
[0049] 可在第一相中使用任何合適的非離子表面活性劑。非離子表面活性劑通常在分子 的一部分中具有羥基基團(tuán)或醚鍵(例如，-ch2-o-ch 2-)，該羥基基團(tuán)或醚鍵可與反應(yīng)混合物 中的其他組分氫鍵合。合適的非離子表面活性劑包括但不限于烷基葡糖苷、烷基葡糖酰胺、 烷基多聚糖苷、聚乙二醇烷基醚、聚乙二醇和聚丙二醇的嵌段共聚物以及聚山梨酸酯。合適 的烷基葡糖苷的示例包括但不限于辛基葡糖苷(也被稱為辛基-β-D-吡喃葡萄糖苷)和癸基 葡糖苷(也被稱為癸基-β-D-吡喃葡萄糖苷）。合適的烷基葡糖胺的示例包括但不限于辛酰 基-N-甲基葡糖胺、壬?；?N-甲基葡糖胺和葵酰基-N-甲基葡糖胺。這些表面活性劑可例如 從美國(guó)密蘇里州圣路易斯的西格瑪奧德里奇公司（Sigma Aldrich(St. Louis，M0，USA))或 美國(guó)新澤西州新布朗斯維克的斯百全化學(xué)公司（Spectrum Chemicals(New Brunswick，NJ, USA))獲得。合適的烷基聚葡糖苷的示例包括但不限于可以商品名APG(例如，APG 325)從德 國(guó)蒙海姆的科寧公司（Cognis Corporation(Monheim,Germany))商購(gòu)獲得的那些以及可以 商品名TRITON(例如，TRITON BG-10和TRITON CG-110)從美國(guó)密歇根州米德蘭的陶氏化學(xué) 公司（Dow Chemical(Midland，MI，USA))商購(gòu)獲得的那些。聚乙二醇烷基醚的示例包括但不 限于可以商品名BRIJ(例如，BRIJ 58和BRIJ 98)從美國(guó)密蘇里州圣路易斯的西格瑪奧德里 奇公司（Sigma Aldrich( St .Louis，M0, USA))商購(gòu)獲得的那些。聚乙二醇和聚丙二醇的嵌段 共聚物的示例包括但不限于可以商品名PLUR0NIC從美國(guó)新澤西州弗洛勒姆公園的巴斯夫 (BASF(Florham Park,NJ,USA))商購(gòu)獲得的那些。聚山梨酸酯的示例包括但不限于可以商 品名TWEEN從美國(guó)特拉華州威爾明頓的美國(guó)ICI公司（ICI American, Inc .(Wilmington ,DE, USA))商購(gòu)獲得的那些。
[0050] 表面活性劑可以任何合適的量存在于第一相中。通常，基于第一相的總重量計(jì)，表 面活性劑以等于至少0.5重量％、至少1重量％或至少2重量％的量存在?；诘谝幌嗟目傊?量計(jì)，表面活性劑可以至多15重量％、至多12重量％或至多10重量％的量存在。例如，基于 第一相的總重量計(jì)，表面活性劑通常以0.5至15重量％的范圍內(nèi)、在1至12重量％的范圍內(nèi)、 在0.5至10重量％的范圍內(nèi)或在1至10重量％的范圍內(nèi)的量存在于第一相中。
[0051] 任選地，可與式（II)的化合物混溶的水或有機(jī)溶劑可存在于第一反應(yīng)混合物中。 合適的有機(jī)溶劑包括例如醇，諸如甲醇、乙醇、正丙醇或異丙醇。選擇任意任選的水或有機(jī) 溶劑的量，使得可獲得所需的第一相粘度?；诘谝幌嗟目傊亓坑?jì)，任選的水或有機(jī)溶劑的 量通常不大于10重量％、不大于5重量％或不大于1重量％。如果包括較高量的水，孔隙率可 能降低。在一些實(shí)施例中，第一相不含或基本上不含任選的水或有機(jī)溶劑。如本文參考任選 的水或有機(jī)溶劑所用，術(shù)語(yǔ)"基本上不含"是指沒有向第一相中有意加入水或有機(jī)溶劑，但 水或有機(jī)溶劑可以雜質(zhì)形式存在于第一相中的其他組分之一中。例如，基于第一相的總重 量計(jì)，任選的水或有機(jī)溶劑的量小于1重量％、小于0.5重量％或小于0.1重量％。
[0052] 反應(yīng)混合物包含分散于第一相中的第二相。第二相包含i)單體組合物和ii)重均 分子量為至少500克/摩爾的聚(丙二醇)兩者。使單體組合物在第二相中聚合以形成聚合物 顆粒。聚丙二醇用作成孔劑，當(dāng)由單體組合物形成聚合產(chǎn)物時(shí)，該成孔劑被部分夾帶在聚合 產(chǎn)物內(nèi)。
[0053] 第一相的體積大于第二相的體積。與第二相的體積相比，第一相的體積足夠大，以 使得第二相可以液滴形式分散于第一相內(nèi)。在每個(gè)液滴內(nèi)，單體組合物聚合以形成聚合產(chǎn) 物。為了從第二相形成顆粒，第一相與第二相的體積比通常為至少2:1。隨著體積比增加(例 如，當(dāng)體積比為至少3:1、至少4:1或至少5:1時(shí)），可形成具有相對(duì)均勻尺寸和形狀的小珠。 然而，如果體積比太大，反應(yīng)效率下降（即，產(chǎn)生的聚合物顆粒的量較小）。體積比通常不大 于25:1、不大于20:1、不大于15:1或不大于10:1。
[0054]在一些實(shí)施方案中，如上所述的式（I)的第一單體是第二相的單體組合物中僅有 的單體。在其他實(shí)施方案中，式（I)的第一單體可與至少一個(gè)第二單體組合使用。第二單體 具有單個(gè)自由基聚合型基團(tuán)，諸如烯鍵式不飽和基團(tuán)，該基團(tuán)通常為式 (甲基)丙烯酰基團(tuán)，其中R 1為氫或甲基。合適的第二單體不可與第一相混溶，但可與式（I) 的第一單體混溶或不混溶。通常添加第二單體以改變多孔聚合物材料的疏水性和親水性。 然而，這些單體的添加可減弱聚合物顆粒的孔隙率和/或增加聚合物顆粒的尺寸。
[0055] 一些示例性第二單體可具有式（III)。
[0056] CH2 = 0^-(0))-04-1^
[0057] (III)
[0058]在該式中，基團(tuán)R1為氫或甲基。在許多實(shí)施方案中，R1為氫。基團(tuán)Y為單鍵、亞烷基、 亞烷基氧或聚（亞烷基氧）?；鶊F(tuán)R2為碳環(huán)基團(tuán)或雜環(huán)基團(tuán)。這些第二單體往往與第二相中 式（I)的第一單體可混溶，但與第一相不可混溶。
[0059]如本文所用，術(shù)語(yǔ)"亞烷基"是指為烷烴基團(tuán)的二價(jià)基團(tuán)，并包括直鏈基團(tuán)、支鏈基 團(tuán)、環(huán)狀基團(tuán)、雙環(huán)基團(tuán)或它們的組合。如本文所用，術(shù)語(yǔ)"亞烷基氧"是指二價(jià)基團(tuán)，該二價(jià) 基團(tuán)為直接鍵合到亞烷基基團(tuán)的氧代基團(tuán)。如本文所用，術(shù)語(yǔ)"聚(亞烷基氧)"是指具有多 個(gè)亞烷基氧基團(tuán)的二價(jià)基團(tuán)。合適的Y亞烷基和亞烷基氧基團(tuán)通常具有1至20個(gè)碳原子、1至 16個(gè)碳原子、1至12個(gè)碳原子、1至10個(gè)碳原子、1至8個(gè)碳原子、1至6個(gè)碳原子或1至3個(gè)碳原 子。亞烷基氧通常為亞乙基氧或亞丙基氧。合適的聚（亞烷基氧)基團(tuán)通常具有2至20個(gè)碳原 子、2至16個(gè)碳原子、2至12個(gè)碳原子、2至10個(gè)碳原子、2至8個(gè)碳原子、2至6個(gè)碳原子或2至4 個(gè)碳原子。聚(亞烷基氧)通常為聚(亞乙基氧），其可稱為聚(環(huán)氧乙烷)或聚（乙二醇）。
[0060] 碳環(huán)R2基團(tuán)可具有單環(huán)或可具有多環(huán)諸如稠環(huán)或雙環(huán)。每個(gè)環(huán)可以為飽和的、部 分不飽和的或不飽和的。每個(gè)環(huán)碳原子可以為未取代的或被烷基基團(tuán)取代的。碳環(huán)基團(tuán)通 常具有5至12個(gè)碳原子、5至10個(gè)碳原子或6至10個(gè)碳原子。碳環(huán)基團(tuán)的示例包括但不限于苯 基、環(huán)己基、環(huán)戊基、異冰片基等等。這些碳環(huán)基團(tuán)中的任一個(gè)可以被烷基基團(tuán)取代，該烷基 基團(tuán)具有1至20個(gè)碳原子、1至10個(gè)碳原子、1至6個(gè)碳原子、或1至4個(gè)碳原子。
[0061] 雜環(huán)R2基團(tuán)可具有單環(huán)或多環(huán)諸如稠環(huán)或雙環(huán)。每個(gè)環(huán)可以為飽和的、部分不飽 和的或不飽和的。雜環(huán)基團(tuán)包含至少一個(gè)雜原子，該雜原子選自氧、氮或硫。該雜環(huán)基團(tuán)常 常具有3至10個(gè)碳原子和1至3個(gè)雜原子、3至6個(gè)碳原子和1至2個(gè)雜原子、或3至5個(gè)碳原子和 1至2個(gè)雜原子。雜環(huán)的示例包括但不限于四氫糠。
[0062] 用作第二單體的示例性式(III)的單體包括但不限于：（甲基)丙烯酸芐酯、（甲基） 丙烯酸2-苯氧基乙酯（可以商品名SR339和SR340從沙多瑪公司（Sartomer)商購(gòu)獲得）、（甲 基）丙烯酸異冰片酯、（甲基）丙烯酸四氫糠酯（可以商品名SR285和SR203從從沙多瑪公司 (Sartomer)商購(gòu)獲得）、（甲基)丙烯酸3,3,5_三甲基環(huán)己基酯(可以商品名CD421和CD421從 沙多瑪公司（Sartomer)商購(gòu)獲得）、以及乙氧基化丙烯酸壬基苯酚酯（可以商品名SR504、 CD613和CD612從沙多瑪公司（Sartomer)商購(gòu)獲得）。
[0063] 其他示例性第二單體為式(IV)的（甲基)丙烯酸烷基酯。
[0064] ^2 = 0^-(00)-0-^
[0065] (IV)
[0066] 在式（IV)中，基團(tuán)R1為氫或甲基。在許多實(shí)施方案中，R1為氫?；鶊F(tuán)R3為具有1至20 個(gè)碳原子、1至10個(gè)碳原子、1至6個(gè)碳原子或1至4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基。這些第二單 體往往可與第二相中式(I)的第一單體混溶，但與第一相不可混溶。
[0067] 式（IV)的（甲基)丙烯酸烷基酯的示例包括但不限于（甲基)丙烯酸甲酯、（甲基)丙 烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸正丙酯、（甲基）丙烯酸異丙酯、（甲基）丙烯酸正丁酯、（甲基）丙烯 酸異丁酯、（甲基)丙烯酸正戊酯、（甲基）丙烯酸2-甲基丁酯、（甲基)丙烯酸正己酯、（甲基） 丙烯酸4-甲基-2-戊基酯、（甲基)丙烯酸2-乙基己酯、（甲基）丙烯酸2-甲基己酯、（甲基）丙 烯酸正辛酯、（甲基）丙烯酸異辛酯、（甲基）丙烯酸2-辛酯、（甲基）丙烯酸異壬酯、（甲基）丙 烯酸異戊酯、（甲基）丙烯酸正癸酯、（甲基）丙烯酸異癸酯、（甲基）丙烯酸2-丙基庚酯、（甲 基）丙烯酸異十三烷基酯、（甲基）丙烯酸異硬脂基酯、（甲基)丙烯酸十八烷基酯、（甲基）丙 烯酸2-辛基癸酯、（甲基)丙烯酸十二烷基酯、（甲基)丙烯酸月桂酯和（甲基)丙烯酸十七烷 基酯。
[0068] 在一些實(shí)施方案中，單體組合物中僅有的單體是式（I)的第一單體和式（III)、式 (IV)或兩者的第二單體?？墒褂萌魏魏线m量的第一單體和第二單體，前提條件是單體組合 物包含至少10重量％的式（I)的第一單體。式（III)、式（IV)或兩者的第二單體的添加往往 增加多孔聚合物顆粒的疏水性?；趩误w組合物中單體的總重量計(jì)，單體組合物通常包含 10至90重量％的第一單體和10至90重量％的第二單體。例如，基于單體組合物中單體的總 重量計(jì)，第二相可包含20至80重量％的第一單體和20至80重量％的第二單體、25至75重 量％的第一單體和25至75重量％的第二單體、30至70重量％的第一單體和30至70重量％的 第二單體、或者40至60重量％的第一單體和40至60重量％的第二單體。
[0069] 根據(jù)所制備的聚合物顆粒的最終用途，可能期望的是在單體組合物中包含至少一 種親水性第二單體。親水性第二單體的添加趨于使得聚合物顆粒更適用于其中顆粒將暴露 于水基材料諸如水基樣品的應(yīng)用。另外，使用親水性第二單體允許多孔聚合物顆粒在使用 例如濕法成網(wǎng)工藝制備多孔制品期間更容易地分散于水中。選擇親水性第二單體使得它們 與第一相不可混溶。這些單體可與或可不與式（I)的第一單體混溶。
[0070] -些示例性親水性第二單體為式(V)的含羥基單體。
[0071] CH2 = 0^-(0))-0-0
[0072] (V)
[0073] 在式(V)中，基團(tuán)R1為氫或甲基。在許多實(shí)施方案中，R1為氫?；鶊F(tuán)R4是被一個(gè)或多 個(gè)羥基基團(tuán)取代的烷基或式-(CH 2CH20)qCH2CH2OH的基團(tuán)，其中q為等于至少1的整數(shù)。烷基基 團(tuán)通常具有1至10個(gè)碳原子、1至6個(gè)碳原子、1至4個(gè)碳原子或1至3個(gè)碳原子。羥基基團(tuán)的數(shù) 量通常在1至3的范圍內(nèi)。變量q通常在1至20的范圍內(nèi)、1至15的范圍內(nèi)、1至10的范圍內(nèi)或1 至5的范圍內(nèi)。在許多實(shí)施方案中，式(IV)的第二單體具有單個(gè)羥基基團(tuán)。
[0074]式(V)的示例性單體包括但不限于（甲基）丙烯酸2-羥乙酯、（甲基）丙烯酸2-羥丙 酯、（甲基）丙烯酸3-羥丙酯、和（甲基)丙烯酸4-羥丁酯、（甲基）丙烯酸2-羥丁酯、聚乙二醇 單（甲基)丙烯酸酯（例如，可以商品名⑶570、⑶571和⑶572從美國(guó)賓西法尼亞州?？怂诡D 的沙多瑪公司（5&1"1:〇11161^11:〇113，1^))商購(gòu)獲得的單體)以及二醇單（甲基)丙稀酸酯。
[0075] 其他示例性親水性第二單體為式(VI)的含羥基單體。
[0076] CH2 = CR1- (CO) -〇-R5-〇-Ar
[0077] (VI)
[0078] 在式(VI)中，基團(tuán)R1為氫或甲基。在許多實(shí)施方案中，R1為氫。基團(tuán)R5是被至少一個(gè) 羥基基團(tuán)取代的亞烷基。合適的亞烷基基團(tuán)通常具有1至10個(gè)碳原子、1至6個(gè)碳原子或1至4 個(gè)碳原子。亞烷基基團(tuán)R 5可被1至3個(gè)羥基基團(tuán)取代，但通常被單個(gè)羥基基團(tuán)取代。基團(tuán)Ar為 具有6至10個(gè)碳原子的芳基基團(tuán)。在許多實(shí)施方案中，Ar基團(tuán)為苯基。式(VI)的一個(gè)示例性 單體為（甲基)丙烯酸2-羥基-2-苯氧基丙酯。
