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切向流过滤 (TFF),也称为错流过滤,是生物制药和生命科学研究中用于澄清或浓缩细胞或微生物培养物的常用技术。在切向流过滤系统中,进料或起始混合物沿过滤膜表面通过,而不是垂直通过。TFF 是一种灵活的工艺,可以进行微滤或超滤。过滤器上的压力差驱动小于孔径的分子通过过滤器,同时进料溶液继续循环。在切向流过滤中,较大的组分被截留并沿膜表面通过,最后流回进料罐。进料是指被引导至膜表面的溶液。流过滤膜表面的部分液体是回流液,而通过膜的溶液是透过液。

在切向流过滤系统中,流体在膜表面流动会清除过滤器表面堆积的物质,防止过滤器堵塞。此外,您还可以再循环回流液溶液,以便彻底过滤大样品量,实现优化纯化。

TFF 与死端过滤的区别

切向流过滤和死端过滤 (NFF) 之间存在三点主要区别

  • TFF 过滤器使用膜分离进料流中的组分,而 NFF 过程使用膜、纸或其他过滤材料,如玻璃纤维。
  • 自动切向流过滤系统允许回流液溶液进行再循环,而在 NFF 中进料仅可通过过滤器一次。
  • 在 TFF 系统中,回流液留在溶液中可以进行回收。但是,NFF 需要对过滤器收集的材料进行重悬之后才能进一步处理。

切向流过滤系统的应用

TFF 广泛用于生物制药的研究、产品开发和生产,包括:

  • 细胞收获
  • 细胞或裂解物的澄清
  • 产品分馏
  • 产品浓缩
  • 洗滤

切向流过滤系统

切向流过滤系统通常包括以下组件:

  • 泵和阀门:一个或多个泵控制过滤系统中的液体流动。进料泵使进料持续流入过滤器,而回流液泵可控制回流液流量。许多 TFF 系统使用透过液泵来管理通过过滤器的透过液流量。有些特色输送泵可以控制向进料罐中添加缓冲液的流量。带有限流器的阀门有助于调节不同过程管线中的流量。通过控制泵转速和阀门限流可以在膜上产生压力。
  • 压力传感器:进料和回流液管线中的传感器可以进行过程监控以实现最大生产率。
  • 流量传感器:流量传感器放置在关键点,用于监测进料溶液、透过液和回流液的流速。
  • 进料罐液位传感器:监测进料罐中的液体体积。
  • 空气传感器:空气传感器位于进料流中,有助于连续监测进料中的气泡,以限制空气进入切向流过滤系统。还有其他传感器,用于监测 pH 值、温度、电导率和紫外等参数。

切向流过滤系统常见问题解答

以下是有关切向流过滤系统的一些常见问题的解答。

什么是切向流过滤系统?

切向流过滤系统包括过滤或浓缩液体(例如细胞裂解物或微生物细胞培养物)所需的组件和功能。例如,在上游应用程序中,ÄKTA readyflux™ 切向流过滤系统可以连接生物反应器系统,用于细胞培养补料的澄清。在下游应用中,ÄKTA readyflux™ TFF 系统可以连接 ÄKTA ready™ 一次性层析系统用于浓缩和缓冲液更换。Cytiva 提供适用于各种规模的一次性和传统 TFF 系统,以及一次性传统中空纤维滤器

 

与 NFF 相比,TFF 有什么优势?

  • TFF 可以形成防止“滤饼”,因而可以连续使用。
  • 在 TFF 中,过程进料保持流动浆液的形式,适合进行进一步处理。
  • 与 NFF 不同,在 TFF 过程中可以按颗粒大小进行分馏。

为什么要使用 TFF?

在 TFF 过程中,流过膜的流体可以去除膜表面的颗粒,从而实现连续运行。