Какви са методите за почистване на касета с плосък лист хартия?

Ако работите в биотехнологиите, фармацевтичното производство или друга област, която използва ултрафилтрация за концентриране, пречистване или разделяне на биомолекули (помислете за протеини, антитела или супернатанти от клетъчни култури), вероятно сте работили с касети с плоски листове. Доставчик съм на тях повече от десетилетие и един въпрос, който получавам много по-често от спецификациите на продукта, е: „Какъв е правилният начин да почистя моята касета за плоски листове?“ Пропуснете общите хакове за изплакване и избърсване, които може да намерите в старите лабораторни ръководства – почистването не означава само да изглежда красиво. Става въпрос за поддържане на производителността на филтриране на ниво, удължаване на живота на вашите касети (което ви спестява много пари в дългосрочен план) и избягване на кръстосано замърсяване между партидите. Ако сте тук, вероятно вече знаете, че лошото почистване води до неща като по-ниски скорости на потока, по-кратък живот на касетите или дори разрушени партиди. Нека да разбием това стъпка по стъпка, без изискан жаргон, само откровения говор, който давам на клиентите си, когато се обаждат в паника за запушена касета.

Първо, нека се уверим, че сме на една страница относно това, за което говорим. Касетите с плоски листове са гръбнакът на системите за филтриране на тангенциален поток (TFF) – те са тези тънки, слоести мембранни единици, които разделят захранващия поток на два потока: пермеат (това, което преминава през мембраната) и ретентат (това, което се задържа). Ако търсите конкретни модели, тук имаме цяла линия:Серия Касети-TFF-филтрация, включителноКасети за ултрафилтрация с тангенциален поток,100kd ултрафилтрационни касети, иУлтрафилтрационни касети с окачени екрани. Сега към частта за почистване. Нека започнем с изплакването веднага след употреба – това не подлежи на обсъждане, като да събуете обувките си след разходка под дъжда. Изчакването дори един час след употреба позволява на остатъците да изсъхнат върху мембраната, а изсъхналият протеин или клетъчните остатъци се отстраняват много по-трудно, като лепилото, което е втвърдено. За тази първа стъпка искате да използвате същия тип вода, която бихте използвали за лабораторна подготовка или производство – филтрирана дейонизирана (DI) вода, а не чешмяна вода. защо Водата от чешмата има минерали и хлор, които могат да реагират с остатъчните биомолекули, което влошава замърсяването. Прекарайте DI водата през касетата със същата скорост на потока, която сте използвали по време на филтрирането. Не повишавайте налягането супер високо веднага – ниско до умерено налягане (10–15 psi) е най-доброто тук. Първо ще видите, че пермеатът излиза мътен; продължете, докато стане напълно бистър и ретентатът вече не е пенлив. Ако вашата касета е имала високи концентрации на неща като клетъчен лизат или плътни протеинови разтвори, може да се наложи да направите две бързи DI изплаквания вместо едно. Тази стъпка отнема 5–10 минути, но е най-важна за предотвратяване на образуването на замърсяване.

След това, ако имате леко до умерено замърсяване - като натрупване на протеини, което не е изчезнало при първото изплакване - време е за основно измиване. Най-добрият вариант тук е разреден алкален разтвор, обикновено натриев хидроксид (NaOH), в концентрация 0,1–0,5 М. Знам какво си мислят някои от вас: „NaOH е суров, няма ли да увреди мембраната?“ Стига да не го оставяте включен твърде дълго, той е напълно безопасен. Алкалните разтвори разграждат протеиновите връзки, разтварят органичните остатъци и дори убиват всички микроби, които са се промъкнали в касетата. Професионален съвет: загрейте разтвора на NaOH до 30–40°C (86–104°F), преди да го прекарате. Топлината кара алкалния разтвор да действа много по-бързо, намалявайки времето за контакт. Пуснете го през касетата за 15–30 минути, все още при тази умерена скорост на потока. Не оставяйте разтвора да стои застоял в касетата обаче – застоялата алкалност може да причини пикове на pH, които износват мембраната с течение на времето. След измиването промийте отново с DI вода, докато pH на пермеата стане неутрално (тествайте го с pH лента, лесно като това). Ако вашето замърсяване е изключително упорито, като остатъци от моноклонални антитела или нуклеинови киселини, можете да добавите малко количество повърхностно активно вещество - нещо като 0,1% Tween 20 - към разтвора на NaOH. Повърхностноактивните вещества помагат да се отстранят хидрофобните остатъци от повърхността на мембраната, нещо като сапун за съдове за мазнина. Просто се уверете, че сте изплакнали това повърхностно активно вещество супер добре след това, или може да обърка скоростта на потока на следващото ви филтриране.