[0079] 如果第二單體具有式(V)或式(VI)，其為含羥基單體，則基于單體組合物中單體的 總重量計(jì)，可與式(I)的第一單體結(jié)合的該單體的量通常不大于2重量％。如果使用大于約2 重量％的式(V)或式(VI)的第二單體，則所得聚合物顆粒往往具有減小的孔隙率。
[0080] 其他親水性單體可以比式(V)或式(VI)的第二單體大的量用作第二單體，而不減 小所得聚合物顆粒的孔隙率。例如，式(VII)的含磺酸單體可連同式(II)的第一單體或其鹽 一起包括在單體組合物中。
[0081 ] CH2 = CR1- (CO) -0-R6-S03H
[0082] (VII)
[0083] 在式(VII)中，基團(tuán)R1為氫或甲基。在許多實(shí)施方案中，R1為氫?；鶊F(tuán)R6為具有1至10 個(gè)碳原子、1至6個(gè)碳原子或1至4個(gè)碳原子的亞烷基。式(VII)的含磺酸單體的示例包括但不 限于（甲基)丙烯酸磺乙酯和（甲基)丙烯酸磺丙酯。根據(jù)pH條件，這些第二單體可將離子(例 如，陰離子)特征賦予多孔聚合物顆粒。抗衡離子通常為諸如堿金屬離子、堿土金屬離子、銨 離子或烷基取代的銨離子諸如四烷基銨離子的陽(yáng)離子。
[0084] 如果第二單體為式(VII)的含磺酸單體，則基于單體組合物中單體的總重量計(jì)，單 體組合物可包含至多20重量％的該單體。在一些實(shí)施方案中，單體組合物中僅有的單體為 式(II)的第一單體和式(VII)的第二單體?；趩误w組合物中單體的總重量計(jì)，單體組合物 通常包含80至99重量％的式（I)的第一單體和1至20重量％的式(VII)的第二單體。例如，基 于單體組合物中單體的總重量計(jì)，單體組合物可包含85至99重量％的第一單體和1至15重 量％的第二單體、90至99重量％的第一單體和1至10重量％的第二單體以及95至99重量％ 的第一單體和1至5重量％的第二單體。
[0085] 在其他實(shí)施方案中，單體組合物包含式(I)的第一單體和兩個(gè)第二單體。所述兩個(gè) 第二單體為含磺酸單體，諸如式(VII)的那些單體，以及含羥基單體，諸如式(V)或式(VI)的 那些單體。當(dāng)含羥基單體與含磺酸單體結(jié)合時(shí)，可向單體組合物中添加更大量的含羥基單 體，而不顯著降低所得聚合物顆粒的孔隙率。即，基于單體組合物中的單體重量計(jì)，含羥基 單體的量可大于2重量％。單體組合物通常包含80至99重量％的式（II)的第一單體和1至20 重量％的第二單體，其中第二單體為含磺酸單體和含羥基單體的混合物。至多50重量％、至 多40重量％、至多20重量％或至多10重量％的第二單體可為含羥基單體。
[0086] 可將離子(例如，陰離子)特征賦予多孔聚合物顆粒的其他第二單體具有羧酸基團(tuán) (-C00H)。此類單體的示例包括但不限于（甲基）丙烯酸、馬來酸和β-丙烯酸羧乙酯。如果添 加具有羧酸基團(tuán)的單體，則基于單體組合物中單體的總重量計(jì)，該單體通常以不大于20重 量％、不大于15重量％、不大于10重量％、或不大于5重量％的量存在。例如，單體組合物通 常包含80至99重量％的式（I)的第一單體和1至20重量％的具有羧酸基團(tuán)的第二單體。例 如，基于單體組合物中單體的總重量計(jì)，單體組合物可包含85至99重量％的第一單體和1至 15重量％的第二單體、90至99重量％的第一單體和1至10重量％的第二單體以及95至99重 量％的第一單體和1至5重量％的第二單體。
[0087] 其他親水性單體為具有季銨基團(tuán)的式(VIII)的那些單體。
[0088] CH2 = CR1- (CO) -〇-R7-N( R8) 3+X_
[0089] (VIII)
[0090] 基團(tuán)R7為具有1至10個(gè)碳原子、1至6個(gè)碳原子或1至4個(gè)碳原子的亞烷基?；鶊F(tuán)R 8為 具有1至4個(gè)碳原子或1至3個(gè)碳原子的烷基。陰離子)Γ可為任何陰離子但通常為鹵離子諸如 氯離子。作為另外一種選擇，陰離子可為硫酸根離子并且與兩個(gè)含銨的陽(yáng)離子單體相關(guān)聯(lián)。 示例包括但不限于（甲基）丙烯酰胺基烷基三甲基銨鹽(例如，3-甲基丙烯酰胺基丙基三甲 基氯化銨和3-丙烯酰胺基丙基三甲基氯化銨)和（甲基)丙烯酰氧基烷基三甲基銨鹽(例如， 2_丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨、2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨、3-甲基丙烯酰氧 基-2-羥丙基三甲基氯化銨、3-丙烯酰氧基-2-羥丙基三甲基氯化銨和2-丙烯酰氧基乙基三 甲基硫酸甲酯銨鹽）。根據(jù)pH條件，這些第三單體可將離子(例如，陽(yáng)離子)特征賦予多孔聚 合物顆粒。
[0091] 如果添加式(VIII)的第二單體，則基于單體組合物中單體的總重量計(jì)，該單體通 常以不大于20重量％、不大于15重量％、不大于10重量％、或不大于5重量％的量存在。例 如，單體組合物通常包含80至99重量％的式（I)的第一單體和1至20重量％的式(VIII)的第 二單體。例如，基于單體組合物中單體的總重量計(jì)，單體組合物可包含85至99重量％的第一 單體和1至15重量％的第二單體、90至99重量％的第一單體和1至10重量％的第二單體以及 95至99重量％的第一單體和1至5重量％的第二單體。
[0092]通常，如果添加離子單體，諸如具有羧酸基團(tuán)或其鹽、磺酸基團(tuán)或其鹽(諸如具有 式(VII))或者氨基團(tuán)（諸如具有式(VIII))的一者，則基于單體組合物中單體的總重量計(jì)， 離子單體通常以低量存在，諸如在1至10重量％的范圍內(nèi)、在1至5重量％的范圍內(nèi)或在1至3 重量％的范圍內(nèi)。特別是當(dāng)需要制備平均直徑小于約10微米、小于約5微米、小于約4微米、 或小于約3微米的多孔聚合物顆粒時(shí)，單體組合物中離子單體的較低濃度可能是優(yōu)選的。為 捕集疏水性材料或非離子材料，可能優(yōu)選的是具有不含或基本上不含離子單體的單體組合 物。如本文參考離子單體的量所用，"基本上不含"意指基于單體組合物中單體的總重量計(jì)， 未有意添加任何此類單體或者未以不大于1重量％、不大于0.5重量％、不大于0.2重量％、 或不大于0.1重量％的量添加任何此類單體。
[0093]在一些實(shí)施方案中，優(yōu)選的是單體組合物僅包含式(I)的單體或者式（I)的第一單 體和添加以增加多孔聚合物顆粒的疏水性的式(III)的第二單體的混合物。例如，基于單體 組合物中單體的總重量計(jì)，一些單體組合物通常包含10至90重量％的第一單體和10至90重 量％的第二單體。例如，單體組合物可包含20至80重量％的第一單體和20至80重量％的第 二單體、25至75重量％的第一單體和25至75重量％的第二單體、30至70重量％的第一單體 和30至70重量％的第二單體、或40至60重量％的第一單體和40至60重量％的第二單體。
[0094] 單體組合物可任選地包含具有至少兩個(gè)聚合型基團(tuán)的第三單體。聚合型基團(tuán)通常 為（甲基)丙烯?；鶊F(tuán)。在許多實(shí)施方案中，第三單體具有兩個(gè)或三個(gè)（甲基)丙烯?；鶊F(tuán)。第 三單體通常與第一相不混溶，并且可與或可不與式（I)的第一單體混溶。
[0095] 一些第三單體具有羥基基團(tuán)。此類單體可用作交聯(lián)劑，例如式（I)的第一單體，但 可提供具有增大的親水性特征的聚合物顆粒。示例性含羥基第三單體為甘油二（甲基)丙烯 酉支醋。
[0096]選擇一些具有至少三個(gè)聚合型基團(tuán)的第三單體。可添加此類第三單體以向所得聚 合物顆粒提供更多剛度。添加這些第三單體往往會(huì)在聚合物顆粒暴露于水時(shí)最大程度地減 小所述聚合物顆粒的溶脹。合適的第三單體包括但不限于乙氧基化的三羥甲基丙烷三（甲 基)丙烯酸酯，諸如乙氧基化的（15)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(可以商品名SR9035從沙多瑪 公司（Sartomer)商購(gòu)獲得)和乙氧基化的（20)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(可以商品名SR415 從沙多瑪公司（Sartomer)商購(gòu)獲得）；丙氧基化的三羥甲基丙烷三（甲基)丙烯酸酯，諸如丙 氧基化的（3)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(可以商品名SR492從沙多瑪公司（Sartomer)商購(gòu)獲 得）和丙氧基化的（6)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯（可以商品名CD501從沙多瑪公司 (Sartomer)商購(gòu)獲得）；三(2-羥乙基)異氰脲酸酯三（甲基)丙烯酸酯，諸如三(2-羥乙基)異 氰脲酸酯三丙烯酸酯（可以商品名SR368和SR368D從沙多瑪公司（Sartomer)商購(gòu)獲得）；和 丙氧基化的甘油三（甲基）丙烯酸酯，諸如丙氧基化的（3)甘油三丙烯酸酯（可以商品名 SR9020和SR9020HP從沙多瑪公司（Sartomer)商購(gòu)獲得）。
[0097]當(dāng)單體組合物中存在第三單體時(shí)，可使用任何合適的量?；趩误w組合物中單體 的總重量計(jì)，第三單體的用量通常為至多20重量％。在一些實(shí)施例中，第三單體的量為至多 15重量％、至多10重量％或至多5重量％。
[0098] 在一些實(shí)施方案中，單體組合物包含至少10重量％、至少20重量％、至少30重 量％、至少35量％、至少40重量％、至少45量％、至少50重量％、至少55重量％、至少60重 量％、至少65重量％、至少70重量％、至少75重量％、至少80重量％、至少90重量％、或至少 95重量％的式（I)的第一單體。剩余量的單體組合物可包含上述第二單體和第三單體的任 何組合。在一些實(shí)施方案中，任何剩余量均為式(III)的單體。
[0099] 基于單體組合物中單體的總重量計(jì)，單體組合物通常包含10至100重量％的第一 單體、0至90重量％的第二單體以及0至20重量％的第三單體。例如，單體組合物可包含10至 90重量％的第一單體、10至90重量％的第二單體以及0至20重量％的第三單體?；趩误w組 合物的總重量計(jì)，單體組合物可包含10至89重量％的第一單體、10至89重量％的第二單體 以及1至20重量％的第三單體。
[0100] 除了單體組合物之外，第二相還包含聚(丙二醇），其用作成孔劑。該聚(丙二醇)可 溶于第二相內(nèi)的單體組合物中，但在第一相內(nèi)是可分散的。換句話說，聚(丙二醇)可與第二 相完全混溶并且可與第一相部分混溶。聚（丙二醇)在單體組合物聚合后除去以在聚合物顆 粒中提供孔(例如，空隙體積或自由體積）。聚（丙二醇)不具有任何聚合型基團(tuán)（即，其不為 單體），并且一般來講，不共價(jià)連接到在第二相內(nèi)形成的聚合物顆粒。據(jù)信，聚(丙二醇）中的 一些被夾帶在聚合產(chǎn)物內(nèi)。另外據(jù)信，當(dāng)在第二相中形成聚合產(chǎn)物時(shí)，聚(丙二醇）中的一些 被定位在第一相與第二相之間的界面上。成形聚合產(chǎn)物的表面處存在聚(丙二醇)導(dǎo)致形成 具有表面孔隙率的聚合物顆粒。可從聚合物顆粒的電子顯微圖諸如在圖1中看到表面孔隙 率。
[0101] 第二相可包含至多50重量％的聚（丙二醇）。如果使用更大量的聚（丙二醇），則包 含在第二相中的單體組合物的量可能不足以形成均勻成形的聚合物顆粒。在許多實(shí)施方案 中，基于第二相的總重量計(jì)，第二相可包含至多45重量％、至多40重量％、至多35重量％、至 多30重量％或至多25重量％的聚（丙二醇）。第二相通常包含至少5重量％的聚(丙二醇）。如 果使用更低量的聚(丙二醇），則所得的聚合物顆粒的孔隙率可能不足。第二相通常可包含 至少10重量％、至少15重量％或至少20重量％的聚(丙二醇）。在一些實(shí)施方案中，基于第二 相的總重量計(jì)，第二相包含5至50重量％、10至50重量％、10至40重量％、10至30重量％、20 至50重量％、20至40重量％或25至35重量％的聚（丙二醇）。
[0102] 在一些實(shí)施方案中，基于第二相的總重量計(jì)，第二相包含50至90重量％的單體組 合物和10至50重量％的聚（丙二醇）、60至90重量％的單體組合物和10至40重量％的聚（丙 二醇）、50至80重量％的單體組合物和20至50重量％的聚（丙二醇）或者60至80重量％的單 體組合物和20至40重量％的聚(丙二醇）。
[0103] 除了單體組合物和聚（丙二醇)之外，第二相通常還包含用于使單體組合物自由基 聚合的引發(fā)劑。可使用本領(lǐng)域已知的任何合適的引發(fā)劑。所述引發(fā)劑可以是熱引發(fā)劑、光引 發(fā)劑或兩者。通常基于引發(fā)劑在第二相中的溶解度來選擇所用的具體引發(fā)劑。基于單體組 合物中單體的重量計(jì)，引發(fā)劑的使用濃度通常為〇. 1至5重量％、〇. 1至3重量％、0.1至2重 量％或0.1至1重量％。
[0104] 當(dāng)將熱引發(fā)劑添加到反應(yīng)混合物中時(shí)，可以在室溫（即，20至25攝氏度)或升高的 溫度下形成聚合物顆粒。聚合反應(yīng)所需的溫度通常取決于所用的具體熱引發(fā)劑。熱引發(fā)劑 的示例包括有機(jī)過氧化物和偶氮化合物。
[0105] 當(dāng)向反應(yīng)混合物中添加光引發(fā)劑時(shí)，聚合物顆?？赏ㄟ^施加光化輻射來形成。合 適的光化學(xué)輻射包括紅外光區(qū)域、可見光區(qū)域、紫外光區(qū)域內(nèi)的電磁輻射或它們的組合。 [0106]適用于紫外光區(qū)域內(nèi)的光引發(fā)劑的示例包括但不限于安息香、安息香烷基醚(例 如，安息香甲基醚，和取代的安息香烷基醚諸如二甲氧基安息香甲基醚）、苯酮(例如，取代 的苯乙酮諸如2,2_二甲氧基-2-苯基苯乙酮，和取代的α-酮醇諸如2-甲基-2-羥基苯丙酮）、 氧化膦、聚合物光引發(fā)劑等等。
