Princip och tillämpning av tangentiell flödesfiltreringsteknik

Tangentiell flödesfiltrering är en effektiv metod för att koncentrera och avsalta 10ml till tusentals liter provlösning. Det kan användas för att separera stora biomolekyler från små biomolekyler, fånga cell suspensioner och klargöra jäsning buljong och cell lysates. TFF kan tillämpas på en rad tillämpningar, inklusive proteinkemi, molekylärbiologi, immunologi, biokemi och mikrobiologi. Detta dokument kommer att fokusera på principen, huvudparametrarna och tillämpningen av tangentiell flödesfiltreringsteknik.

Hur man väljer ett lämpligt tangentiellt flödesfiltreringssystem

TFF är tangentiell flödesfiltrering, vilket är en tryckdriven membranseparationsprocess enligt molekylär storlek. Med TFF tvingas provblandningen inte genom en enda väg för att passera genom membranet som DC-filtrering. Istället cirkulerar vätskan tangentiellt genom membranets yta genom flera gånger. Detta "svepande" beteende som orsakas av tillämpat tryck minskar ackumuleringen av initiala prover på membranytan. Målmolekylerna med större molekylvikt än den som fångas upp av membranet behölls, men de små molekylerna och bufferten passerade genom membranet. Tangentiell flödesfiltrering är en effektiv metod för att koncentrera och avsalta 10ml till tusentals liter provlösning. Det kan användas för att separera stora biomolekyler från små biomolekyler, fånga cell suspensioner och klargöra jäsning buljong och cell lysates. TFF kan tillämpas på en rad tillämpningar, inklusive proteinkemi, molekylärbiologi, immunologi, biokemi och mikrobiologi. Detta dokument kommer att fokusera på principen, huvudparametrarna och tillämpningen av tangentiell flödesfiltreringsteknik.

Konventionell filtrering innebär att vätskan under tryckverkan passerar direkt genom filtermembranet och kommer in nedströms, medan stora partiklar eller molekyler fångas uppströms eller inuti membranet, och små partiklar eller molekyler kommer in nedströms genom membranet. I detta driftsläge är vätskans flödesriktning vinkelrätt mot membranytan och går in i nedströms, så det kallas också "återvändsgrändfiltrering". Tillämpningen av konventionell filtrering inkluderar förtydligande filtrering, steriliseringsfiltrering och virusborttagningsfiltrering, vilket inte är i fokus för detta papper. Tangentiell flödesfiltrering innebär att vätskans flödesriktning är parallell med membranytan. Under tryckverkan passerar endast en del av vätskan genom membranet och går in i nedströms. Detta driftsläge kallas också "korsflödesfiltrering". Eftersom tangentiellt flöde kontinuerligt "tvättar" ytan på membranpaketet under filtreringsprocessen, kan detta driftsläge effektivt lindra ackumuleringen av stora partiklar och molekyler på membranet, vilket gör att detta driftsläge har unika fördelar i många applikationer.

I tangentiell flödesfiltrering (även känd som "korsflöde") skjuter pumpen vätskan genom filtermembranets yta för att tvätta bort de fångade molekylerna, för att minimera skalan på filtermembranets yta. Samtidigt kommer tangentiell vätska också att generera tryck vinkelrätt mot filtermembranet, trycka löstor och små molekyler genom filtermembranet. På så sätt kan filtreringen slutföras. Simuleringstestet av att separera sand och stenar med indelningsskärm är till hjälp för att förstå mekanismen för tangentiell flödesfiltrering: skärmhålet symboliserar porerna på filtermembranet, medan sand och stenar symboliserar de molekyler som ska separeras. I DC-filtrering tvingas sandstenblandningen att röra sig mot skärmhålet, och ett stenskikt bildas på skärmytan när några mindre sandpartiklar faller genom skärmhålet, Förhindra att den övre sanden rör sig mot skärmen och passerar genom skärmnätet (Fig. 1). I DC-filtrering kan ökat tryck endast utöva tryck på blandningen, vilket inte bidrar till främjandet av separation; Däremot förhindras bildandet av det begränsande skiktet i tangentiellt flödesfiltrering genom återcirkulation av blandningen, som liknar vibrationer för att ta bort stenarna som blockerar skärmnätet, så att sanden högst upp i blandningen faller och passerar genom skärmnätet. Därför har användningen av tangentiell flödesfiltrering för biomolekylär separation högre effektivitet och snabbare koncentrations- eller filtreringshastighet.