一种猪繁殖与呼吸综合征病毒超滤纯化系统的制作方法

1.本发明涉及病毒繁殖技术领域，尤其涉及一种猪繁殖与呼吸综合征病毒超滤纯化系统。


背景技术：

2.猪繁殖与呼吸综合征(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,prrs)是一种烈性接触性传染病,暴发的疾病以流产(10％-50％)、母猪死亡(5％-10％)、商品猪死亡超过50％、仔猪断奶前死亡、呼吸道疾病为特征，近几年，该病在国内呈现明显的高发趋势，对养猪业造成了重大损失，已成为严重威胁中国养猪业发展的重要传染病之一。
3.prrs的病原是猪繁殖与呼吸综合征病毒(prrsv)，是迄今为止所发现的变异率很高的一种rna病毒，prrsv既可水平传播，又可垂直传播。通过口腔、鼻腔、肌肉、腹腔、生殖道等多种途径感染，感染后的猪又从唾液、尿、精液和乳汁中排毒。由于prrsv侵入猪体后，免疫系统遭到破坏，导致机体免疫力下降，可与圆环病毒ⅱ型感染、细小病毒病、伪狂犬病毒病等混合感染。
4.目前用于防治该病主要的技术手段还是prrs疫苗，常规工艺生产的猪繁殖与呼吸综合征灭活疫苗在临床应用中有一定的副反应，主要与病毒抗原中所含的抗原外成分有关(无效蛋白)。比如生产过程中的培养基、血清以及宿主细胞碎片蛋白，它不仅能引起机体的过敏反应，还有可能引起机体对蛋白药物产生抗体，所以在注重抗原浓度的同时，还必须考虑抗原的纯度，纯度越高，杂蛋白含量越少，动物对疫苗的应激越小。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的是提供一种猪繁殖与呼吸综合征病毒超滤纯化系统，通过设置的三级过滤纯化系统，能够将疫苗中的无效蛋白去除95％以上，能够有效提高抗原纯度，减少动物对疫苗的应激反应。
6.本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
7.一种猪繁殖与呼吸综合征病毒超滤纯化系统，包括通过管道依次连接的第一浓缩罐、第二浓缩罐和第三浓缩罐，所述第一浓缩罐前设置有微滤器，所述第一浓缩罐和第二浓缩罐之间设置有第一超滤膜包，第二浓缩罐和第三浓缩罐之间设置有第二超滤膜包，所述第一超滤膜包和第二超滤膜包内分别安装有第一超滤膜、第二超滤膜，所述第一超滤膜的孔径大于目标病毒的分子量，所述第二超滤膜的孔径小于目标病毒的分子量。
8.进一步，所述第一超滤膜的孔径为35-40nm，第二超滤膜的孔径为15-25nm。
9.进一步，所述第一超滤膜和第二超滤膜均为改性聚醚砜超滤膜，所述改性聚醚砜超滤膜包括以下重量份原料：聚醚砜95-100份、聚乙烯吡咯烷酮3-5份、复合改性颗粒15-20份、二甲基乙酰胺2-4份。
10.进一步，所述复合改性颗粒是将改性蒙脱石经聚丙烯酸插层改性后，再与纳米纤
维素晶复合而成。
11.本发明复合改性颗粒，由于蒙脱石属于多层结构，通过聚丙烯酸对改性蒙脱石进行插层改性，能够增加改性蒙脱石层与层之间距离，进而将改性蒙脱石进行层的剥离，将其加入基体材料中，有利于提高基体材料的滑动性能，有利于成膜，同时增加超滤膜的拉伸强度，同时加入的聚丙烯酸和聚醚砜的相容性较好，二者还能够发生交联反应，通过聚丙烯酸的加入能够改善复合改性颗粒和基体材料之间的相容性，弱化复合改性颗粒和基体材料之间的界面效应，使得复合改性颗粒对基体材料的改性效果更好；而其和纳米纤维素晶的复合，一方面，纳米纤维素晶具有良好的亲水性，因此能够有效提高超滤膜的亲水性，提高超滤膜的抗污染性，另一方面，通过改性蒙脱石对纳米纤维素晶也起到一定的约束作用，使得纳米纤维素晶在基体材料中不易发生团聚，能够在基体材料中分散较好，对膜的改性效果更好，因此，本发明中的复合改性颗粒通过改性蒙脱石、马来酸酐接枝聚丙烯、纳米纤维素晶之间的相互作用，在增加基体材料的强度的同时也提高了韧性，三者相辅相成，提高了超滤膜的力学性能的同时还提高了超滤膜的亲水性，增加了其抗污染性能。