[0107] 可商購(gòu)獲得的光引發(fā)劑包括但不限于2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(例如，可 以商品名DAR0CUR 1173從汽巴特殊化學(xué)品公司（Ciba Specialty Chemicals)商購(gòu)獲得）、 2,4,6_三甲基苯甲酰-二苯基-氧化膦與2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮的混合物(例如， 可以商品名DAR0CUR 4265從汽巴特殊化學(xué)品公司（Ciba Specialty Chemicals)商購(gòu)獲 得）、2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙-1-酮(例如，可以商品名IRGA⑶RE 651從汽巴特殊化學(xué) 品公司（Ciba Specialty Chemicals)商購(gòu)獲得）、二(2,6-二甲氧基苯甲酰)-2,4,4-三甲基 戊基氧化膦與1 -羥基環(huán)己基苯基酮的混合物(例如，可以商品名IRGACURE 1800從汽巴特殊 化學(xué)品公司（Ciba Specialty Chemicals)商購(gòu)獲得）、二(2,6_二甲氧基苯甲酰)-2,4,4-三 甲基戊基氧化膦（例如，可以商品名IRGACURE 1 700從汽巴特殊化學(xué)品公司（Ciba Specialty Chemicals)商購(gòu)獲得）、2-甲基-l[4-(甲疏基）苯基]-2-嗎啉丙-1-酮(例如，可 以商品名IRGACURE 907從汽巴特殊化學(xué)品公司（Ciba Specialty Chemicals)商購(gòu)獲得）、 1 -羥基環(huán)己基苯基酮（例如，可以商品名IRGA⑶RE 184從汽巴特殊化學(xué)品公司（Ciba Specialty Chemicals)商購(gòu)獲得）、2-芐基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-嗎啉基)苯基]-1-丁 酮(例如，可以商品名IRGAQJRE 369從汽巴特殊化學(xué)品公司（Ciba Specialty Chemicals) 商購(gòu)獲得）、雙(2，4，6-三甲基苯甲酰)-苯基氧化膦(例如，可以商品名IRGACURE 819從汽巴 特殊化學(xué)品公司（Ciba Specialty Chemicals)商購(gòu)獲得）、2,4,6_三甲基苯甲酰二苯基亞 膦酸乙酯（例如，可以商品名LUC IRIN TPO-L從北卡羅萊那州夏洛特巴斯夫公司（BASF， Charlotte，NC)商購(gòu)獲得）以及2，4,6_三甲基苯甲酰二苯基氧化膦（例如，可以商品名 LUCIRIN TP0從北卡羅萊那州夏洛特巴斯夫公司(843?，0^4〇?6，％)商購(gòu)獲得）。
[0108] 反應(yīng)混合物通常包含至少5重量％的第二相（分散相）和至多95重量％的第一相 (連續(xù)相）。在一些實(shí)施方案中，反應(yīng)混合物包含5至40重量％的第二相和60至95重量％的第 一相、5至30重量％的第二相和70至95重量％的第一相、10至30重量％的第二相和70至90重 量％的第一相、或者5至20重量％的第二相和80至95重量％的第一相。所述重量百分比是基 于反應(yīng)混合物的總重量計(jì)的。
[0109] 為制備聚合物顆?；蛐≈?，在第一相中形成第二相的液滴。在添加到第一相中之 前，通常將第二相的組分混合在一起。例如，可將單體組合物、引發(fā)劑以及聚（丙二醇)共混 在一起，然后可將該共混組合物添加到第一相中，所述共混組合物為第二相。所得的反應(yīng)混 合物常常在高剪切下混合以形成微乳液。分散的第二相液滴的尺寸可通過剪切量或混合速 率來控制。液滴的尺寸可通過在聚合前將混合物的樣品置于光學(xué)顯微鏡下來測(cè)定。雖然可 使用任何所需的液滴尺寸，但是平均液滴直徑常常小于200微米、小于100微米、小于50微 米、小于25微米、小于10微米或小于5微米。例如，平均液滴直徑可以在1至200微米、1至100 微米、5至100微米、5至50微米、5至25微米或5至10微米的范圍內(nèi)。
[0110] 如果使用光引發(fā)劑，則反應(yīng)混合物常常在非反應(yīng)性表面上以可被所需光化輻射穿 透的厚度擴(kuò)散。使用不致使液滴聚結(jié)的方法使反應(yīng)混合物擴(kuò)散。例如，可使用擠出法形成反 應(yīng)混合物。常常，光化輻射處于電磁波譜的紫外線區(qū)域中。如果紫外線輻射僅從反應(yīng)混合物 層的頂部表面施加，則層的厚度可以為至多約10毫米。如果使反應(yīng)混合物層暴露于來自頂 部和底部表面兩者的紫外線輻射中，則厚度可以更大，諸如至多約20毫米。使反應(yīng)混合物經(jīng) 受光化輻射足夠的時(shí)間以使單體組合物反應(yīng)并形成聚合物顆粒。取決于光化輻射源的強(qiáng)度 和反應(yīng)混合物層的厚度，反應(yīng)混合物層常常在5分鐘內(nèi)、10分鐘內(nèi)、20分鐘內(nèi)、30分鐘內(nèi)、45 分鐘內(nèi)或1小時(shí)內(nèi)聚合。
[0111]如果使用熱引發(fā)劑，則可在持續(xù)攪拌反應(yīng)混合物的同時(shí)使液滴聚合。作為另外一 種選擇，可使反應(yīng)混合物分散在非反應(yīng)性表面上至任何所需的厚度?？蓮捻敳勘砻?、底部表 面或從頂部表面和底部表面兩者加熱反應(yīng)混合層以形成聚合物顆粒。常常將厚度選擇成相 當(dāng)于與使用光化輻射諸如紫外線輻射一起使用的厚度。
[0112] 在多個(gè)實(shí)施方案中，光引發(fā)劑比熱引發(fā)劑優(yōu)選，因?yàn)榭蓪⒏蜏囟扔糜诰酆?。即?使用光化輻射諸如紫外線輻射可用于使可能對(duì)使用熱引發(fā)劑所需的溫度敏感的反應(yīng)混合 物的各種組分的降解最小化。另外，通常與使用熱引發(fā)劑相關(guān)聯(lián)的溫度可能不可取地改變 反應(yīng)混合物的各種組分在第一相和分散的第二相之間的溶解度。
[0113] 在聚合反應(yīng)期間，單體組合物在懸浮于第一相中的第二相液滴內(nèi)反應(yīng)。隨著聚合 反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，第二相中包含的聚（丙二醇)被部分夾帶在聚合產(chǎn)物內(nèi)。雖然聚（丙二醇）的 一些部分可通過鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)共價(jià)連接到聚合物產(chǎn)物上是可能的，但優(yōu)選地聚(丙二醇)不結(jié) 合到聚合物產(chǎn)物。聚合產(chǎn)物為顆粒的形式。在一些實(shí)施方案中，顆粒是具有相對(duì)均一的尺寸 和形狀的聚合物小珠。
[0114] 在形成聚合產(chǎn)物（即，包含夾帶的聚（丙二醇）的聚合物顆粒)后，聚合產(chǎn)物可從第 一相分離。可以使用任何合適的分離方法。例如，常常添加水以降低第一相的粘度?？赏ㄟ^ 潷析、過濾或離心將聚合產(chǎn)物的顆粒與其他組分分離。聚合產(chǎn)物的顆?？赏ㄟ^使其懸浮于 水中來進(jìn)一步洗滌，并通過再次潷析、過濾或離心將其收集。
[0115] 然后可使聚合產(chǎn)物的顆粒經(jīng)受一個(gè)或多個(gè)洗滌步驟以除去聚(丙二醇)成孔劑。用 于除去聚(丙二醇）的合適溶劑包括例如丙酮、甲乙酮、甲苯和醇類諸如乙醇、正丙醇或異丙 醇。換句話說，可使用溶劑萃取法從聚合產(chǎn)物中除去所夾帶的聚(丙二醇）。在聚(丙二醇)先 前駐留的位置形成孔。
[0116] 在許多實(shí)施方案中，所得的多孔聚合物顆粒(除去聚（丙二醇）成孔劑之后的聚合 產(chǎn)物)具有小于200微米、小于100微米、小于50微米、小于25微米、小于10微米或小于5微米 的平均直徑。例如，多孔聚合物顆?？删哂性?至200微米、1至100微米、1至50微米、1至25微 米、1至10微米或1至5微米范圍內(nèi)的平均直徑。聚合物顆粒通常為小珠的形式。
[0117] 聚合物顆粒通常具有分布在顆粒表面上的多個(gè)孔。在一些實(shí)施方案中，除了具有 分布在顆粒表面上的多個(gè)孔之外，聚合物顆粒為中空的。在除去聚(丙二醇)成孔劑之后，所 得聚合物顆粒往往比使用絕大部分為水的第一相所制備的聚合物顆粒具有更多的孔。
[0118] 多孔顆粒包括分布在纖維多孔基質(zhì)中的多孔聚合物顆粒。纖維多孔基質(zhì)可為織造 或非織造的。在許多實(shí)施方案中，多孔制品包括嵌入在非織造的纖維多孔基質(zhì)內(nèi)的多孔聚 合物顆粒。非織造纖維多孔基質(zhì)通常為未織造或針織在一起的一層互層纖維的形式。非織 造纖維多孔基質(zhì)可通過任何合適的工藝制備，諸如例如氣流成網(wǎng)技術(shù)、紡絲成網(wǎng)技術(shù)諸如 熔吹或紡粘、梳理法、濕法成網(wǎng)法以及它們的組合。在一些應(yīng)用中，可能優(yōu)選的是通過紡絲 成網(wǎng)或濕法成網(wǎng)技術(shù)制備纖維非織造基質(zhì)。
[0119] 適用于制備非織造纖維多孔基質(zhì)的纖維通常為可漿化或可擠出纖維，諸如對(duì)輻射 和/或多種溶劑穩(wěn)定的那些?？捎玫睦w維包括聚合物纖維、無機(jī)纖維以及它們的組合。在許 多實(shí)施方案中，纖維包括聚合物纖維并且通常包括多種不同類型的聚合物纖維。例如，聚合 物纖維中的至少一些可選擇為表現(xiàn)出一定程度的親水性。
[0120]合適的聚合物纖維包括由天然聚合物(來源于動(dòng)物或植物源的那些)和/或合成聚 合物(包括熱塑性聚合物和溶劑可分散聚合物)制備的那些?？捎玫木酆衔锇ㄑ蛎?絲綢； 纖維素聚合物(例如，纖維素、纖維素衍生物諸如人造絲等等）；氟化聚合物(例如，聚(氟乙 烯）、聚(偏二氟乙烯）、偏二氟乙烯的共聚物諸如聚(偏氟乙烯-共-六氟丙烯）、三氟氯乙烯 的共聚物諸如聚（乙烯-共-三氟氯乙烯)等等）；氯化聚合物;聚烯烴(例如，聚乙烯、聚丙烯、 聚（1-丁烯）、乙烯和丙烯的共聚物、α-烯烴共聚物諸如乙烯或丙烯與1-丁烯、1-己烯、1-辛 烯和1-癸烯的共聚物、聚（乙烯-共-1-丁烯）、聚（乙烯-共-1-丁烯-共-1-己烯)等等）；聚(異 戊二烯）；聚(丁二烯）；聚酰胺(例如，尼龍6、尼龍6,6、尼龍6,12、聚(亞氨基己二酰亞氨基六 亞甲基）、聚（亞氨基己二酰亞氨基十亞甲基）、聚己內(nèi)酰胺等等）；聚酰胺（例如，聚（苯均四 酸)等等）；聚醚;聚(醚砜）（例如，聚（二苯基醚砜）、聚（二苯基砜-共-氧化二亞苯基砜)等 等）；聚(砜）；聚（乙烯酯)諸如(聚醋酸乙烯酯）；醋酸乙烯酯共聚物(例如，聚（乙烯-共-醋酸 乙烯酯），其中醋酸酯基團(tuán)中的至少一些已水解以提供各種聚（乙烯醇)包括聚（乙烯-共-乙 烯醇)的共聚物，等等）；聚(磷腈）；聚（乙烯醚）；聚（乙烯醇）；聚芳酰胺(例如，對(duì)芳族聚酰胺 諸如聚（對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺）和以商品名"KEVLAR"由特拉華州威爾明頓的杜邦公司 (DuPont Co .，Wilmington，DE)出售的纖維，所述纖維的紙衆(zhòng)可根據(jù)構(gòu)成紙衆(zhòng)的纖維諸如 "KEVLAR 1F306"和"KEVLAR 1F694"的長(zhǎng)度以各種等級(jí)商購(gòu)獲得，所述兩種纖維均包括長(zhǎng)度 為至少4_的芳族聚酰胺纖維;等等）；聚(碳酸鹽）；等等；以及它們的組合。
[0121] 在一些實(shí)施方案中，使用疏水性和親水性聚合物纖維的混合物。例如，纖維多孔基 質(zhì)可包括親水性纖維諸如聚酰胺和聚砜加上疏水性纖維諸如聚烯烴的混合物。在一些具體 示例中，聚合物纖維包括聚酰胺、聚烯烴、聚砜以及它們的組合。甚至更具體的示例包括尼 龍、聚乙烯、聚丙烯以及它們的組合。
[0122] 合適的無機(jī)纖維包括含有至少一種無機(jī)材料的無機(jī)纖維，所述無機(jī)材料選自玻 璃、陶瓷以及它們的組合。通常添加這些纖維以向纖維多孔基質(zhì)提供強(qiáng)度。例如，含有無機(jī) 纖維的多孔基質(zhì)層通常能夠彎曲、折疊或起褶而不斷裂開?？捎玫臒o機(jī)纖維包括例如玻璃 纖維(例如，E-玻璃、S-玻璃等）、陶瓷纖維(例如，由金屬氧化物(諸如氧化鋁）、碳化硅、氮化 硼、碳化硼等制成的纖維等），以及它們的組合?？捎玫奶沾衫w維可以是至少部分晶態(tài)的（表 現(xiàn)出可識(shí)別的X射線粉末衍射圖案或同時(shí)包含晶態(tài)相和非晶態(tài)(玻璃)相）。在一些應(yīng)用中， 無機(jī)纖維包括玻璃纖維以及它們的組合。
[0123] 用于形成非織造纖維多孔基質(zhì)的纖維可以具有這樣的長(zhǎng)度和直徑，所述長(zhǎng)度和直 徑可以為具體應(yīng)用(例如，用于特定類型的樣品）提供具有充分結(jié)構(gòu)完整性和足夠孔隙率的 多孔基質(zhì)。纖維長(zhǎng)度通常為至少約0.5毫米、至少1毫米、至少2毫米、至少3毫米、至少4毫米、 至少6毫米、至少8毫米、至少10毫米、至少15毫米、至少20毫米、至少25毫米或至少30毫米。 纖維的直徑可為例如至少10微米、至少20微米、至少40微米或至少60微米。纖維長(zhǎng)度和直徑 將根據(jù)諸如纖維性質(zhì)和應(yīng)用類型的因素而變化。
[0124] 為有利于夾帶多孔聚合物顆粒和/或確保高表面積，用于形成非織造纖維多孔基 質(zhì)的纖維通常包含至少一種原纖化纖維(例如，呈被大量較小的附接原纖所圍繞的主纖維 的形式）。主纖維一般可具有0.5毫米至5毫米范圍內(nèi)的長(zhǎng)度以及1微米至20微米范圍內(nèi)的直 徑。原纖通常可具有亞微米直徑。在許多實(shí)施方案中，原纖化纖維由聚烯烴諸如聚乙烯或聚 丙稀制備。
