Hvad er forskellen mellem normal flowfiltrering og tangential flowfiltrering?
Blandt de forskellige tilgængelige filtreringsmetoder er normal flowfiltrering (NFF) og tangentiel flowfiltrering (TFF) to almindeligt anvendte metoder til klaring og separation til både opstrøms- og nedstrømsbehandling i fremstillingsprocessen for biofarmaceutiske produkter. I denne artikel vil vi forklare forskellene mellem TFF og NFF, og deres respektive fordele og ulemper.
Forstå normal flowfiltrering
Normal flowfiltrering (også kendt som blindgydefiltrering) er en konventionel filtreringsmetode, hvor opløsninger flyder lodret gennem membranen. Molekyler større end membranporer bevarer og mindre molekyler passerer igennem.
Fordele:
Normal flow filtrering er meget udbredt i forskellige industrier i mange år, hvilket gør det nemmere at finde passende filtre og membraner. Det normale flow filtreringssystem er ligetil og nemt at sætte op end TFF system.
Ulempe:
Normal flowfiltrering har dog en ulempe, at makromolekyler har tendens til at akkumulere på membranoverfladen og danner et lag kendt som enfilterkage. Efterhånden som filtreringstiden øges, bliver dette lag tykkere, hvilket fører til reduceret filtreringseffektivitet og en kortere levetid for membranen.
Forstå Tangential Flow Filtrering
Ved tangentiel strømningsfiltrering strømmer væsken tangentielt hen over membranoverfladen, og den transmembrane trykforskel, der skabes af væsken, presser en del af opløsningen mod filtermembranen, mens den tilbageholdte del cirkulerer tilbage gennem systemet.
Fordele:
1. Ingen filterkage
Ved tangentielle flowfiltreringer flyder prøven og skyller membranoverfladen, hvilket forhindrer akkumulering af makromolekyler og minimerer koncentrationspolarisering fra reduceret strømningshastighed. Så det sikrer en ensartet flowhastighed og forlænger filtermembranens levetid betydeligt. Ydermere bestemmes og opretholdes det transmembrane tryk, hvilket gør det muligt at behandle et stort volumen med et optimalt membranoverfladeareal.
2. Blid adskillelse:
TFF opererer ved lavt transmembrantryk, hvilket sikrer skånsom adskillelse og minimal forskydningsbelastning på følsomme biomolekyler. Forskydningshastigheden kan reguleres nøjagtigt ved at ændre fødestrømningshastigheden.
3. Koncentration og diafiltrering
Ydermere opsamles permeatet, der passerer gennem membranen, mens den resterende væske recirkuleres og koncentreres, hvilket gør det muligt at udveksle buffere (diafiltrering) under tangentiel flowfiltrering.
4. Lineær opskalering
Endelig er TFF-systemer modulopbygget, hvilket giver mulighed for fleksibilitet i at øge filtreringsområdet ved at tilføje flere moduler eller øge længden (hulfibermoduler). Af denne grund er de fleste TFF-enheder lineært skalerbare.
5. Genanvendelig
Med korrekt rengøring og opbevaring kan TFF-enheder genbruges, hvilket væsentligt reducerer omkostningerne til forbrugsvarer end normal flowfiltrering.
Ulempe:
Kompleksitet:For at opnå optimal ydeevne er det vigtigt at finjustere driftsbetingelserne, herunder transmembrantryk, krydsstrømningshastighed og temperatur osv.
Derfor kan TFF-systemer være mere komplekse at opsætte og betjene sammenlignet med normal flowfiltrering, hvilket kræver ekstra udstyr såsom holdere, pumper, tryksensorer og pådrager sig omkostningerne ved at implementere robuste styresystemer for at opretholde ideelle driftsforhold. Hvilket også vil føre til en højere initial investeringsomkostning.
