Hule fibermembran, hvad er applikationer og fordele ved filtrering?

Hvad er en hul fibermembran?

Hollow fibermembran (HFM) er et syntetisk gennemskinneligt barriere materiale sammensat af utallige små hule fibre. Disse fine fibre er kendetegnet ved deres interne hule kanaler og er dækket med mikroporer. De screener partiklerne, der strømmer gennem dem med størrelsen på mikroporer, hvilket kun tillader molekyler af en bestemt størrelse eller mindre at passere, en proces baseret på molekylvægtskæret (MWCO) -standarden. Siden det først blev udviklet til omvendt osmose i 1960'erne, er anvendelsen af ​​hule fibermembraner udvidet til vandbehandling, afsaltning, cellekultur og medicin og vævsteknik. I kommercielle anvendelser er denne membran normalt integreret i filterelementet, hvilket giver et effektivt middel til den nøjagtige adskillelse af væsker.

Hvad er filtreringsprincippet for hule fiberkolonner?

Arbejdsprincippet for hule fiberkolonnekomponenter er baseret på membranfiltreringsteknologi. Kort sagt er hule fiberkolonner lavet af membraner, der bruges til filtrering i hule søjler. Når filtratet strømmer gennem midten af ​​den hule fibermembran, bruges den tangentielle flow filtrering (TFF) teknologi til at opnå effektiv adskillelse af store molekyler og små molekyler. TFF tillader stoffer at flyde parallelt med membranoverfladen i stedet for direkte gennem membranen, hvilket reducerer risikoen for blokering og forbedring af filtreringseffektiviteten.

Når væsken passerer gennem, tillader membranens porer kun molekyler af en bestemt størrelse at passere, mens større molekyler eller partikler bevares. Denne adskillelsesproces involverer normalt screening af fysisk størrelse og kan også involvere selektiv adskillelse af kemisk affinitet. Størrelsen på porerne på membranen bestemmer, hvilke stoffer der kan passere. Diameteren af ​​disse porer ligger normalt i området for nogle få nanometre til et par mikron, som kan tilpasses i henhold til applikationens behov. Til anvendelser, der kræver fjernelse af bakterier og vira, kan hule fibermembraner have porer, der er små nok til at tilvejebringe mikrofiltrering eller ultrafiltrationsfunktioner.

 

Introduktion til hulfiberkolonnekomponenter

Komponenterne i den hule fiberkolonne inkluderer:

1. hule fibermembran: Dette er den centrale del af den hule fiberkolonne, der er sammensat af flere hule fibermembraner lavet af MPES -materiale og er ansvarlig for adskillelse af stoffer under filtreringsprocessen. Hule fibermembraner er for det meste asymmetriske strukturer, der består af et fint overfladelag og et porøst understøttelseslag.

2. hus: lavet af korrosionsbestandigt gennemsigtigt polysulfonmateriale, det bruges til at beskytte de interne fibre og opretholde strukturens integritet.

3. Foder/Retentate Port: Lavet af hvid polysulfon, der er placeret øverst/bunden af ​​søjlen, der bruges til at guide væske ind og ud af fiberkolonnen.

4. Permeatport: Lavet af hvid polysulfon, placeret på siden af ​​søjlen, hvor den filtrerede væske forlader membranen.

5. Sluthætter: Luk begge ender af fiberbundtet for at sikre, at væsken kun kan passere gennem indersiden af ​​den hule fiber.

6. Interne sæler: Lavet af polyurethan/epoxyharpiks, indpakning af hver hule fiberkolonne, tilvejebragt et understøttelsessted til den hule fiberkolonne og isolere foderstrømningskanalen fuldstændigt og Permeate Flow Channel.

7. O-ringe/sæler: lavet af silikone, for at sikre, at der ikke er nogen væskelækage i kolonnen og opretholder integriteten af ​​det lukkede system.

Disse komponenter i den hule fiberkolonne fungerer sammen for at sikre effektiviteten og pålideligheden af ​​filtreringsprocessen, der er egnet til en række industrielle og laboratorieapplikationer.

 

Hvad er fordelene ved hule fibre?

1. høj strømningshastighed og høj belastningskapacitet.