[0125] 非織造纖維多孔基質(zhì)可包含多種不同類型的纖維。在一些實(shí)施方案中，可使用兩 種、三種、四種或甚至更多種不同類型的纖維來形成多孔基質(zhì)。例如，可以為了強(qiáng)度和完整 性而添加尼龍纖維，同時(shí)可以為了夾帶顆粒而添加原纖化聚乙烯。另外，尼龍纖維向多孔基 質(zhì)提供親水性特征，而原纖化聚乙烯向多孔基質(zhì)提供疏水性特征。如果結(jié)合使用原纖化纖 維和非原纖化纖維，則原纖化纖維與非原纖化纖維的重量比通常為至少1:2、至少1:1、至少 2:1、至少3:1、至少5:1，或甚至至少8:1。
[0126] 非織造纖維多孔基質(zhì)通常還包含至少一種聚合物粘合劑。合適的聚合物粘合劑包 括相對(duì)惰性(幾乎不表現(xiàn)出或不表現(xiàn)出與纖維或多孔聚合物顆粒的化學(xué)相互作用）的天然 和合成聚合物材料?？捎玫木酆衔镎澈蟿┌ň酆衔飿渲?例如，粉末和膠乳形式）、聚合物 粘合劑纖維等，以及它們的組合。
[0127] 用于非織造纖維多孔基質(zhì)的合適的聚合物樹脂包括但不限于天然橡膠、氯丁橡 膠、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯酸酯樹脂、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯以及它們的組合。在許 多實(shí)施方案中，聚合物樹脂包括丙烯酸酯樹脂。
[0128] 合適的聚合物粘合劑纖維包括純粘合劑型纖維和雙組分纖維。示例性純粘合劑型 纖維包括以商品名K0DEL(例如，KODEL 43UD)購(gòu)自美國(guó)田納西州金斯波特的伊士曼化工公 司（Eastman Chemical Products (Kingsport，TN, USA))的那些。雙組分纖維可為例如并列 型形式、皮-芯型形式等。示例性并列型雙組分纖維為以商品名CHISS0(例如，CHISSO ES)從 日本大阪的智索株式會(huì)社(Chisso Corporation(Osaka,Japan))商購(gòu)獲得的聚稀經(jīng)熱粘合 雙組分纖維。示例性皮-芯型雙組分纖維以商品名MELTY(例如，MELTY 4080)從日本大阪的 尤尼吉可公司（Unitika Ltd . (Osaka，Japan))商購(gòu)獲得以及從田納西州約翰遜城的 Minifibers公司（Minifibers，Inc· (Johnson City，TN))商購(gòu)獲得的那些，其由乙基乙酸乙 烯酯(外皮)和聚丙烯(芯)制成。粘合劑為皮-芯型雙組分纖維的外皮部分。
[0129] 非織造纖維多孔基質(zhì)通常包括聚烯烴纖維、聚酰胺纖維、玻璃纖維和聚合物粘合 劑的混合物。在一些具體實(shí)施方案中，非織造纖維多孔基質(zhì)包含尼龍纖維、原纖化聚乙烯纖 維、玻璃纖維和聚合物粘合劑纖維(例如，皮-芯型雙組分纖維）的混合物。在一些示例中，非 織造纖維多孔基質(zhì)包含40至80重量％的原纖化聚乙烯纖維、10至30重量％的尼龍纖維、5至 20重量％的玻璃纖維以及5至20重量％的聚合物粘合劑纖維。在其他示例中，非織造纖維多 孔基質(zhì)包含50至70重量％的原纖化聚乙烯纖維、10至25重量％的尼龍纖維、5至15重量％的 玻璃纖維以及5至20重量％的聚合物粘合劑纖維。在其他示例中，纖維多孔基質(zhì)包含55至65 重量％的原纖化聚乙烯纖維、10至20重量％的尼龍纖維、5至15重量％的玻璃纖維以及10至 20重量％的聚合物粘合劑纖維。
[0130] 在許多實(shí)施方案中，纖維多孔基質(zhì)僅包含纖維和粘合劑。例如，至少90重量％、至 少95重量％、至少98重量％、至少99重量％或至少99.5重量％的干燥纖維多孔基質(zhì)為纖維 或粘合劑。
[0131] 多孔制品包括纖維多孔基質(zhì)以及分布在整個(gè)纖維多孔基質(zhì)內(nèi)的多孔聚合物顆粒 兩者。在大多數(shù)實(shí)施方案中，基于多孔制品的總干重計(jì)，多孔制品包含至少10重量％的多孔 聚合物顆粒。如果多孔聚合物顆粒的量低于約10重量％，則多孔制品可能不包含足夠的多 孔聚合物顆粒以使靶材料與流體流有效地分離。在一些示例中，基于多孔制品的總干重計(jì)， 多孔制品包含至少15重量％、至少20重量％、至少25重量％、或至少30重量％的多孔聚合物 顆粒。
[0132] 另一方面，基于多孔制品的總干重計(jì)，多孔制品通常包含不大于55重量％的多孔 聚合物顆粒。如果多孔聚合物顆粒的量大于約55重量％，則多孔制品可能包含不足量的纖 維多孔基質(zhì)。即，多孔制品的強(qiáng)度可能不足以在其與流體流接觸時(shí)保持在一起。在一些示例 中，基于多孔制品的總重量計(jì)，多孔制品包含不大于50重量％、不大于45重量％、或不大于 40重量％的多孔聚合物顆粒。
[0133] 換句話說，多孔制品通常包含10至55重量％的多孔聚合物顆粒和45至90重量％的 纖維多孔基質(zhì)、15至50重量％的多孔聚合物顆粒和50至85重量％的纖維多孔基質(zhì)、20至50 重量％的多孔聚合物顆粒和50至80重量％的纖維多孔基質(zhì)、20至45重量％的多孔聚合物顆 粒和55至80重量％的纖維多孔基質(zhì)、25至40重量％的多孔聚合物顆粒和60至75重量％的纖 維多孔基質(zhì)、或者30至40重量％的多孔聚合物顆粒和60至70重量％的纖維多孔基質(zhì)。所述 量是基于多孔制品的總干重計(jì)的。
[0134] 在許多實(shí)施方案中，多孔制品（當(dāng)干燥時(shí)）僅包含多孔聚合物顆粒和纖維多孔基 質(zhì)。例如，多孔制品當(dāng)干燥時(shí)包含至少90重量％、至少95重量％、至少98重量％、至少99重 量％、或至少99.5重量％的組合的多孔聚合物顆粒和纖維多孔基質(zhì)。
[0135] 優(yōu)選地，包括在纖維多孔基質(zhì)中的任何聚合物粘合劑基本上不附著到多孔制品中 的多孔聚合物顆粒。換句話講，當(dāng)通過掃描電子顯微鏡法檢查多孔制品時(shí)，小于5%的多孔 聚合物顆粒的總表面積被聚合物粘合劑覆蓋。例如，小于4%、小于3%、小于2%或甚至小于 1%的多孔聚合物顆?？偙砻娣e被聚合物粘合劑覆蓋。
[0136] 在第二方面，提供了一種制備多孔制品的方法。該方法包括a)提供多個(gè)多孔聚合 物顆粒，以及b)將多孔聚合物顆粒分布在整個(gè)纖維多孔基質(zhì)內(nèi)。多孔聚合物顆粒與上文所 述的那些相同并且可使用上文所述的方法進(jìn)行制備?？墒褂萌魏魏线m的方法將多孔聚合物 顆粒分布在整個(gè)纖維多孔基質(zhì)內(nèi)。在許多實(shí)施方案中，多孔聚合物顆粒嵌入在纖維多孔基 質(zhì)內(nèi)。
[0137] 在一種具體方法中，多孔制品使用濕法成網(wǎng)或"濕成網(wǎng)"工藝制備。在該工藝中，形 成分散體，所述分散體包含(a)多根纖維；（b)多個(gè)多孔聚合物顆粒；（c)任選聚合物粘合劑； (d)和分散液，諸如水、水混溶性有機(jī)溶劑或其混合物。纖維多孔聚合物顆粒和聚合物粘合 劑組分可一起分散在分散液中。作為另外一種選擇，可在引入其他組分之前分散這些組分 中的一種或兩種。在一些實(shí)施方案中，纖維(例如，疏水性纖維)具有有利于纖維在分散液中 分散的添加劑、表面處理劑或化學(xué)基團(tuán)。例如，聚烯烴基纖維可具有馬來酸酐或琥珀酸酐官 能團(tuán)，或在制備聚烯烴基纖維的熔融加工期間可添加合適的表面活性劑。
[0138] 濕法成網(wǎng)工藝另外包括將聚合物粘合劑至少部分地沉積到纖維的至少一部分上 并從分散體中除去分散液?？梢栽诔シ稚⒁夯蛎撍襟E之前或之后實(shí)施聚合物粘合劑在 纖維上的沉積，具體取決于聚合物粘合劑的特性。例如，當(dāng)聚合物膠乳用作聚合物粘合劑 時(shí)，可在多孔聚合物顆粒添加之前或之后并且在脫水之前將該聚合物膠乳沉淀到纖維上。 在初始脫水之后，可施加熱以完成脫水并且對(duì)所得的沉積膠乳定型。當(dāng)聚合物粘合劑纖維 用作聚合物粘合劑時(shí)，一般可以首先進(jìn)行脫水，隨后加熱來完成脫水并且熔化聚合物粘合 劑纖維(并且由此而將聚合物粘合劑沉積在纖維上）。
[0139] -種或多種助劑或添加劑可以用于制備此類型的多孔制品。可用的助劑包括加工 助劑（例如，沉淀劑，諸如鋁酸鈉和硫酸鋁，它們可以有助于使聚合物粘合劑沉淀于纖維 上），可以增強(qiáng)所得多孔制品的整體性能的材料，等等。當(dāng)使用時(shí)，基于多孔制品（例如，纖 維、多孔聚合物顆粒和聚合物粘合劑)的總干重計(jì)，此類助劑的量可以例如最多5重量％、最 多4重量％、最多3重量％、最多1重量％或最多0.5重量％的量存在。助劑的總量通常選擇為 盡可能低的以便最大化可包括在多孔制品中的多孔聚合物顆粒的量。
[0140] 在一種更具體的濕法成網(wǎng)工藝中，纖維(例如，短纖維)可在分散液(例如，水、水混 溶性有機(jī)溶劑(諸如醇），或它們的混合物)存在的情況下在容器中共混以形成漿液。在形成 漿液后，可將多孔聚合物顆粒、聚合物粘合劑和任選的沉淀劑(例如，pH調(diào)節(jié)劑諸如明礬)添 加到漿液中。
[0141 ]當(dāng)通過使用本領(lǐng)域中已知的抄片(hand-shee t)法進(jìn)行濕法成網(wǎng)工藝時(shí)，發(fā)現(xiàn)向分 散體添加三種組分（即，纖維、聚合物粘合劑和多孔聚合物顆粒）的順序不會(huì)顯著地影響濃 縮裝置的最終性能。如果聚合物粘合劑為膠乳，則可能優(yōu)選的是在添加多孔聚合物顆粒之 后添加聚合物粘合劑。這種稍后添加可改善多孔聚合物顆粒對(duì)多孔基質(zhì)纖維的粘附力。對(duì) 于一些其他聚合物粘合劑，可能優(yōu)選的是在添加多孔聚合物顆粒之前將聚合物粘合劑添加 到多孔基質(zhì)中。聚合物粘合劑的選擇和量必須小心選擇，從而不用聚合物粘合劑阻擋多孔 聚合物顆粒的孔。
[0142] 在形成后，可將分散體混合物傾注到模具中，模具的底部可被篩網(wǎng)覆蓋。可使分散 液通過篩網(wǎng)從混合物(呈濕片材的形式）中排出。在排出足夠的液體后，通?？蓮哪＞咧幸?除濕片材，并通過擠壓、加熱或兩者的組合來使其干燥。一般來講，壓力在約300至約600kPa 的范圍內(nèi)?？墒褂迷?0°C至200°C范圍內(nèi)、在100°C至175°C范圍內(nèi)、在100°C至150°C范圍內(nèi)、 或在90 °C至120 °C范圍內(nèi)的溫度來干燥濕片材。干燥通常除去所有或大部分分散液(例如， 基于為形成分散體而添加的分散液的量計(jì)，最多85重量％、最多90重量％、最多95重量％、 最多98重量％或最多99重量％的分散液）。在濕法成網(wǎng)工藝中使用聚合物粘合劑纖維作為 聚合物粘合劑時(shí)，通常不需要沉淀劑，并且所施加的熱可用于熔融所述聚合物粘合劑纖維。
[0143] 所得多孔制品為干片材，該干片材的平均厚度為至少0.1毫米、至少0.2毫米、至少 0.5毫米、至少0.8毫米、至少1毫米、至少2毫米、至少4毫米或至少5毫米。平均厚度通常為最 多20毫米、最多15毫米、最多12毫米或最多10毫米。如果需要，可使用壓延對(duì)干片材提供另 外的擠壓或熔合。
[0144] 在多孔制品中，根據(jù)所使用的纖維的性質(zhì)，多孔聚合物顆粒可以通過化學(xué)相互作 用(例如，化學(xué)鍵)或物理相互作用(例如，吸附或機(jī)械夾帶)夾帶于纖維多孔基質(zhì)之中。多孔 聚合物顆粒通常優(yōu)選地基本上均勻分布在多孔制品內(nèi)的整個(gè)纖維多孔基質(zhì)內(nèi)。
[0145] 一般來講，如通過掃描電子顯微鏡法(SEM)測(cè)量，干燥多孔制品的平均孔尺寸可在 0.1至10微米的范圍內(nèi)。在20至約80體積％范圍內(nèi)或在40至60體積％范圍內(nèi)的空隙體積可 為可用的?？赏ㄟ^在纖維混合物中使用具有較大直徑或剛度的纖維來修改(增加)干燥多孔 制品的孔隙率。
[0146] 干燥制品可為柔性的（例如，其可為圍繞0.75英寸(約2cm)直徑的芯成輥的多孔片 材）。這種柔性可以使片材起褶或成輥。多孔片材具有開放孔結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)往往會(huì)對(duì)樣品（例 如，流體流諸如液體樣品）穿過提供最小限度的阻力。由于該最小限度的阻力，相對(duì)高體積 的液體可以相對(duì)快速地通過多孔片材而不生成相對(duì)高的背壓。
[0147] 未壓延多孔片材可切割成所需尺寸并且在分離裝置中使用。如果需要(例如，當(dāng)橫 跨片材的顯著壓降不成問題時(shí)），可以在使用之前壓延多孔片材以提高其拉伸強(qiáng)度。當(dāng)欲將 多孔制品起褶時(shí)，通常避免干燥和壓延。
[0148] 多孔制品可用于將靶材料與樣品分離。例如，多孔制品可用于使來自樣品的微生 物（即，細(xì)胞分析物)濃縮。可使用任何方法使多孔制品與樣品接觸。例如，可將多孔制品浸 于樣品中、可將樣品傾注到多孔制品上、可將樣品傾注到含有多孔制品的管或孔內(nèi)，或可使 樣品在多孔制品之上或之中穿過。優(yōu)選地，以某種方式使樣品與多孔制品接觸，使得樣品與 分布在整個(gè)多孔制品內(nèi)的多孔聚合物顆粒接觸。
[0149] 在第三方面，提供了一種分離裝置。該分離裝置包括a)容器，該容器具有入口和出 口以供流體流穿過容器，和b)位于容器內(nèi)的多孔制品。多孔制品與上文所述的相同?？墒褂?任何合適的容器。容器和多孔制品兩者可具有任何所需尺寸。在許多實(shí)施方案中，多孔制品 填充至少25體積％、至少50體積％、或至少75體積％的容器。
[0150]在一些實(shí)施方案中，容器為含有多孔制品的蒸餾柱或?yàn)V筒(例如，過濾器濾筒）。流 體流進(jìn)入蒸餾柱或?yàn)V筒的第一末端并且通過蒸餾柱或?yàn)V筒的第二末端離開。在蒸餾柱或?yàn)V 筒中時(shí)，流體流與多孔制品接觸。在一個(gè)示例中，分離裝置呈過濾器諸如注射器過濾器的形 式。將樣品置于注射器中并且隨后通過含有多孔制品的過濾器。在分離裝置的任何一者中， 流體流可在多孔制品上方通過、穿過多孔制品或兩者。過濾器可包含多孔制品的一個(gè)或多 個(gè)片材?？墒褂枚鄬佣嗫灼臑榘胁牧咸峁└笳澈夏芰?。分離裝置中包括的多孔制品的 量通常被選擇為足以分離(例如，捕集或濃縮)特定樣品的靶材料。
