Ако мембранните касети от различни производители са етикетирани с едно и също MWCO, има ли действителни разлики в производителността?

Закупихме мембранни касети със същия MWCO от два различни производителя. По време на експериментите с диафилтрация наблюдавахме значителна разлика в възстановяването на продукта. Допълнителен анализ показа, че скоростта на проникване на пробата през едната мембранна касета е много по-висока, отколкото през другата. Това повдига въпрос: За мембранни касети от различни производители или различни модели, които са етикетирани с едно и също MWCO (Molecular Weight Cut-Off), различни ли са действителните разпределения на размера на порите и поведението на задържане?

 

Първо, трябва да се изясни, че MWCO (Molecular Weight Cut-Off) по същество е номинална спецификация, а не абсолютен размер на порите.

 

MWCO обикновено се определя като молекулно тегло на стандартна маркерна молекула, при което се постига приблизително 90% отхвърляне (90% задържане). Това определение означава, че MWCO представлява само една точка на пълна крива на задържане, а не пълно описание на структурата на мембраната. В действителност мембраните нямат еднакъв размер на порите. Вместо това, те показват разпределение на размера на порите или по-точно разпределение на ефективните размери на транспортните канали. Много препратки също така посочват, че няма напълно унифициран стандарт за определяне на MWCO и различните производители могат да използват различни маркерни молекули, условия на изпитване и методи за изчисление. Следователно стойностите на MWCO, докладвани от различни доставчици, не са пряко сравними. В резултат на това мембраните с еднакъв етикет MWCO не показват непременно същата производителност на задържане или поведение на разделяне в действителни приложения.

 

Второ,Защо мембраните с една и съща MWCO (напр. 10 kDa / 30 kDa) от различни производители се представят различно?

 

A. Различни маркерни молекули, използвани за MWCO калибриране
Различните производители могат да използват различни стандартни разтвори за определяне на MWCO, като PEG/PEO, декстран или протеини (напр. BSA). Тези маркери имат различни молекулярни структури и хидродинамично поведение. Например, линейният PEG и по-"глобуларният" декстран могат да имат различни хидродинамични размери дори при едно и също молекулно тегло, което може да доведе до систематични разлики в определянето на MWCO. Когато протеините се използват като маркери, допълнителни ефекти като адсорбция и електростатични взаимодействия могат допълнително да повлияят на измерената "90% точка на отхвърляне", правейки я по-малко стабилна.

B. Различни условия на изпитване
MWCO не се определя единствено от размера на порите; също така се влияе от работни условия като трансмембранно налягане (TMP), концентрация, температура, скорост на кръстосания поток и поляризация на концентрацията. Промените в тези параметри могат да променят вероятността за преминаване на разтвореното вещество през мембраната, причинявайки промени в измерената MWCO дори за една и съща мембрана. Много производители също така отбелязват, че молекулярната форма, концентрацията на пробата и работните условия могат значително да повлияят на действителното задържане, така че MWCO трябва да се счита само за насока.

C. Разлики в материала на мембраната и химията на повърхността
Дори ако размерите на порите са сходни, поведението на задържане все още може да се различава поради вариации в мембранния материал (PES, PVDF, регенерирана целулоза, полиамид и др.), повърхностен заряд, хидрофилност/хидрофобност и свойства на адсорбция на протеини. Всички тези фактори влияят върху действителната производителност на пресяване.

D. Вариативност на производството и разлики в ширината на разпределението на размера на порите
Дори при една и съща MWCO, остротата на кривата на задържане може да варира значително. MWCO представлява само 90% точка на отхвърляне: и двете мембрани могат да постигнат 90% задържане при 10 kDa, но едната може да има тясно разпределение на размера на порите (стръмна крива), докато другата има по-широко разпределение (по-мека крива). В резултат на това за молекули в диапазона 3–20 kDa изтичането или преминаването може да се различават значително, което води до значителни разлики в реалните-производителности.

 

трето,Кой е най-точният начин да се опише MWCO?

Дори когато различни производители етикетират мембранни касети с една и съща MWCO, действителните разлики в производителността може да съществуват. Тези разлики произтичат от вариациите в методите за калибриране, молекулите на маркерите, условията на тестване, мембранните материали/повърхностната химия, разпределението на размера на порите и променливостта от-на-партида.

 

Четвърто,Върху какви параметри трябва да се съсредоточите по време на избора, подмяната или входящата проверка на качеството, вместо да разчитате единствено на MWCO?

Следните са препоръчителни ключови параметри (както е предложено от нашите специалисти по пречистване), които трябва да бъдат поискани от доставчиците:

Метод за определяне на MWCO
включително:

• Тип на използваната маркерна молекула (PEG/декстран/протеин)
• Как се изчислява или интерполира 90% точка на отхвърляне
• Тестова настройка (клетъчна клетка или система с кръстосан поток)
• Условия за изпитване като TMP, температура, скорост на потока и концентрация

Пълна крива на задържане/пресяване вместо една стойност на MWCO
Пълният профил на разделяне предоставя много по-надеждна индикация за действителната производителност, отколкото MWCO с една-точка.

Воден поток/пропускливост при определени условия на изпитване
Включително температура, налягане и други работни параметри, използвани за оценка на "херметичността или хлабавостта" на мембраните с една и съща MWCO.

Съгласуваност от-за-партида/данни от Сертификат за анализ (COA)

Това трябва да включва най-малкото:

• Чиста водопропускливост
• Резултати от теста за интегритет (ако е приложимо)
• Типични показатели за задържане или изтичане

Пето,Практически препоръки за снабдяване и разширяване{0}}на процеса

Не разчитайте на същия MWCO като единствен критерий за еквивалентност или замяна. Най-малко следните ключови параметри трябва да бъдат приведени в съответствие:

• MWCO метод за калибриране
• Пропускливост на чиста вода (поток)
• Пълна крива на задържане/пресяване

 

Ако постигането на високо задържане е основната цел, много производители препоръчват избор на мембрана с MWCO, който е приблизително 2-6 пъти по-малък от целевия размер на молекулата като емпирично правило, особено за протеини.

За нанофилтрация или диапазони на насипно / близо до -NF MWCO (приложения с ниско молекулно тегло) е необходимо повишено внимание. Задържането не се управлява само от изключване на размера; фактори като повърхностен заряд и йонна сила на разтвора могат значително да увеличат разликите в производителността. Поради това е силно препоръчително да се извърши тестване при действителни условия на процеса преди окончателния избор или мащабиране-.