[发明专利]仿生膜及其用途

权利要求书

1.液膜系统，其形式为含有生物通道的整体液膜(BLM)、含有生物通道的乳液液膜(ELM)和含生物通道的支撑(固定化)液膜(SLM)或其组合，其中所述液膜系统包含由一种或多种两亲性化合物形成的囊泡，所述两亲性化合物形成其中已掺入有生物通道的双分子层，并且其中所述囊泡还包含稳定性油相。

2.权利要求1的液膜系统，其中所述生物通道是水通道蛋白水通道。

3.权利要求1的液膜系统，其中所述生物通道选自氮化硼纳米管、碳纳米管、两亲性孔形成分子，包括跨膜通道分子β-桶孔，如α-溶血素和OmpG、FomA和VDAC；跨膜肽孔丙甲菌素、缬氨霉素和短杆菌肽A，包括其衍生物和合成肽；离子通道，或离子选择性离子载体。

4.前述权利要求中任一项的液膜系统，其中所述两亲性化合物是脂质。

5.前述权利要求中任一项的液膜系统，其中所述油相包含选自以下的组分：固醇、鲨烯、角鲨烷、α-生育酚、类何帕烷、异戊二烯类包括酯化多萜醇、泛醌(Q10)、霍霍巴油、轻矿物油、亚麻子油、大豆油、花生油、磷脂稳定的鲨烯或者大豆油、磷脂与甘油的乳液，以及烷如癸烷、十一烷、十二烷；及其混合物。

6.前述权利要求中任一项的液膜系统，其中所述生物通道以相对于囊泡表面积为1％到约70％的比例存在。

7.前述权利要求中任一项的液膜系统，其中所述囊泡具有高至1000μm的近似最大直径。

8.从含水液体中提取水的方法，其包括以下步骤：

a)将一定量的前述权利要求中任一项所述液膜系统混合到第一含水液体中以形成悬液，所述第一含水液体的渗透压低于所述囊泡，

b)允许所述悬液中的囊泡从所述第一液体中吸收纯水并膨胀，只要存在渗透压梯度，

c)从所述第一液体中分离已膨胀的囊泡，和

d)将来自步骤c)的所述囊泡重悬于第二含水液体中，所述第二含水液体的渗透压高于已膨胀囊泡的压力，以允许囊泡中提取的水流入所述第二液体并稀释所述第二液体，只要存在渗透压梯度，使得囊泡处于非膨胀状态。

9.权利要求7的方法，其中所述第一含水液体选自天然水源，如海水、河水、湖水、半咸水、雨水；对水通道蛋白水通道无毒的废水；或生物流体，包括酒、果汁和蔬菜汁、乳、全血、血浆、尿、唾液、汗或匀浆组织。

10.权利要求7或8的所述方法，其中通过离心或过滤进行从第一液体中分离已膨胀囊泡的步骤。

11.权利要求8至10任一项的方法，其中所述方法用于将海水脱盐，其中盐水是原料液或第一含水液体，含C0₂/NH₃的水溶液是抽取液或第二含水液体。

12.用于从含水液体介质中提取纯水的装置，其包含一个或多个权利要求1到7任一项的液膜。

13.权利要求12的装置，其中所述装置是双模块中空纤维支撑液膜接触器模块或液体小室外流膜接触器。

14.无溶剂巨型蛋白质囊泡，其基本由水分散系中的油、两亲性脂质和跨膜蛋白通道组成，其中所述脂质与蛋白质的摩尔比为1∶50到约1∶400。

15.组合物，其包含权利要求14的巨型蛋白质囊泡。

16.制备巨型蛋白质囊泡的方法，所述巨型蛋白质囊泡基本由水分散系中的油、两亲性脂质和跨膜蛋白通道组成，并且其中所述脂质与蛋白质的摩尔比为约1∶50到约1∶400，所述方法包括以下步骤：

a)从干燥的脂质溶液制备脂质体，所述干燥的脂质溶液已经在含有去污剂的缓冲液中进行了再水化，并通过约100nm到约500nm孔径的滤器挤出，

b)将来自a)的脂质体与跨膜蛋白溶液混合，其中所述蛋白任选地与荧光标记连接，

c)使用约10kDa的分子量截留将来自b)的混合物透析过夜，

d)分离步骤c)中形成的脂蛋白体囊泡，例如通过离心分离，

e)任选地获得所形成GPV的与所用荧光标记相容的吸收谱，以验证所述跨膜蛋白正确插入到囊泡膜中，和

f)将步骤d)中获得的脂蛋白体与油相溶液中的脂质以约1∶3v/v到约1∶12v/v的摩尔比混合，所述油相溶液含有与步骤a)中相同的脂质，由此导致由所述脂蛋白体形成GPV。