[0151]如果需要，分離裝置還可以包含一種或多種其他組件，諸如例如一種或多種預(yù)濾 器(例如，以便在樣品通過多孔制品之前從樣品中除去相對(duì)較大的食物顆粒）、用于多孔制 品的支持物或基座(例如，呈玻璃料或網(wǎng)格的形式）、或用于施加跨分離裝置壓差的歧管(例 如，以有助于使樣品通過多孔制品基質(zhì)）。
[0152] 如果需要，分離裝置可在使用之前進(jìn)行滅菌（例如，通過受控?zé)帷h(huán)氧乙烷氣體或 輻射來進(jìn)行），以便減少或防止任何可導(dǎo)致檢測(cè)誤差的樣品污染。這在靶材料為微生物時(shí)尤 其有用。
[0153] 可將任何合適的樣品引入分離裝置中。分離裝置中所包括的多孔制品內(nèi)的多孔聚 合物顆粒的組合物可改變以捕集所需類型的靶材料。在一些實(shí)施方案中，多孔聚合物顆粒 組合物被選擇為從樣品捕集微生物。在該實(shí)施方案中，用于形成多孔聚合物顆粒的單體通 常不包含離子基團(tuán)。作為另外一種選擇，小于1重量％、小于0.5重量％、或小于0.1重量％的 單體組合物中的單體為離子單體。
[0154] 當(dāng)靶材料為微生物時(shí)，通過分離裝置內(nèi)的多孔制品來捕集微生物。微生物可存在 于多種不同類型的樣品中，包括但不限于醫(yī)學(xué)樣品、環(huán)境樣品、食品樣品、飼料樣品、臨床樣 品和實(shí)驗(yàn)室樣品以及它們的組合。醫(yī)學(xué)或獸醫(yī)樣品可包括例如來自生物來源(例如，人或動(dòng) 物)的待測(cè)定以便進(jìn)行臨床診斷的細(xì)胞、組織或流體。環(huán)境樣品可例如來自醫(yī)療設(shè)施或獸醫(yī) 設(shè)施、工業(yè)設(shè)施、土壤、水源、食品準(zhǔn)備區(qū)域(接觸食品的區(qū)域和不接觸食品的區(qū)域）、實(shí)驗(yàn) 室、或可能已經(jīng)經(jīng)受過生物恐怖主義的區(qū)域。食品加工、處理和準(zhǔn)備區(qū)域樣品在細(xì)菌性病原 體導(dǎo)致食品供應(yīng)污染方面常受到特別關(guān)注。
[0155] 以液體形式或者以固體在液體中的分散體或懸浮液形式獲得的樣品可以直接使 用，或可以進(jìn)行濃縮(例如，通過離心法)或稀釋(例如，通過加入緩沖(控制pH的）溶液）。固 體或半固體形式的樣品可直接使用，或者根據(jù)需要，可通過諸如例如用流體介質(zhì)(諸如緩沖 溶液)洗滌或沖洗、或者懸浮或分散于流體介質(zhì)中的方法來提取?？蓮谋砻?例如，通過擦拭 或沖洗)來獲取樣品。優(yōu)選地，樣品為流體(例如，液體或者固體在液體中的分散體，或者第 一液體在第二液體中的分散體）。
[0156] 樣品的具體示例包括食品（例如，新鮮農(nóng)產(chǎn)品、碎肉）、飲料（例如，果汁或碳酸飲 料）、水(包括飲用水）以及生物流體。生物流體包括例如全血或其組分（例如，血漿、富含血 小板的血液級(jí)分、血小板濃縮液或濃縮人類紅細(xì)胞）、細(xì)胞制劑(例如，分散的組織、骨髓抽 吸物或椎體骨髓）、細(xì)胞懸浮液、尿液、唾液、骨髓、肺液、腦液、傷口滲出液、傷口活檢樣品、 眼液、脊髓液以及裂解制劑(例如，細(xì)胞裂解物，其可使用已知程序諸如使用裂解緩沖液形 成)。
[0157] 微生物可在濃縮狀態(tài)下與樣品分離。在一些實(shí)施方案中，微生物可與可能抑制微 生物檢測(cè)的其他樣品組分分離。最佳地，如果需要另外的濃度，則培養(yǎng)物可在樣品通過分離 裝置之前或之后從樣品中生長(zhǎng)。這種培養(yǎng)富集可為總體的或初級(jí)的（以便富集大部分或基 本上所有微生物的濃縮物)或者可為特異性或選擇性的（以便僅富集一種或多種選定微生 物的濃縮物）。
[0158] 樣品體積可根據(jù)具體應(yīng)用而不同。例如，當(dāng)樣品用于診斷或研究應(yīng)用時(shí)，樣品的體 積可以通常為微升范圍（例如，10微升或更大）。當(dāng)樣品用于食品病原體檢測(cè)分析或用于飲 用水安全性檢測(cè)時(shí)，樣品的體積可通常為毫升至升的范圍（例如，100毫升至3升）。在工業(yè)應(yīng) 用中，諸如生物加工或制藥配方或?qū)τ谝后w諸如飲用水的純化，所述體積可以為成千上萬 升。
[0159] 樣品可與分離裝置內(nèi)的多孔制品接觸任何所需的時(shí)間段。在一些實(shí)施方案中，根 據(jù)樣品的尺寸，接觸時(shí)間為約10秒至約60分鐘。可通過混合(例如，通過搖動(dòng)分離裝置或通 過在分離裝置的容器內(nèi)添加攪拌器)或通過在整個(gè)分離裝置上施加壓差以有利于樣品通過 其多孔制品和/或通過溫育(例如，在環(huán)境溫度下)來增強(qiáng)多孔制品和樣品之間的接觸。
[0160] 在第四方面，提供了一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括分離裝置，該分離裝置包括a)具有入口 和出口的容器和b)位于容器內(nèi)的多孔制品。多孔制品與所述的相同。系統(tǒng)還包括穿過分離 裝置的流體流，其中流體流進(jìn)入容器的入口并離開容器的出口，并且與位于容器內(nèi)的多孔 制品接觸。
[0161] 可使用任何方法提供通過分離裝置的流體流。在一些實(shí)施方案中，系統(tǒng)包括栗以 提供流體流?；旧峡墒褂萌魏晤愋偷睦?例如，蠕動(dòng)栗）。在其他實(shí)施方案中，可使用其他 設(shè)備在整個(gè)分離裝置上建立壓差。例如，可使用注射器或柱塞。可用的流速將根據(jù)因素諸如 樣品的特性和具體應(yīng)用而變化。例如，流體流通過分離裝置的約100毫升/分鐘或更大的流 速可為有效的。更長(zhǎng)的接觸時(shí)間和更慢的流速對(duì)于更復(fù)雜的樣品可能是有用的。對(duì)于許多 樣品而言，可利用在1至100毫升/分鐘的范圍內(nèi)、在1至50毫升/分鐘的范圍內(nèi)、或在1至20毫 升/分鐘的范圍內(nèi)的流速。對(duì)于預(yù)過濾的或其他方式澄清的食品樣品而言，約6毫升/分鐘 (1.5毫升/15秒)的流速可能是有用的。
[0162] 包括在分離裝置中的多孔制品的接觸時(shí)間、流速和量、以及包括在多孔制品中的 多孔聚合物顆粒的量全部可影響用于靶材料的分離裝置的除去效率。在其中靶材料為微生 物的實(shí)施方案中，來自樣品中的微生物的除去百分比可為至少90 %、至少95 %、至少98 %、 或至少99 %。
[0163] -種或多種任選添加劑可在流體流通過分離裝置之后與多孔制品接觸。可使用使 多孔制品與任選添加劑接觸的任何合適方法。方法包括例如使任選添加劑在多孔制品位于 分離裝置內(nèi)時(shí)通過多孔制品。作為另外一種選擇，可從分離裝置中除去多孔制品或?qū)⒄麄€(gè) 分離裝置置于任選添加劑內(nèi)。任選添加劑包括例如裂解試劑、生物發(fā)光測(cè)定試劑、核酸捕集 試劑(例如，磁珠）、微生物生長(zhǎng)培養(yǎng)基、緩沖液（例如，用于潤(rùn)濕固體樣品）、微生物染色試 劑、洗滌緩沖液(例如，用于洗除未結(jié)合材料）、洗脫劑(例如，血清白蛋白）、表面活性劑(例 如，可得自德克薩斯州休斯頓的陶氏化學(xué)公司（Dow Chemical，Houston，TX)的TRITON X-100非離子型表面活性劑）、機(jī)械磨蝕/洗脫劑(例如，玻璃珠)和緩沖液。
[0164] 在第五方面，提供了一種分離靶材料的方法。該方法包括提供分離裝置。該分離裝 置包括具有入口和出口的容器。多孔制品與上文所述的相同。該方法還包括使包含靶材料 的流體流穿過分離裝置，其中流體流進(jìn)入容器的入口并離開容器的出口，并且與位于容器 內(nèi)的多孔制品接觸。該方法還包括從流體流中除去靶材料，其中通過多孔制品結(jié)合(例如， 化學(xué)或物理吸附)或捕集靶材料。
[0165] 在樣品的流體流通過分離裝置時(shí)通過多孔制品結(jié)合或捕集靶材料。分離(除去)靶 材料的機(jī)構(gòu)可根據(jù)多孔制品內(nèi)的多孔聚合物材料的組合物、多孔聚合物材料內(nèi)的孔的尺寸 以及靶材料的尺寸和/或結(jié)構(gòu)而變化。
[0166] 在一些實(shí)施方案中，靶材料為微生物。為了捕集微生物作為靶材料，多孔聚合物材 料通常不具有離子基團(tuán)諸如磺酸基團(tuán)或其鹽、羧酸基團(tuán)或其鹽、和/或季銨基團(tuán)。相比于多 孔聚合物顆粒，微生物通常尺寸能與之相比或尺寸更小。在這種意義上，令人驚訝的是可使 用本文所述的多孔制品將微生物與樣品分離。不受理論的束縛，可通過多孔聚合物顆粒吸 收通常氟代微生物的脂質(zhì)，從而導(dǎo)致同時(shí)捕集微生物。微生物本身不進(jìn)入多孔聚合物顆粒 的孔，因?yàn)樗鼈兺ǔｏ@著大于孔;然而，微生物的一部分可結(jié)合在多孔聚合物顆粒的孔內(nèi)。
[0167] 從流體流或樣品中除去靶材料的目的可以是變化的。在一些實(shí)施方案中，靶材料 的除去是為了純化目的。對(duì)于為微生物的靶材料而言，分離裝置可用于提供經(jīng)純化的流體 流。例如，流體流可為水，水可含有通過分離裝置內(nèi)的多孔制品而除去的微生物。在其他實(shí) 施方案中，靶材料的除去是出于檢測(cè)靶材料存在的目的。分離裝置從流體流中除去靶材料 (例如，微生物)并且使靶材料濃縮在分離裝置內(nèi)的多孔制品上。
[0168] 分離靶材料的方法還可包括從多孔制品中隔離或除去所捕集的靶材料。在其中靶 材料為微生物的實(shí)施方案中，可例如通過使洗脫劑在分離裝置之上或之內(nèi)穿過，從多孔制 品中除去所捕集的微生物。
[0169] 分離靶材料的方法中的步驟的任何一者可以人工進(jìn)行(例如，以批次方式)或可以 為自動(dòng)的(例如，以能夠進(jìn)行連續(xù)或半連續(xù)處理）。
[0170] 可使用本文所述的分離裝置使多種微生物濃縮。合適的微生物可為例如細(xì)菌(包 括革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽(yáng)性菌兩者）、真菌、酵母、原生動(dòng)物、病毒(包括無包膜病毒和有 包膜病毒）、細(xì)菌內(nèi)生孢子（例如芽孢桿菌屬（Bacillus)(包括炭疽芽孢桿菌（Bacillus anthracis)、錯(cuò)狀芽抱桿菌(Bacillus cereus)和枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis))和 梭狀芽孢桿菌屬(01〇81：1^(1；[11111)(包括肉毒梭狀芽孢桿菌((]1〇81：1^(1；[111111301：111；[1111111)、艱難 梭狀芽孢桿菌（Clostridium difficile)和產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌（Clostridium perfringens)))，以及它們的組合。可隨后檢測(cè)微生物。微生物的分離和檢測(cè)出于食品安全 或出于醫(yī)學(xué)、環(huán)境或反恐方面的原因可尤其重要。
[0171] 待分離和檢測(cè)的微生物屬包括但不限于李斯特菌屬(Listeria)、埃希氏桿菌屬 (Escherichia)、沙門氏菌屬(Salmonella)、彎曲桿菌屬(Campylobacter)、梭狀芽抱桿菌屬 (Clostridium)、螺桿菌屬(Helicobacter )、分枝桿菌屬(Mycobacterium)、葡萄球菌屬 (Staphylococcus )、志賀氏菌屬（Shigella)、腸球菌屬（Enterococcus)、芽抱桿菌屬 (Bacillus)、奈瑟氏菌屬（Neisseria)、志賀氏菌屬（Shigella)、鏈球菌屬 (Streptococcus)、弧菌屬（Vibrio)、耶爾森氏菌屬（Yersinia)、博德特氏菌屬 (Bordetel la)、包柔氏螺旋體屬（Borrelia)、假單胞菌屬（Pseudomonas )、酵母菌屬 (Saccharomyces)、念珠菌屬（Candida)等等，以及它們的組合。樣品可含有多種微生物菌 株，并且任何一種菌株都可獨(dú)立于任何其他菌株而被檢測(cè)到?？勺鳛榉蛛x和檢測(cè)目標(biāo)的具 體微生物菌株包括大腸桿菌（Escherichia coli)、小腸結(jié)腸炎耶爾森菌（Yersinia enterocolitica)、假結(jié)核耶爾森菌(Yersinia pseudo tuber culo sis)、霍亂弧菌(Vibrio cholerae)、副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus)、創(chuàng)傷弧菌（Vibrio vulnificus)、 單核細(xì)胞增多性李斯特菌(Listeria monocytogenes)、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus)、腸道沙門氏菌（Salmonella enterica)、釀酒酵母菌（Saccharomyces cerevisiae)、白假絲酵母菌(Candida albicans)、葡萄球菌腸毒素亞種（Staphylococcal enterotoxin ssp)、錯(cuò)狀芽抱桿菌（Bacillus cereus)、炭疽芽抱桿菌（Bacillus anthracis)、萎縮芽抱桿菌(Bacillus atrophaeus)、枯草芽抱桿菌(Bacillus subtil is)、 產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌（Clostridium perfringens)、肉毒梭狀芽孢桿菌（Clostridium botulinum)、艱難梭狀芽抱桿菌（Clostridium difficile)、坂崎腸桿菌（Enterobacter sakazakii)、人類感染性無包膜腸道病毒、銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)等等， 以及它們的組合。在一些實(shí)施方案中，微生物菌株為單核細(xì)胞增多性李斯特菌、大腸桿菌、 腸道沙門氏菌、葡萄球菌腸毒素菌種，以及它們的組合。