12.进一步，所述改性聚醚砜超滤膜的制备方法为：将经过预处理的复合改性颗粒加入二甲基乙酰胺中，超声分散30-45min，加入聚醚砜搅拌溶解后，加入过硫酸铵和十二烷基苯甲酸钠，持续通入氮气30min后，在氮气气氛下升温至80-95℃，保温搅拌反应3-5h，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，持续搅拌反应2-3h，得到铸膜液，停止搅拌，保温静置脱泡6h，冷却至室温，刮膜，冷却成型，然后于蒸馏水中浸泡2-3d，干燥得到改性聚醚砜超滤膜。
13.进一步，所述复合改性颗粒的预处理为：取复合改性颗粒搅拌分散于去离子水中，加入硝酸铈铵和浓硫酸，常温下持续搅拌反应1-2h，反应完成后过滤，滤饼洗涤至中性烘干。
14.通过硝酸铈铵和浓硫酸对复合改性颗粒进行预氧化处理，能够有利于复合改性颗粒和聚醚砜之间的结合。
15.进一步，所述复合改性颗粒的制备方法如下：
16.s1：将改性蒙脱土搅拌分散于丙酮溶液中，加入丙烯酸单体，磁力搅拌混合均匀后，加入十六烷基三甲基溴化胺和过氧化苯甲酰胺，搅拌混匀后油浴加热至100-120℃，保温反应90-120min，然后在室温下真空除去丙酮，得到物料一；
17.s2：将纳米纤维素晶搅拌分散于甲苯中，超声分散得到悬浮液，将混合物料一置于球磨机中，加入悬浮液，于200-300rpm的速度下球磨30-45min，取出，减压回收甲苯，得到固体烘干后，远红外加热至70-75℃加热过程中搅拌，同时喷入1-2wt％壳聚糖乙酸溶液，喷完后继续搅拌10-15min，烘干，得到复合改性颗粒。
18.在复合改性颗粒的制备过程中，利用球磨提高物料一和纳米纤维素晶的表面能，促使二者的复合，同时球磨后喷入壳聚糖溶液，在红外线加热条件下壳聚糖析出，能够将纳米纤维素晶和改性蒙脱土更稳定的复合在一起，同时壳聚糖也具备良好的亲水性，进而有利于复合改性颗粒对聚醚砜抗污染性能的增强。
19.进一步，所述改性蒙脱石的制备方法为：将蒙脱石搅拌分散于0.9wt％的生理盐水中，加热至沸腾后，冷却至室温，过滤洗涤干净后，再搅拌分散于去离子水中，滴加加入四甲基氯化铵溶液，于80-90℃条件下反应4h，反应完成后抽滤、洗涤、干燥后碾磨得到改性蒙脱石。
20.将蒙脱石浸泡于生理盐水中，能够增加蒙脱石层间的距离，再经过四甲基氯化铵溶液进行活化，更有利于后续反应
21.进一步，所述改性蒙脱石的制备中，蒙脱石、四甲基氯化铵溶液的质量比为1:(0.2-0.5)。
22.本发明的有益效果：
23.1、本发明的一种猪繁殖与呼吸综合征病毒超滤纯化系统，通过设置的三级过滤纯化系统，能够将疫苗中的无效蛋白去除95％以上，能够有效提高抗原纯度，减少动物对疫苗的应激反应。
24.2、本发明的一种猪繁殖与呼吸综合征病毒超滤纯化系统，使用改性聚醚砜超滤膜进行过滤，具有良好的抗污染性能，能够在一定程度上减少病毒蛋白的对膜表面的堵塞，从而有效提高超滤膜的使用寿命和工作效率。