Hule fibermembraner har et højt forhold mellem overfladeareal og volumen, hvilket betyder, at de kan behandle store mængder væske i et lille rum. Specifikt kan de: (1) øge behandlingskapaciteten: I udstyr med samme volumen kan hule fibermembraner behandle flere væsker på grund af deres større overfladeareal, hvilket er særlig vigtigt for industrielle anvendelser, der kræver behandling af store mængder væske. (2) Forbedre adskillelseseffektivitet: Et større overfladeareal betyder flere muligheder for væske til at kontakte membranen og hyppigere og effektiv materiel udveksling under separationsprocessen. Dette forbedrer ikke kun separationseffektiviteten, men sikrer også kvaliteten og renheden af ​​det endelige produkt.

2. mild og lav forskydningsstyrke.

Hule fibermembraner har en skærmfri åben rørformet flowkanalstruktur, som undgår uregelmæssig og voldelig turbulens under cirkulationen af ​​biologiske væsker, så de har lavere forskydningsstyrke. Mild betingelser kan effektivt forhindre aggregering og konformationelle ændringer af biologiske makromolekyler, såsom proteiner, hvilket er gavnligt for at beskytte integriteten af ​​makromolekyler, såsom virale proteiner og forbedre aktivitetsudbyttet af målprøver.

I nogle biofarmaceutiske produktionsprocesser har TFF -trinnet særlige krav, hvilket resulterer i lave genvindingshastigheder, herunder blokering, overdreven stress, forskydningsfølsomhed af målmolekylet eller høj viskositet.

3. enkel drift og nem produktion.

Hule fibermembransøjler er designet til at opnå enklere og hurtigere lægemiddeludvikling og produktion ved at minimere udstyrsdriftstrin, såsom befugtning og sterilisering. Engangsmembransøjler eliminerer behovet for rengøringsløsninger og rengøringsvalidering.

4. Fornybarhed.

Hule fiberkolonner kan rengøres og regenereres ved hjælp af 0. 5m NaOH. Ved blot at cirkulere NaOH -opløsningen gennem den hule fiberkolonne, kan resterne fastgjort til membranoverfladen fjernes effektivt og derved hurtigt gendanne sin originale filtreringseffektivitet og således undgå de høje omkostninger ved hyppig membranudskiftning.

5. Pålidelig lineær amplifikationsydelse.

Den hule fiberrørformede strømningsvej er enkel, tabet af fluidstrømningstrykket er lille, og TMP -membrantrykket er ensartet langs strømningsstien, hvilket er befordrende for at forbedre den samlede udnyttelse af membranområdet. Den modne rørformede flow sti -væskemekanikmodel giver et perfekt teoretisk grundlag for direkte lineær amplifikation og sikrer succesraten for procesforstærkning.

 

Typiske anvendelser af hule fiberkolonner

Hule fiberkolonner spiller en vigtig rolle i bioteknologien og farmaceutiske industrier, og deres anvendelsesområder er brede, hovedsageligt inklusive:

1. Oprensning og koncentration af vacciner: Hule fiberkolonner kan koncentrere vaccinepræparater og øge deres koncentration i det endelige produkt, mens de fjerner uønskede små molekyle urenheder gennem dialyse for at forbedre renheden og sikkerheden ved vacciner.

2. Oprensning og koncentration af virale vektorer: I genterapi og vaccineudvikling er høj renhed af virale vektorer et must. Hule fiberkolonner kan effektivt adskille virale vektorer gennem sortering af fysisk størrelse, bevare deres integritet og aktivitet og fjerne små molekyler gennem dialyse for at forbedre oprensningseffektiviteten.

3. afklaring og filtrering af celler og bakterier i fermenteringsbuljong: hulfiberkolonner kan hurtigt fjerne celler og bakterier fra den biologiske blanding produceret ved gæring, klar turbiditet og tilvejebringe rene udgangsmaterialer til efterfølgende ekstraktions- og oprensningstrin.

4. Genvinding og vask af celler og bakterier: Efter cellekulturen og mikrobiel gæringsproces skal celler udvindes for yderligere analyse eller produktekstraktion. Hule fiberkolonner kan effektivt indsamle celler og fjerne urenheder fra kulturmediet, mens det giver et blidt vaskemiljø for at opretholde celleintegritet.

5. Proteinkoncentration og dialyse: Hule fiberkolonner er især vigtige i proteinteknik. De kan ikke kun koncentrere proteinopløsninger, men også fjerne salte og andre små molekyle -urenheder, hvilket er afgørende for udvikling og produktion af proteinlægemidler.

Disse applikationsområder demonstrerer alsidigheden og effektiviteten af ​​hule fiberkolonner i moderne bioprocesser og spiller således en nøglerolle i forberedelse, rengøring og forarbejdning af biologiske produkter.