[0172]已捕集或結(jié)合在分離裝置的多孔制品上的微生物可通過基本上任何當(dāng)前已知或 將來開發(fā)的所需方法來檢測(cè)。這類方法包括(例如)基于培養(yǎng)的方法（當(dāng)時(shí)間允許時(shí)可以為 優(yōu)選的）、顯微鏡法(例如，使用可用于使標(biāo)記有熒光染料的微生物顯色的透射光顯微鏡或 落射熒光顯微鏡）以及其它成像方法、免疫檢測(cè)方法和基因檢測(cè)方法。在微生物捕集之后進(jìn) 行的檢測(cè)過程任選地可以包括進(jìn)行清洗以除去樣品組分、對(duì)分離裝置的多孔制品進(jìn)行切片 或其他方式的破碎、染色、煮沸或使用洗脫緩沖液或裂解劑以從濃縮裝置中釋放微生物等。 檢測(cè)方法通常取決于微生物的活性。通過多孔制品進(jìn)行的微生物除去通常對(duì)其活性沒有不 利影響。
[0173] 如本文所用，有關(guān)微生物的術(shù)語(yǔ)"活性"意指微生物能夠復(fù)制至少微生物檢測(cè)所需 的時(shí)間量。
[0174] 免疫學(xué)檢測(cè)是對(duì)衍生自靶微生物的抗原物質(zhì)的檢測(cè)，該抗原物質(zhì)通常是充當(dāng)細(xì)菌 或病毒顆粒的表面上的標(biāo)志的生物分子(例如，蛋白質(zhì)或蛋白聚糖）?？乖镔|(zhì)的檢測(cè)通常 可通過抗體、選自諸如噬菌體展示之類的過程的多肽、或來自篩選過程的核酸配體來進(jìn)行。
[0175] 免疫學(xué)檢測(cè)方法是熟知的，并且包括例如免疫沉淀和酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA)。 可以多種方式(例如，通過用熒光染料、用量子點(diǎn)或用可產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光的酶或著色底物來標(biāo) 記第一抗體或第二抗體，以及使用讀板機(jī)或側(cè)流裝置)來檢測(cè)抗體結(jié)合。
[0176] 還可通過基因測(cè)定(例如，通過核酸雜交或引物指導(dǎo)的擴(kuò)增)來進(jìn)行檢測(cè)，基因檢 測(cè)常常是優(yōu)選的方法。可以將捕集或結(jié)合的微生物裂解，以使它們的遺傳物質(zhì)可用于測(cè)定。 裂解方法是熟知的，包括例如下述處理:諸如超聲處理、滲透休克、高溫處理(例如，約50°C 至約100°C)以及與酶一起溫育，該酶諸如為溶菌酶、葡萄糖酶、酵母裂解酶(zymolose)、溶 細(xì)胞酶、蛋白酶K、蛋白酶E和病毒內(nèi)溶素。
[0177] 許多常用的基因檢測(cè)分析檢測(cè)特定微生物的核酸，包括DNA和/或RNA?；驒z測(cè)方 法中使用的條件的嚴(yán)格性與所檢測(cè)的核酸序列的變異水平相關(guān)。鹽濃度和溫度的高嚴(yán)格條 件可使檢測(cè)限于靶標(biāo)的精確核酸序列。因此，使用高度嚴(yán)格的基因測(cè)定可區(qū)分靶核酸序列 中存在小變異的微生物菌株?；驒z測(cè)可以基于核酸雜交，其中單鏈核酸探針與微生物的 變性核酸雜交，使得產(chǎn)生包含探針鏈的雙鏈核酸。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)熟悉用于在凝膠電泳、 毛細(xì)管電泳或其它分離方法之后檢測(cè)雜交體的探針標(biāo)記，諸如放射性標(biāo)記、熒光標(biāo)記以及 化學(xué)發(fā)光標(biāo)記。
[0178]尤其可用的基因檢測(cè)方法是基于引物指導(dǎo)的核酸擴(kuò)增。引物指導(dǎo)的核酸擴(kuò)增方法 包括(例如）熱循環(huán)方法(例如，聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)、逆轉(zhuǎn)錄酶聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)以及 連接酶鏈反應(yīng)(LCR))以及等溫法和鏈置換擴(kuò)增（SDA)(以及它們的組合，優(yōu)選地，為PCR或 RT-PCR)。用于檢測(cè)擴(kuò)增產(chǎn)物的方法包括但不限于(例如)凝膠電泳分離和溴化乙錠染色以 及檢測(cè)產(chǎn)物中摻入的熒光標(biāo)記或放射性標(biāo)記。還可使用在檢測(cè)擴(kuò)增產(chǎn)物之前不需要分離步 驟的方法(例如，實(shí)時(shí)PCR或均相檢測(cè)）。
[0179]生物發(fā)光檢測(cè)方法是熟知的，并且包括(例如)三磷酸腺苷(ATP)檢測(cè)方法，包括美 國(guó)專利7,422,868(Fan等人）中所描述的那些方法，所述專利的說明內(nèi)容以引用方式并入本 文。也可使用其他基于發(fā)光的檢測(cè)方法。
[0180] 由于本發(fā)明方法是非菌株特異性的，它提供了容許在同一樣品中靶向多種微生物 菌株以檢測(cè)的通用捕集系統(tǒng)。例如，在測(cè)定食品樣品的污染時(shí)，可能期望對(duì)全部在同一樣品 中的單核細(xì)胞增多性李斯特菌、大腸桿菌以及沙門氏菌進(jìn)行測(cè)試。在單個(gè)捕集步驟之后接 著可執(zhí)行例如PCR或RT-PCR分析，該分析使用特異性引物來擴(kuò)增這些微生物菌株中的每種 菌株的不同核酸序列。因此，可避免針對(duì)每種菌株分別執(zhí)行樣品處理和制備程序的需求。
[0181] 本發(fā)明提供了各種實(shí)施方案，其包括多孔制品、制備多孔制品的方法、分離裝置、 系統(tǒng)和分離靶材料的方法。
[0182] 實(shí)施方案1為多孔制品，其包括a)多孔聚合物顆粒和b)纖維多孔基質(zhì)，其中多孔聚 合物顆粒分布在整個(gè)纖維多孔基質(zhì)內(nèi)。多孔聚合物顆粒包括反應(yīng)混合物的聚合產(chǎn)物，該反 應(yīng)混合物包含i)單體組合物和ii)重均分子量為至少500克/摩爾的聚（丙二醇）。基于單體 組合物的總重量計(jì)，單體組合物包含至少10重量％的式（I)的第一單體。
[0183] ^2 = 0(^)-(00)-0[-^2-^2-0]?-(00)-0(^)=^2
[0184] (I)
[0185] 在式（I)中，變量p為等于至少1的整數(shù)并且R1為氫或烷基。從聚合產(chǎn)物中除去聚 (丙二醇）以提供多孔聚合物顆粒。
[0186] 實(shí)施方案2為實(shí)施方案1所述的多孔制品，其中纖維多孔基質(zhì)包含非織造纖維。
[0187] 實(shí)施方案3為實(shí)施方案1或2所述的多孔制品，其中用于形成多孔聚合物顆粒的反 應(yīng)混合物包括(a)第一相和(b)分散于第一相中的第二相，其中第一相的體積大于第二相的 體積。第一相包含(i)式(II)的化合物
[0188] H0[-CH2-CH(0H)-CH2-0]n_H
[0189] (Π )
[0190] 其中變量η為等于至少1的整數(shù)，和（ii)非離子表面活性劑。第二相包含(i)單體組 合物，該單體組合物包含式(I)的單體
[0191] ^2 = 〇(^)-(〇〇)-〇[-^2-^2-0]?-(〇〇)-〇(^)=^2
[0192] (I)
[0193] 其中變量p為等于至少1的整數(shù)并且其中R1為氫或甲基，和（ii)重均分子量為至少 500克/摩爾的聚(丙二醇）。從聚合產(chǎn)物中除去聚(丙二醇）以提供多孔聚合物顆粒。
[0194] 實(shí)施方案4為實(shí)施方案1至3中任一項(xiàng)所述的多孔制品，其中單體組合物還包含具 有一個(gè)（甲基)丙烯?；鶊F(tuán)的第二單體。
[0195] 實(shí)施方案5為實(shí)施方案1至3中任一項(xiàng)所述的多孔制品，其中單體組合物還包含式 (III)、式(IV)的第二單體。
[0196] CH2 = 0^-(0))-04-1^
[0197] (III)
[0198] ^2 = 0^-(00)-0-^
[0199] (IV)
[0200] 基團(tuán)R1為氫或甲基?；鶊F(tuán)Y為單鍵、亞烷基、亞烷基氧或聚（亞烷基氧）?；鶊F(tuán)R 2為碳 環(huán)基團(tuán)或雜環(huán)基團(tuán)?；鶊F(tuán)R3為直鏈的或支鏈的烷基。
[0201 ]實(shí)施方案6為實(shí)施方案1至3中任一項(xiàng)所述的多孔制品，其中單體組合物還包含第 二單體，該第二單體為式(V)或式(VI)的含羥基單體。
[0202] CH2 = 0^-(0))-0-0
[0203] (V)
[0204] CH2 = CR1- (CO) -〇-R5-〇-Ar
[0205] (VI)
[0206] 基團(tuán)R1為氫或甲基?；鶊F(tuán)R4是被一個(gè)或多個(gè)羥基基團(tuán)取代的烷基或式_(CH2CH 20) qCH2CH2OH的基團(tuán)，其中q是等于至少1的整數(shù)?；鶊F(tuán)R5是被至少一個(gè)羥基基團(tuán)取代的亞烷基 并且基團(tuán)Ar是芳基基團(tuán)。
[0207] 實(shí)施方案7為實(shí)施方案1至3中任一項(xiàng)所述的多孔制品，其中單體組合物還包含具 有離子基團(tuán)的第二單體。
[0208] 實(shí)施方案8為實(shí)施方案1至7中任一項(xiàng)所述的多孔制品，其中纖維多孔基質(zhì)包含聚 合物纖維。
[0209] 實(shí)施方案9為實(shí)施方案8所述的多孔制品，其中聚合物纖維包含聚酰胺、聚烯烴、聚 砜或它們的組合。
[0210] 實(shí)施方案10為實(shí)施方案8或?qū)嵤┓桨?所述的多孔制品，其中纖維多孔基質(zhì)包含原 纖化聚烯烴聚合物纖維。
[0211] 實(shí)施方案11為實(shí)施方案8至10中任一項(xiàng)所述的多孔制品，其中纖維多孔基質(zhì)還包 含無機(jī)纖維。
[0212] 實(shí)施方案12為實(shí)施方案11所述的多孔制品，其中無機(jī)纖維包括玻璃纖維、陶瓷纖 維或它們的組合。
[0213] 實(shí)施方案13為實(shí)施方案1至12中任一項(xiàng)所述的多孔制品，其中纖維多孔基質(zhì)還包 含聚合物粘合劑。
[0214] 實(shí)施方案14為實(shí)施方案1至12中任一項(xiàng)所述的多孔制品，其中多孔制品包括基于 多孔制品的總干重計(jì)10至55重量％的多孔聚合物顆粒，和基于多孔制品的總干重計(jì)45至90 重量％的纖維多孔基質(zhì)。
[0215] 實(shí)施方案15為實(shí)施方案1至12中任一項(xiàng)所述的多孔制品，其中多孔制品包括基于 多孔制品的總干重計(jì)20至50重量％的多孔聚合物顆粒，和基于多孔制品的總干重計(jì)50至80 重量％的纖維多孔基質(zhì)。
[0216] 實(shí)施方案16為實(shí)施方案1至15中任一項(xiàng)所述的多孔制品，其中纖維多孔基質(zhì)為非 織造纖維層，該層包括多根聚合物纖維、無機(jī)纖維或它們的組合。
[0217] 實(shí)施方案17為實(shí)施方案1至15中任一項(xiàng)所述的多孔制品，其中纖維多孔基質(zhì)為非 織造纖維層并且多孔聚合物顆粒嵌入在非織造纖維層中。
[0218] 實(shí)施方案18為實(shí)施方案17所述的多孔制品，其中非織造纖維層包括聚烯烴纖維、 聚酰胺纖維和玻璃纖維。
[0219] 實(shí)施方案19為實(shí)施方案1至18中任一項(xiàng)所述的多孔制品，其中多孔聚合物顆粒呈 小珠的形式。
[0220] 實(shí)施方案20為一種制備多孔制品的方法。該方法包括a)提供多個(gè)多孔聚合物顆 粒，以及b)將多孔聚合物顆粒分布在整個(gè)纖維多孔基質(zhì)內(nèi)。多孔聚合物顆粒包括反應(yīng)混合 物的聚合產(chǎn)物，該反應(yīng)混合物包含i)單體組合物和ii)重均分子量為至少500克/摩爾的聚 (丙二醇）?；趩误w組合物的總重量計(jì)，單體組合物包含至少10重量％的式（I)的第一單 體。
[0221 ] ^2 = 0(^)-(00)-0[-^2-^2-0]?-(00)-0(^)=^2
[0222] (I)
[0223] 在式（I)中，變量p為等于至少1的整數(shù)并且R1為氫或烷基。從聚合產(chǎn)物中除去聚 (丙二醇）以提供多孔聚合物顆粒。
[0224] 實(shí)施方案21為實(shí)施方案20所述的方法，其中反應(yīng)混合物包含1)具有第一體積的第 一相和2)具有第二體積并且分散于第一相中的第二相，其中第一體積大于第二體積。第一 相包含i)式(II)的化合物和ii)非離子表面活性劑。
[0225] H0(-CH2CH(0H)CH20)n
[0226] (Π)
[0227] 在式（II)中，變量η為等于至少1的整數(shù)。第二相包含i)單體組合物，基于單體組合 物的總重量計(jì)，其包含至少10重量％的式（I)的單體;和ii)重均分子量為至少500克/摩爾 的聚(丙二醇）。從聚合產(chǎn)物中除去聚(丙二醇）以提供多孔聚合物顆粒。
[0228] 實(shí)施方案22為實(shí)施方案20或21所述的方法，其中纖維多孔基質(zhì)為非織造纖維層， 該層包含多根聚合物纖維、無機(jī)纖維或它們的組合，并且其中多孔聚合物顆粒嵌入在非織 造纖維層中。
[0229]實(shí)施方案23為實(shí)施方案20至22中任一項(xiàng)所述的方法，其中多孔制品包括基于多孔 制品的總干重計(jì)10至55重量％的多孔聚合物顆粒，和基于多孔制品的總干重計(jì)45至90重 量％的纖維多孔基質(zhì)。
[0230] 實(shí)施方案24為一種分離裝置，該分離裝置包括a)容器，該容器具有入口和出口以 供流體流穿過容器，和b)位于容器內(nèi)的根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的多孔制品。
[0231] 實(shí)施方案25為一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括a)分離裝置和b)穿過分離裝置的流體流，其 中流體流進(jìn)入容器的入口并離開容器的出口，并且與位于容器內(nèi)的多孔制品接觸。分離裝 置包括a)容器，該容器具有入口和出口以供流體流穿過容器，和b)位于容器內(nèi)的根據(jù)權(quán)利 要求1至19中任一項(xiàng)所述的多孔制品。