具体实施方式
25.以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明：
26.本发明的一种猪繁殖与呼吸综合征病毒超滤纯化系统，包括通过管道依次连接的第一浓缩罐、第二浓缩罐和第三浓缩罐，第一浓缩罐前设置有微滤器，第一浓缩罐和第二浓缩罐之间设置有第一超滤膜包，第二浓缩罐和第三浓缩罐之间设置有第二超滤膜包，第一超滤膜包和第二超滤膜包内分别安装有第一超滤膜、第二超滤膜，第一超滤膜的孔径大于目标病毒的分子量，第二超滤膜的孔径小于目标病毒的分子量，具体的，第一超滤膜的孔径为35-40nm，第二超滤膜的孔径为15-25nm，其中，第一超滤膜和第二超滤膜均为改性聚醚砜超滤膜。具体如下：
27.实施例一
28.改性蒙脱石的制备
29.将25g蒙脱石搅拌分散于500ml、0.9wt％的生理盐水中，加热至沸腾后，冷却至室温，过滤洗涤干净后，再搅拌分散于600ml的去离子水中，滴加加入10ml、5wt％的四甲基氯化铵溶液，于80-90℃条件下反应4h，反应完成后抽滤、洗涤、干燥后碾磨得到改性蒙脱石。
30.复合改性颗粒的制备
31.s1：将20g改性蒙脱土搅拌分散于150ml丙酮溶液中，加入5g丙烯酸单体，磁力搅拌混合均匀后，加入0.5g十六烷基三甲基溴化胺和0.2g过氧化苯甲酰胺，搅拌混匀后油浴加热至110℃，保温反应100min，然后在室温下真空除去丙酮，得到物料一；
32.s2：将12g纳米纤维素晶搅拌分散于100ml甲苯中，超声分散得到悬浮液，将混合物料一置于球磨机中，加入悬浮液，于300rpm的速度下球磨30min，取出，减压回收甲苯，得到固体烘干后，远红外加热至70℃加热过程中搅拌，同时喷入20ml、2wt％壳聚糖乙酸溶液，喷完后继续搅拌10-15min，烘干，得到复合改性颗粒。
33.复合改性颗粒的预处理为：取10g复合改性颗粒搅拌分散于200ml去离子水中，加入1g硝酸铈铵和20ml浓硫酸，常温下持续搅拌反应1-2h，反应完成后过滤，滤饼洗涤至中性烘干。
34.按照配比分别称取100份聚醚砜、3份聚乙烯吡咯烷酮、18份复合改性颗粒和4份二甲基乙酰胺，将经过预处理的复合改性颗粒加入二甲基乙酰胺中，超声分散30min，加入聚
醚砜搅拌溶解后，加入2重量份过硫酸铵和1重量份十二烷基苯甲酸钠，持续通入氮气30min后，在氮气气氛下升温至90℃，保温搅拌反应5h，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，持续搅拌反应2h，得到铸膜液，停止搅拌，保温静置脱泡6h，冷却至室温，刮膜，冷却成型，然后于蒸馏水中浸泡3d，干燥得到改性聚醚砜超滤膜。
35.将制备得到的改性聚醚砜超滤膜用于本技术的纯化系统进行猪繁殖与呼吸综合征病毒的纯化，其中无效蛋白的去除率为96％，经测试改性聚醚砜超滤膜的接触角为104.9
°
，截留牛血清蛋白后通量恢复率达到83.6％。
36.实施例二
37.改性蒙脱石的制备与实施例一相同。
38.复合改性颗粒的制备
39.s1：将20g改性蒙脱土搅拌分散于150ml丙酮溶液中，加入8g丙烯酸单体，磁力搅拌混合均匀后，加入0.8g十六烷基三甲基溴化胺和0.2g过氧化苯甲酰胺，搅拌混匀后油浴加热至120℃，保温反应90min，然后在室温下真空除去丙酮，得到物料一；