Сега нека поговорим за по-сериозно замърсяване, защото понякога дори най-доброто първоначално измиване не е достатъчно. Може би сте обработили супернатант на клетъчна култура с много неразтворими остатъци или партида с високи нива на полизахариди, които се залепват за мембраната. За целта се нуждаете от по-силно химическо почистване, понякога наричано „дезинфекциращо почистване“ или „CIP (почистване на място)“ стъпка, ако работите с цяла система. Тук препоръчвам ензимен почистващ препарат – мислете за него като за специална ензимна смес, която прояжда твърдите органични остатъци. Ензимните почистващи препарати работят много по-добре от агресивните киселини за биологично замърсяване, тъй като се насочват към специфични съединения, без да увреждат мембраната. Потърсете почистващ препарат, предназначен за системи за ултрафилтрация, а не само за общи лабораторни ензими. Следвайте инструкциите на производителя, но обикновено го пускате при 35–45°C (95–113°F) за 30–60 минути при малко по-висока скорост на потока (20–25 psi), за да сте сигурни, че ще навлезе във всички кътчета и пролуки на структурата на плоския лист. Ако ензимният почистващ препарат не го реже (рядко, но е възможно за наистина лошо замърсяване като биофилм), можете да използвате разреден киселинен разтвор - лимонена киселина при 0,5–1 М, например. Лимонената киселина разтваря минерални отлагания и тъй като е мека киселина, тя е по-малко агресивна от солната киселина. Отново го загрейте, прокарайте го за 15–20 минути, след което промийте обилно, докато pH на пермеата стане неутрално. Забележка тук: никога не смесвайте киселинни и алкални разтвори в касетата - тези двете реагират бурно и това е бърз начин да съсипете касетата си (а може би и деня си). Изплакнете много добре с DI вода между алкално и киселинно измиване, ако трябва да направите и двете.

Чакай, има още нещо, което хората забравят: почистването отвън и уплътненията. Мембраната вътре е звездата, но ръбовете и уплътненията, които запечатват слоевете, също могат да се залепят с остатъци. Ако разглобявате касетата (някои касети с плоски листове са предназначени за разглобяване, други са за еднократна употреба, така че винаги проверявайте вашия модел), избършете уплътнителните повърхности с кърпа без мъх, навлажнена с DI вода. Не използвайте хартиени кърпи - те оставят малки влакна, които се залепват. За рамката на касетата можете да използвате мека четка, за да изтъркате внимателно засъхналите остатъци, след което изплакнете. Ако имате касета за еднократна употреба, като тазиКасети Ултрафилтрациялиния, няма да го разглобите, така че просто се уверете, че сте направили цялостно изплакване и химическо измиване веднага щом приключите с употребата му - не го оставяйте настрана за утре.

Сега нека поговорим какво да избягваме. Виждал съм толкова много клиенти да правят тези грешки и в крайна сметка се нуждаят от нова касета много по-рано, отколкото трябва. Първо, не използвайте чешмяна вода за нищо друго освен за първото бързо изплакване - минералите на чешмяната вода могат да се натрупат върху мембраната и да причинят котлен камък. Второ, не използвайте груби абразиви или стоманена вата, за да търкате мембраната - надраскването на повърхността създава малки дупки, които объркват производителността на прекъсване на молекулното тегло (MWCO) и няма да получите разделянето, от което се нуждаете. Трето, не оставяйте почистващите разтвори да стоят в касетата с часове или цяла нощ. Дори „нежни“ разтвори като NaOH могат да разрушат мембранния материал, ако се оставят твърде дълго, особено при високи температури. Четвърто, не пропускайте валидирането след почистване. Полагате цялата тази работа, за да почистите касетата - уверете се, че наистина работи. Тествайте скоростта на потока с DI вода, преди да я използвате за истинска партида. Сравнете го със скоростта на потока, когато касетата е нова. Ако е по-малко от 70% от оригинала, това означава, че все още има остатъчно замърсяване, така че трябва да коригирате стъпките си за почистване следващия път.

Кратка бележка относно касетите за еднократна употреба срещу касетите за многократна употреба, защото това е голям разговор в момента в биопроизводството. Касетите за еднократна употреба са чудесни за избягване на кръстосано замърсяване между различни продукти или клетъчни линии, но това не означава, че можете просто да ги хвърлите в чекмедже след употреба. Дори касетите за еднократна употреба се нуждаят от бързо изплакване веднага след употреба, за да се предпази мембраната от изсъхване. Касети за многократна употреба, като100kd ултрафилтрационни касетиние правим, могат да издържат до 10–15 употреби, ако ги почистите правилно – имали сме клиенти, които са получили 20 употреби от тях, когато следват нашия протокол за почистване до T. Компромисът е, че тези за многократна употреба се нуждаят от повече грижи, но икономиите на разходи са огромни, ако работите с няколко партиди.

Нека завършим това с бърз лист за измама стъпка по стъпка, така че да не се налага да превъртате назад. 1. Непосредствено след употреба: Изплакнете с DI вода при 10–15 psi за 5–10 минути, докато пермеатът се избистри. 2. Леко замърсяване: 0,1–0,5 M NaOH при 30–40°C, пуснете 15–30 минути, изплакнете до неутрално pH. 3. Силно замърсяване: Ензимен почистващ препарат при 35–45°C, работете 30–60 минути или разредете лимонена киселина, ако е необходимо, изплакнете обилно. 4. Почистете уплътненията/рамката: кърпа без влакна за уплътнения, мека четка за рамки, без влакна или драскотини. 5. Валидирайте: Тествайте водния поток на DI, за да се уверите, че е над 70% от първоначалния дебит.

В крайна сметка почистването на касета с плосък лист не е истинска наука – става въпрос за последователност и не чакане твърде дълго след употреба. Ако все още разбирате коя касета е подходяща за вашето приложение или искате по-подробни спецификации за почистване за нашите продукти катоУлтрафилтрационни касети с окачени екрани, можете да се свържете с нашия екип. Ние работим с лаборатории и производствени съоръжения навсякъде, за да сме сигурни, че тяхното филтриращо оборудване издържа и работи според очакванията.

Референции

1. Janson, JC (2011). Пречистване на протеин: принципи, методи с висока разделителна способност и приложения (3-то издание). Wiley-VCH.
2. Портър, MC (1972). Наръчник за индустриални мембранни технологии. Noyes Publications.
3. Ръководство за работа с филтриране на тангенциален поток (TFF). (2020 г.). Thermo Fisher Scientific.