[0232] 實(shí)施方案26為實(shí)施方案25所述的系統(tǒng)，其中流體流包括靶材料并且其中多孔制品 從流體流中除去靶材料。
[0233] 實(shí)施方案27為實(shí)施方案26所述的系統(tǒng)，其中靶材料包括微生物。
[0234] 實(shí)施方案28為實(shí)施方案27所述的系統(tǒng)，其中流體流還包含類脂。
[0235] 實(shí)施方案29為實(shí)施方案27或28所述的系統(tǒng)，其中通過多孔制品除去的微生物保持 活性以用于微生物的檢測(cè)或測(cè)定。
[0236]實(shí)施方案30為實(shí)施方案27至29中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中微生物包括細(xì)菌、真菌、 酵母、原生動(dòng)物、病毒、細(xì)菌內(nèi)生孢子、其組分，或它們的組合。
[0237] 實(shí)施方案31為一種分離靶材料的方法。該方法包括提供分離裝置。該分離裝置包 括具有入口和出口的容器。多孔制品與上文所述的相同。該方法還包括使包含靶材料的流 體流穿過分離裝置，其中流體流進(jìn)入容器的入口并離開容器的出口，并且與位于容器內(nèi)的 多孔制品接觸。該方法還包括從流體流中除去靶材料，其中由多孔制品結(jié)合或捕集靶材料。 在第五方面的一些實(shí)施方案中，靶材料為微生物。
[0238] 實(shí)施方案32為實(shí)施方案31所述的方法，其中靶材料包括微生物。
[0239] 實(shí)施方案33為實(shí)施方案32所述的方法，其中流體流還包含類脂。
[0240] 實(shí)施方案34為實(shí)施方案31或?qū)嵤┓桨?2所述的方法，其中微生物在由多孔制品結(jié) 合或捕集之后為活性的。
[0241]實(shí)施方案35為實(shí)施方案31至34中任一項(xiàng)所述的方法，其中微生物包括細(xì)菌、真菌、 酵母、原生動(dòng)物、病毒、細(xì)菌內(nèi)生孢子、其組分，或它們的組合。
[0242] 實(shí)施方案36為實(shí)施方案31至35中任一項(xiàng)所述的方法，還包括檢測(cè)由多孔制品結(jié)合 或捕集的微生物的量。
[0243] 實(shí)施方案37為實(shí)施方案31至36中任一項(xiàng)所述的方法，其中除去靶材料使流體流純 化。
[0244] 實(shí)施例
[0245] 除非另有說明，否則所有用于實(shí)施例的化學(xué)物質(zhì)均可得自密蘇里州圣路易市的西 格瑪奧德里奇公司（Sigma-Aldrich Corp. (Saint Louis，M0))。除非另外指明，否則所有微 生物產(chǎn)品供應(yīng)和試劑均以標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品購(gòu)自西格瑪奧德里奇公司（Sigma-Aldrich)或威達(dá)優(yōu)爾 公司(VWR)。
[0246] 表1:實(shí)施例中所用的材料和制品
[0247]

[0249]
[0250] 制備例1:多孔聚合物顆粒的制備
[0251] 將單體SR 339(50克）和SR 603(50克）與PPG(43克）和IRGACURE 819(250毫克）混 合。在約40 °C至50 °C的范圍內(nèi)加熱時(shí)，將混合物劇烈攪拌20分鐘。然后將此混合物添加到先 前與7.5克的表面活性劑APG 325N混合的750克的甘油。將混合物剪切混合20分鐘。然后將 混合物在兩片聚對(duì)苯二甲酸乙二酯膜(該膜可以商品名"MELINEX ST 500"得自特拉華州威 爾明頓的杜邦公司（DuPont，Wi lmington，DE))之間鋪薄。用位于距固化材料表面約15厘米 處的100瓦特、長(zhǎng)波長(zhǎng)BLACK RAY紫外燈（得自加利福尼亞州阿普蘭的UVP公司（UVP，LLC， Upland，CA)，用紫外線使混合物固化15至20分鐘。
[0252] 然后使固化的混合物分散在過量水（500mL)中，搖動(dòng)30分鐘，并且在EPTOND0RF 5810R離心機(jī)(得自德國(guó)的艾本德公司（Eppendorf，Germany))中以3000rpm離心。除去上清 液，然后將所得顆粒再次懸浮于500mL水中以用于第二次沖洗，之后進(jìn)行離心。此后，使顆粒 懸浮于500mL IPA中并且搖動(dòng)20分鐘。在IPA中的這種搖動(dòng)萃取了PPG并且在顆粒中留下空 隙（即，孔或自由體積）。然后以300rpm將顆粒離心30分鐘，并且丟棄上清液。圖1中所見的顆 粒中的空隙體積(即，孔內(nèi)容積)預(yù)期等同于被除去的PPG的體積。
[0253] 實(shí)施例1-2和比較例1:多孔制品的制備
[0254] 通過將各種量的纖維1和纖維2、纖維3和纖維4混合在一起制備三種纖維預(yù)混物， 如下表2所示。將纖維1添加至4L共混機(jī)（可以商品名"WARING⑶MMERCIAL HEAVY DUTY BLENDER，MODEL 37BL84"從美國(guó)賓夕法尼亞州拉德諾的威達(dá)優(yōu)爾公司（VWR(Radnor，PA， USA)商購(gòu)獲得）中的3升冷去離子水并以中速共混30秒。檢驗(yàn)混合物的纖維是否均勻分散并 且無結(jié)節(jié)或團(tuán)塊。添加纖維2、纖維3和纖維4并且將混合物另外以低速共混15秒以使團(tuán)塊破 碎。將制備例1中的多孔聚合物顆粒和附加升的去離子水添加至實(shí)施例1和實(shí)施例2并且以 低速混合15秒。比較例1不包含多孔聚合物顆粒。
[0255] 使用制墊設(shè)備（以商品名"ΤΑΡΡΓ得自紐約州沃特敦市的威廉姆斯設(shè)備公司 (Williams Apparatus，Watertown，NY))來制備毯，所述制墊設(shè)備具有測(cè)得約30厘米（12英 寸)見方和（12英寸)深度的盒，所述盒的底部具有細(xì)目篩網(wǎng)和排液閥。在篩網(wǎng)上將一片尺寸 為約35.6厘米（14英寸）X30厘米（12英寸）的聚乙烯紡粘(PET LUTRADUR 7240,得自美國(guó)俄 亥俄州辛辛那提的Fiberweb公司（Fiberweb，Cincinnati，0H,USA))作為稀松布置于篩網(wǎng) 上。將盒用自來水填充直至超過篩網(wǎng)約1厘米的高度。將纖維和納米多孔微粒(多孔聚合物 顆粒)混合物傾注到盒中并且立即打開該閥門，從而產(chǎn)生將水拉出盒的真空。所得的濕成網(wǎng) 氈為大約0.8-1毫米厚度。
[0256] 將濕成網(wǎng)氈從設(shè)備轉(zhuǎn)移到20平方厘米的吸墨紙(96鎊白紙，得自明尼蘇達(dá)州圣保 羅的錨紙公司(Anchor Paper，St .Paul，MN))片材上。將毯夾在2至4層吸墨紙之間，以除去 過量的水。然后將壓制的氈轉(zhuǎn)移到新鮮的吸墨紙片材上并且置于設(shè)定為ll〇°C的烘箱（以商 品名"BLUE M STABIL-THERM 0VEN，M0DEL 0V-560A2"得自賓夕法尼亞州懷特迪爾的斯必克 公司熱力設(shè)備與服務(wù)事業(yè)部（SPX Thermal Product Solutions，White Deer,PA))中約2.5 小時(shí)來除去殘余的水以及形成多孔濕成網(wǎng)基質(zhì)。
[0257] 表2:實(shí)施例1 -2與比較例1的組合物
[0258]
[0259] 實(shí)施例3-5與比較例2:從飲用水中除去細(xì)菌
[0260] 將胰酶大豆瓊脂板上的大腸桿菌的條紋狀培養(yǎng)基在37°C下溫育過夜。從該平板中 除去分離菌落并且使用標(biāo)準(zhǔn)微生物循環(huán)接種到10mL的胰酶大豆瓊脂板中并在37°C下在震 蕩溫育箱（Innova 44,得自新布倫茲威克科學(xué)公司（New Brunswick Scientific))中溫育 20至22小時(shí)。將含有大約2-3 X109CFU/mL的過夜培養(yǎng)基在巴特非爾德氏緩沖液中連續(xù)稀釋 以獲得大約1 X 106CFU/mL的種菌。
[0261] 通過用1:100稀釋的106CFU/mL種菌接種200mL的去離子水(MilliQ梯度系統(tǒng)，馬薩 諸塞州的密理博公司（11111?〇^，1^))來制備過濾前樣品，從而產(chǎn)生包含大約10 40?1]/11^ (約4Log CFUs/ml)的水測(cè)試樣品。
[0262] 實(shí)施例3
[0263] 從實(shí)施例1的多孔制品中用模具沖壓出直徑為47毫米的圓盤并且將圓盤置于圓盤 夾持器中，該圓盤夾持器為由聚碳酸酯制成的定制裝置。圓盤夾持器具有三個(gè)部件并且為 圓柱形狀，其測(cè)得為約60毫米直徑X約45毫米高度。底部部件包含用于多孔制品圓盤的支 撐篩網(wǎng)和樣品出口端口。除了穿過連接至 Cole Parmer蠕動(dòng)栗的聚氯乙烯(PVC)管材的樣品 入口端口以外，頂部部分為封閉的，并且在上游側(cè)有排氣孔以允許吹掃空氣。使用0形環(huán)密 封件防止在上游側(cè)和下游側(cè)兩者上滲漏。內(nèi)部螺紋提供閉合壓力。將47毫米多孔制品圓盤 置于支撐篩網(wǎng)是頂部上，在圓盤的頂部上添加〇形環(huán)，并且使夾持器閉合以制備分離裝置。
[0264] 多孔制品以一式兩份進(jìn)行測(cè)試。使用1/8〃壁厚PVC管材(VWR產(chǎn)品目錄號(hào)60985-522)通過Cole Parmer蠕動(dòng)栗（型號(hào)7553-70)，將過濾前樣品以12ml/分鐘的流速栗送穿過 容納非織造多孔制品圓盤的分離裝置。將濾液收集在250mL無菌玻璃瓶中。收集第一組 100mL濾液并丟棄。收集第二組100mL濾液以用于進(jìn)一步處理。
[0265] 在每組過濾測(cè)試之后，拆卸分離裝置以使用無菌鑷子除去非織造多孔制品。在非 織造多孔制品的測(cè)試之間，用過濾后和滅菌后的500mL去離子水沖洗圓盤夾持器。
[0266] 將lmL體積的第二組100mL濾液添加至含有9mL巴特非爾德氏緩沖液的管中以獲得 1:10稀釋液。將管蓋上蓋并通過搖動(dòng)手動(dòng)地混合10秒。除去lmL體積并將該體積添加至含有 9mL巴特非爾德氏緩沖液的另一個(gè)管中以獲得1:100稀釋液。相似地，將濾液進(jìn)一步稀釋成 1:1000和1:10000。將每種稀釋液的lmL體積一式兩份鍍覆涂布在大腸桿菌板上。
[0267] 根據(jù)制造商的說明將平板在37°C下溫育18-20小時(shí)。通過讀取PETRIFILM PLATE READER (得自美國(guó)明尼蘇達(dá)州圣保羅的3M公司（3M Company (Saint Pau 1，MN，USA)))中的平 板獲得菌落計(jì)數(shù)。另外使用相同過程對(duì)過濾器案樣品進(jìn)行稀釋和鍍覆。將CFU/mL菌落計(jì)數(shù) 轉(zhuǎn)換成對(duì)數(shù)CFU/mL值?；趶腻兏驳臑V液和鍍覆的過濾前樣品中獲得的計(jì)數(shù)，使用公式(A) 計(jì)算對(duì)數(shù)下降值(LRV)。結(jié)果示于表3中。
[0268] 公式(A):LRV=(過濾前樣品中的對(duì)數(shù)CFU/mL)-(濾液樣品中的對(duì)數(shù)CFU/mL)
[0269] 實(shí)施例4
[0270]如實(shí)施例3中一樣對(duì)實(shí)施例4進(jìn)行測(cè)試，不同的是使用兩個(gè)47毫米的實(shí)施例1的多 孔制品圓盤。結(jié)果不于表3中。
[0271] 實(shí)施例5
[0272] 如實(shí)施例3中一樣對(duì)實(shí)施例5進(jìn)行測(cè)試，不同的是使用兩個(gè)47毫米的實(shí)施例2的多 孔制品圓盤。流速為70mL/min，并且過濾前樣品為100mL。結(jié)果示于表3中。
[0273] 比較例2
[0274] 如實(shí)施例3中一樣對(duì)比較例2進(jìn)行測(cè)試，不同的是使用兩個(gè)47mm的比較例1的圓盤。 流速為70mL/min，并且過濾前樣品為100mL。結(jié)果示于表3中。
[0275] 表3:從飲用水中除去細(xì)菌的效率
[0278] 實(shí)施例6-7:從碎肉樣品中除去大腸桿菌
[0279] 碎肉（牛肉和火雞)購(gòu)自當(dāng)?shù)亓汶s貨店。
[0280] 將11克碎牛肉（15%脂肪)樣品添加無菌的勻質(zhì)袋并且與99ml巴特非爾德氏緩沖 液在STOMACHER 400循環(huán)器實(shí)驗(yàn)室共混機(jī)（STOMACHER 400Circulator Laboratory B1 ender)中以230rpm的速度共混30秒的周期以產(chǎn)生共混的碎牛肉樣品基質(zhì)。
[0281] 將胰酶大豆瓊脂板上的過夜條紋狀培養(yǎng)基中的大腸桿菌的單個(gè)菌落接種到10mL 的胰酶大豆液體培養(yǎng)基中并且在37 °C下在震蕩溫育箱（INN0VA44，得自新布倫茲威克科學(xué) 公司（New Brunswick Scientific))中溫育18至20小時(shí)。將含有大約1 X 109CFU/mL的所得 細(xì)菌原液在巴特非爾德氏緩沖液中連續(xù)稀釋以獲得大約1 X 105 C F U / m L種菌（大腸桿菌 (E.coli)懸浮液），其在共混碎牛肉樣品中接種以獲得具有大約1 X 103CFU/mL的"摻料牛肉 樣品"。
[0282] "摻料的碎火雞肉樣品"使用相同過程制備，不同的是使用碎火雞肉基質(zhì)。
[0283] 實(shí)施例6
[0284] 從實(shí)施例1的多孔制品中用模具沖壓出直徑為14毫米的圓盤并且將圓盤置于13毫 米的SWINNEX夾持器(購(gòu)自美國(guó)馬薩諸塞州沃爾瑟姆的密理博公司(Millipore(Waltham， MA，USA)))中。多孔制品以一式兩份進(jìn)行測(cè)試。使用注射器將lmL體積的摻料碎牛肉過濾通 過多孔制品圓盤。
