Принцип и приложение на технологията за филтриране с тангенциален поток

Филтрирането с тангенциален поток е ефективен метод за концентриране и обезсоляване на 10 ml до хиляди литра разтвор на пробата. Може да се използва за отделяне на големи биомолекули от малки биомолекули, улавяне на клетъчни суспензии и избистряне на ферментационен бульон и клетъчни лизати. TFF може да се прилага за редица приложения, включително протеинова химия, молекулярна биология, имунология, биохимия и микробиология. Тази статия ще се фокусира върху принципа, основните параметри и приложението на технологията за филтриране на тангенциален поток.

Как да изберем подходяща система за филтриране на тангенциален поток

TFF е филтрация с тангенциален поток, която е процес на разделяне на мембраната, задвижван от налягане, според размера на молекулата. С TFF сместа от пробата не се прокарва през един път, за да премине през мембраната като DC филтрация. Вместо това, течността циркулира тангенциално през повърхността на мембраната многократно. Това "почистващо" поведение, причинено от приложен натиск, намалява натрупването на първоначални проби върху повърхността на мембраната. Целевите молекули с по-голямо молекулно тегло от това, прихванато от мембраната, бяха задържани, но малките молекули и буферът преминаха през мембраната. Филтрирането с тангенциален поток е ефективен метод за концентриране и обезсоляване на 10 ml до хиляди литра разтвор на пробата. Може да се използва за отделяне на големи биомолекули от малки биомолекули, улавяне на клетъчни суспензии и избистряне на ферментационен бульон и клетъчни лизати. TFF може да се прилага за редица приложения, включително протеинова химия, молекулярна биология, имунология, биохимия и микробиология. Тази статия ще се фокусира върху принципа, основните параметри и приложението на технологията за филтриране на тангенциален поток.

Конвенционалната филтрация означава, че под действието на налягане течността преминава директно през филтърната мембрана и навлиза надолу по течението, докато големи частици или молекули се прихващат нагоре или вътре в мембраната, а малки частици или молекули влизат надолу по течението през мембраната. В този режим на работа посоката на потока на течността е перпендикулярна на повърхността на мембраната и навлиза надолу по течението, така че се нарича още "филтрация в задънена улица". Прилагането на конвенционалната филтрация включва филтрация за избистряне, филтрация за стерилизация и филтрация за отстраняване на вируси, което не е фокусът на тази статия. Филтриране с тангенциален поток означава, че посоката на потока на течността е успоредна на повърхността на мембраната. Под действието на налягането само част от течността преминава през мембраната и навлиза надолу по течението. Този режим на работа е известен още като "филтрация с кръстосано течение". Тъй като тангенциалният поток непрекъснато „измива“ повърхността на мембранния пакет по време на процеса на филтриране, този режим на работа може ефективно да облекчи натрупването на големи частици и молекули върху мембраната, което прави този режим на работа да има уникални предимства в много приложения.

При филтриране с тангенциален поток (известен също като "напречен поток"), помпата изтласква течността през повърхността на филтърната мембрана, за да отмие уловените молекули, така че да се сведе до минимум мащаба на повърхността на филтърната мембрана. В същото време тангенциалната течност също ще генерира налягане, перпендикулярно на филтърната мембрана, изтласквайки разтворените вещества и малки молекули през филтърната мембрана. По този начин филтрирането може да бъде завършено. Симулационният тест за разделяне на пясък и камъчета чрез подразделяне на екрана е полезен за разбирането на механизма на филтриране на тангенциалния поток: отворът на екрана символизира порите на филтърната мембрана, докато пясъкът и камъчетата символизират молекулите, които трябва да бъдат разделени. При DC филтриране сместа от пясъчни камъчета се принуждава да се движи към отвора на екрана и върху повърхността на екрана се образува слой от камъчета, тъй като някои по-малки пясъчни частици падат през отвора на екрана. Предотвратете движението на горния пясък към екрана и преминаването през него екранната мрежа (фиг. 1). При DC филтриране увеличаването на налягането може да окаже натиск само върху сместа, което не е благоприятно за насърчаване на разделянето; Обратно, в режима на филтриране с тангенциален поток, образуването на ограничителния слой се предотвратява чрез рециркулация на сместа, която е подобна на вибрация за отстраняване на камъчетата, блокиращи мрежата на сито, така че пясъкът в горната част на сместа пада и преминава през екранната мрежа. Следователно, използването на филтрация с тангенциален поток за биомолекулно разделяне има по-висока ефективност и по-бърза концентрация или скорост на филтриране.