40.s2：将11g纳米纤维素晶搅拌分散于100ml甲苯中，超声分散得到悬浮液，将混合物料一置于球磨机中，加入悬浮液，于300rpm的速度下球磨45min，取出，减压回收甲苯，得到固体烘干后，远红外加热至75℃加热过程中搅拌，同时喷入20ml、1wt％壳聚糖乙酸溶液，喷完后继续搅拌10-15min，烘干，得到复合改性颗粒。
41.复合改性颗粒的预处理为：取15g复合改性颗粒搅拌分散于200ml去离子水中，加入1.2g硝酸铈铵和22ml浓硫酸，常温下持续搅拌反应1h，反应完成后过滤，滤饼洗涤至中性烘干。
42.按照配比分别称取95份聚醚砜、5份聚乙烯吡咯烷酮、20份复合改性颗粒和3份二甲基乙酰胺，将经过预处理的复合改性颗粒加入二甲基乙酰胺中，超声分散45min，加入聚醚砜搅拌溶解后，加入2重量份过硫酸铵和1重量份十二烷基苯甲酸钠，持续通入氮气30min后，在氮气气氛下升温至80℃，保温搅拌反应3h，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，升温至85℃，持续搅拌反应3h，得到铸膜液，停止搅拌，保温静置脱泡6h，冷却至室温，刮膜，冷却成型，然后于蒸馏水中浸泡2d，干燥得到改性聚醚砜超滤膜。
43.将制备得到的改性聚醚砜超滤膜用于本技术的纯化系统进行猪繁殖与呼吸综合征病毒的纯化，其中无效蛋白的去除率为95％，经测试改性聚醚砜超滤膜的接触角为102.6
°
，截留牛血清蛋白后通量恢复率达到82.7％。
44.实施例三
45.改性蒙脱石的制备与实施例一相同。
46.复合改性颗粒的制备
47.s1：将20g改性蒙脱土搅拌分散于150ml丙酮溶液中，加入10g丙烯酸单体，磁力搅拌混合均匀后，加入0.6g十六烷基三甲基溴化胺和0.1g过氧化苯甲酰胺，搅拌混匀后油浴加热至100℃，保温反应120min，然后在室温下真空除去丙酮，得到物料一；
48.s2：将10g纳米纤维素晶搅拌分散于100ml甲苯中，超声分散得到悬浮液，将混合物料一置于球磨机中，加入悬浮液，于250rpm的速度下球磨40min，取出，减压回收甲苯，得到固体烘干后，远红外加热至70℃加热过程中搅拌，同时喷入20ml、1wt％壳聚糖乙酸溶液，喷完后继续搅拌10-15min，烘干，得到复合改性颗粒。
49.复合改性颗粒的预处理为：取13g复合改性颗粒搅拌分散于200ml去离子水中，加入1.1g硝酸铈铵和25ml浓硫酸，常温下持续搅拌反应2h，反应完成后过滤，滤饼洗涤至中性烘干。
50.按照配比分别称取95份聚醚砜、4份聚乙烯吡咯烷酮、15份复合改性颗粒和2份二甲基乙酰胺，将经过预处理的复合改性颗粒加入二甲基乙酰胺中，超声分散40min，加入聚醚砜搅拌溶解后，加入2重量份过硫酸铵和1重量份十二烷基苯甲酸钠，持续通入氮气30min后，在氮气气氛下升温至95℃，保温搅拌反应4h，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，升温至90℃，持续搅拌反应2h，得到铸膜液，停止搅拌，保温静置脱泡6h，冷却至室温，刮膜，冷却成型，然后于蒸馏水中浸泡3d，干燥得到改性聚醚砜超滤膜。
51.将制备得到的改性聚醚砜超滤膜用于本技术的纯化系统进行猪繁殖与呼吸综合征病毒的纯化，其中无效蛋白的去除率为97％，经测试改性聚醚砜超滤膜的接触角为105.8
°
，截留牛血清蛋白后通量恢复率达到86.4％。
52.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。