[0285] 將濾液收集在1.5mL無菌聚丙烯離心管中。將100微升體積添加至900微升巴特非 爾德氏緩沖液以獲得1:10稀釋液。在混合之后，將100微升體積添加至900微升巴特非爾德 氏緩沖液以獲得1:100稀釋液。將碎牛肉樣品中的濾液凈(未稀釋)鍍覆在大腸桿菌板上。將 碎火雞肉樣品中的濾液以1:10和1:100稀釋液鍍覆在大腸桿菌板上。根據(jù)制造商的說明將 平板在37°c下溫育18-20小時(shí)。通過讀取PETRIFILM PLATE READER(得自3M公司（3M Company))中的平板獲得菌落計(jì)數(shù)。另外如上述的過程對(duì)過濾前(摻料的碎肉）樣品進(jìn)行稀 釋、鍍覆和讀取。過濾前碎牛肉樣品具有3950CFU/mL的平均菌落計(jì)數(shù)。
[0286] 基于從鍍覆的濾液和鍍覆的過濾前樣品獲得的菌落計(jì)數(shù)，使用公式B和公式C計(jì)算 捕集效率。結(jié)果示于表4中。
[0287] 公式B:對(duì)照％ =(來自鍍覆的濾液的菌落計(jì)數(shù)/來自過濾前樣品的菌落計(jì)數(shù)）X 100
[0288] 公式C:捕集效率或捕集％ = 100-對(duì)照％
[0289] 實(shí)施例7
[0290] 從實(shí)施例2的濕法成網(wǎng)中用模具沖壓出直徑為14mm的圓盤并且將圓盤置于13mm的 SWINNEX夾持器(購(gòu)自馬薩諸塞州沃爾瑟姆的密理博公司（Mi 11 ipore，Wa 1 tham，MA))中。濕 法成網(wǎng)以一式兩份進(jìn)行測(cè)試。使用注射器將lmL體積的摻料碎火雞肉過濾通過濕法成網(wǎng)圓 盤。
[0291] 將濾液收集在1.5mL無菌聚丙烯離心管中。將100微升體積添加至900微升巴特非 爾德氏緩沖液中以獲得1:10稀釋液。在混合之后，將100微升體積添加至900微升巴特非爾 德氏緩沖液中以獲得1:100稀釋液。將碎火雞肉樣品中的濾液以1:10和1:100稀釋液鍍覆在 大腸桿菌板上。根據(jù)制造商的說明將平板在37°C下溫育18-20小時(shí)。通過讀取PETRIFILM PLATE READER(得自3M公司（3M Company))中的平板獲得菌落計(jì)數(shù)。另外如上述的過程對(duì)過 濾前(摻料的碎肉）樣品進(jìn)行稀釋、鍍覆和讀取。過濾前碎火雞肉樣品具有3100CFU/mL的平 均菌落計(jì)數(shù)。
[0292] 基于從鍍覆的濾液和鍍覆的過濾前樣品獲得的菌落計(jì)數(shù)，使用公式B和公式C計(jì)算 捕集效率。結(jié)果示于表4中。
[0293] 表4:從碎肉樣品中除去大腸桿菌的效率
[0295] 實(shí)施例8和比較例3:從碎牛肉中除去單核細(xì)胞增多性李斯特菌
[0296] 碎牛肉購(gòu)自當(dāng)?shù)亓闶凵痰?。?1克碎牛肉（15%脂肪)樣品添加無菌的勻質(zhì)袋并且 與99ml巴特非爾德氏緩沖液在STOMACHER 400循環(huán)器實(shí)驗(yàn)室共混機(jī)（STOMACHER 400 Circulator Laboratory Blender)中以230rpm的速度共混30秒的周期以產(chǎn)生共混的碎牛 肉樣品基質(zhì)。
[0297] 將胰酶大豆瓊脂板上的過夜條紋狀培養(yǎng)基中的單核細(xì)胞增多性李斯特菌的單個(gè) 菌落接種到1 OmL的胰酶大豆液體培養(yǎng)基中并且在37 °C下在震蕩溫育箱（INN0VA44，得自新 布倫茲威克科學(xué)公司（New Brunswick Scientific))中溫育18至20小時(shí)。將含有大約IX 109CFU/mL的所得細(xì)菌原液在巴特非爾德氏緩沖液中連續(xù)稀釋以獲得大約1 X 106CFU/mL種 菌（單核細(xì)胞增多性李斯特菌懸浮液），其在共混碎牛肉樣品中接種以獲得具有大約IX 105CFU/mL的"摻料牛肉樣品"。
[0298] 實(shí)施例8
[0299] 從實(shí)施例1的多孔制品中用模具沖壓出14毫米直徑的多孔制品圓盤并且將圓盤置 于13mm的SWINNEX夾持器（購(gòu)自美國(guó)馬薩諸塞州沃爾瑟姆的密理博公司（Millipore (此1也&111，獻(xiàn)，1^)))中。使用0形環(huán)密封件防止在上游側(cè)上滲漏。將多孔制品圓盤置于支撐 篩網(wǎng)的頂部上，在多孔制品圓盤的頂部上添加0形環(huán)，并且閉合夾持器。
[0300] 多孔制品以一式兩份進(jìn)行測(cè)試。使用注射器將lmL體積的摻料碎牛肉過濾通過多 孔制品圓盤。
[0301] 將濾液收集在含有l(wèi)mL巴特非爾德氏緩沖液的1.5mL無菌聚丙烯離心管中。將來自 這些管的100微升體積添加至900微升巴特非爾德氏緩沖液以獲得1:10稀釋液。將過濾前樣 品（摻料的牛肉樣品）再次稀釋以獲得1:100的經(jīng)稀釋的過濾前樣品。將來自每種稀釋液的 100微升體積平鋪鍍覆在Μ0Χ瓊脂板上。將平板在37°C下溫育18-20小時(shí)，并且手動(dòng)分析菌落 計(jì)數(shù)。過濾前樣品具有52 X 103CFU/mL的平均菌落計(jì)數(shù)。
[0302] 圓盤T變黑，表明被捕集的單核細(xì)胞增多性李斯特菌的生長(zhǎng)。對(duì)未摻料的碎牛肉樣 品進(jìn)行鍍覆并且其具有約4CFU/ml的背景菌群水平。
[0303] 基于從鍍覆的濾液和鍍覆的過濾前樣品獲得的菌落計(jì)數(shù)，使用上述公式B和公式C 計(jì)算捕集效率。捕集％的結(jié)果示于表5中。
[0304] 比較例3
[0305] 從比較例1的纖維多孔基質(zhì)中用模具沖壓出直徑為14mm的圓盤并且使用注射器將 圓盤用于lmL摻料碎牛肉的過濾。如針對(duì)實(shí)施例8所述，濾液以一式兩份進(jìn)行測(cè)試。捕集％的 結(jié)果示于表5中。圓盤T變黑，表明被捕集的單核細(xì)胞增多性李斯特菌的生長(zhǎng)。
[0306] 表5:從碎牛肉中除去單核細(xì)胞增多性李斯特菌的效率
[0307]
[0308] *標(biāo)準(zhǔn)偏差為13%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多孔制品，包括： a) 多孔聚合物顆粒，其中所述多孔聚合物顆粒包含反應(yīng)混合物的聚合產(chǎn)物，所述反應(yīng) 混合物包含 i) 單體組合物，基于所述單體組合物的總重量計(jì)，所述單體組合物包含至少10重量％ 的式(I)的第一單體 CH2 = C (R1) - (CO) -0 [ -CH2-CH2-O ] p- (CO) -c (R1) = CH2 (I) 其中P為等于至少1的整數(shù)并且R1為氫或烷基;和 ii) 重均分子量為至少500克/摩爾的聚(丙二醇）， 其中從所述聚合產(chǎn)物中除去所述聚(丙二醇）以提供所述多孔聚合物顆粒；以及 b) 纖維多孔基質(zhì)，其中所述多孔聚合物顆粒分布在整個(gè)所述纖維多孔基質(zhì)內(nèi)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔制品，其中所述纖維多孔基質(zhì)包含非織造纖維。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多孔制品，其中所述反應(yīng)混合物包含 1)第一相，所述第一相具有第一體積并且包含 1) 式(II)的化合物 H0(-CH2CH(0H)CH20)n (II) 其中η為等于至少1的整數(shù);和 ii)非離子表面活性劑； 2) 第二相，所述第二相具有第二體積并且分散于所述第一相中，其中所述第一體積大 于所述第二體積，并且其中所述第二相包含 i) 所述單體組合物，基于所述單體組合物的總重量計(jì)，所述單體組合物包含至少10重 量％的式(I)的單體;和 ii) 重均分子量為至少500克/摩爾的所述聚(丙二醇）， 其中從所述聚合產(chǎn)物中除去所述聚(丙二醇）以提供所述多孔聚合物顆粒。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的多孔制品，其中所述單體組合物還包含具有一個(gè) (甲基)丙烯?；鶊F(tuán)的第二單體。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的多孔制品，其中所述單體組合物還包含式（III)、 式(IV)的第二單體 a^CRHcoX-Y-R2 (III) 012 = 0^-( CO )-0-R3 (IV) 其中 R1為氫或甲基； Y為單鍵、亞烷基、亞烷基氧或聚(亞烷基氧）； R2為碳環(huán)基團(tuán)或雜環(huán)基團(tuán)；并且 R3為直鏈或支鏈烷基。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的多孔制品，其中所述纖維多孔基質(zhì)包含聚合物纖 維。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的多孔制品，其中所述多孔制品包括基于所述多孔 制品的總干重計(jì)10至55重量％的多孔聚合物顆粒，和基于所述多孔制品的總干重計(jì)45至90 重量％的纖維多孔基質(zhì)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的多孔制品，其中所述纖維多孔基質(zhì)為非織造纖維 層，所述非織造纖維層包括多根聚合物纖維、無機(jī)纖維或它們的組合。9. 一種制備多孔制品的方法，所述方法包括： a) 提供多個(gè)多孔聚合物顆粒，其中所述多孔聚合物顆粒包含反應(yīng)混合物的聚合產(chǎn)物， 所述反應(yīng)混合物包含 i) 單體組合物，基于所述單體組合物的總重量計(jì)，所述單體組合物包含至少10重量％ 的式(I)的單體 CH2 = C (R1) - (CO) -0 [ -CH2-CH2-O ] p- (CO) -C (R1) = CH2 (I) 其中P為等于至少1的整數(shù)并且R1為氫或烷基;和 ii) 重均分子量為至少500克/摩爾的聚(丙二醇）， 其中從所述聚合產(chǎn)物中除去所述聚(丙二醇）以提供所述多孔聚合物顆粒；以及 b) 將所述多孔聚合物顆粒分布在整個(gè)纖維多孔基質(zhì)內(nèi)。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述反應(yīng)混合物包含 1)第一相，所述第一相具有第一體積并且包含 1) 式(II)的化合物 H0(-CH2CH(0H)CH20)n (II) 其中η為等于至少1的整數(shù);和 ii)非離子表面活性劑； 2) 第二相，所述第二相具有第二體積并且分散于所述第一相中，其中所述第一體積大 于所述第二體積并且其中所述第二相包含 i) 單體組合物，所述單體組合物包含至少10重量％的所述式(I)的單體;和 ii) 重均分子量為至少500克/摩爾的所述聚(丙二醇）， 其中從所述聚合產(chǎn)物中除去所述聚(丙二醇）以提供所述多孔聚合物顆粒。11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其中所述多孔制品包括基于所述多孔制品的總干 重計(jì)10至55重量％的多孔聚合物顆粒，和基于所述多孔制品的總干重計(jì)45至90重量％的纖 維多孔基質(zhì)。12. -種分離裝置，包括： a) 容器，所述容器具有入口和出口以供流體流穿過所述容器;和 b) 位于所述容器內(nèi)的根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的多孔制品。13. -種系統(tǒng)，包括： a)分離裝置，所述分離裝置包括 i) 具有入口和出口的容器;和 ii) 位于所述容器內(nèi)的根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的多孔制品；以及 b)穿過所述分離裝置的流體流，其中所述流體流進(jìn)入所述容器的所述入口并離開所述 容器的所述出口，并且與位于所述容器內(nèi)的所述多孔制品接觸。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述流體流包括靶材料，并且其中所述多孔制品 從所述流體流中除去所述革El材料。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述靶材料包括微生物。16. -種分離靶材料的方法，所述方法包括： a) 提供分離裝置，所述分離裝置包括 i) 具有入口和出口的容器;和 ii) 位于所述容器內(nèi)的根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的多孔制品；以及 b) 使包含靶材料的流體流穿過所述分離裝置，其中所述流體流進(jìn)入所述容器的所述入 口并離開所述容器的所述出口，并且與位于所述容器內(nèi)的所述多孔制品接觸； c) 從所述流體流中除去所述靶材料，其中由所述多孔制品結(jié)合或捕集所述靶材料。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述靶材料包括微生物。18. 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的方法，其中所述微生物在由所述多孔制品結(jié)合或捕集 之后為活性的。19. 根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項(xiàng)所述的方法，還包括檢測(cè)由所述多孔制品結(jié)合或捕 集的微生物的量。20. 根據(jù)權(quán)利要求16至19中任一項(xiàng)所述的方法，其中除去所述靶材料使所述流體流純 化。
【文檔編號(hào)】B01J20/28GK105828930SQ201480069469
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年12月16日
【發(fā)明人】M·T·克施爾薩加, H·薩霍亞尼
【申請(qǐng)人】3M創(chuàng)新有限公司