切向流過濾工藝優(yōu)化

導(dǎo)讀

在進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化之前，要明確以下意凱乳化機(jī)小編為你陳列的以下三點(diǎn)：

1. 首先，要明確超濾目的，只有明確了超濾目的，才能選擇合適的超濾系統(tǒng)及操作參數(shù)：比較重要的操作目的有最終產(chǎn)品的濃度、雜質(zhì)去除的程度、緩沖液置換的水平和減少樣品體積等。
2. 其次，需明確并量化衡量超濾過程是否成功的標(biāo)準(zhǔn)：通常一個成功超濾過程的主要目標(biāo)是高收率、高質(zhì)量(或活性)、高純度、控制內(nèi)毒素和生物負(fù)荷的水平。
3. 第三，超濾系統(tǒng)應(yīng)該能夠精確放大，能夠直接驗(yàn)證，并且在連續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)中，保持穩(wěn)定、可靠的性能。最后，超濾器的成本應(yīng)該與預(yù)算相符，并且必須能夠滿足對超濾時(shí)間、超濾量及緩沖液耐受的要求。

超濾系統(tǒng)

超濾系統(tǒng)最重要的部分就是膜的材質(zhì)和膜堆的形式。在開發(fā)階段，就為將來的生產(chǎn)考慮，選擇最適合的超濾形式，會為將來選擇正確的生產(chǎn)型超濾設(shè)備提供保證。針對不同的應(yīng)用，可以遠(yuǎn)擇不同材質(zhì)的超濾膜，最常用的兩種是再生纖維素和聚醚砜。不同材質(zhì)的膜耐污性和化學(xué)兼容性不同，每種材質(zhì)的膜都有多種分子量可供選擇。

例如，某知名公司生產(chǎn)的Ultracel系列超濾膜的材質(zhì)是改良纖維素，其中UltracelPL膜是標(biāo)準(zhǔn)改良纖維素材質(zhì)，相對分子質(zhì)量從1000至30萬;UltracelPLC是改良纖維素復(fù)合膜，相對分子質(zhì)量從5000到10()萬。

UltracelPLC復(fù)合在微孔聚乙烯基質(zhì)上，與PL膜相比其耐反壓性能非常出色。所有改良纖維素膜都是親水性的，并且表現(xiàn)出極低的蛋白質(zhì)吸附和低結(jié)垢性能(圖2.94)。在pH要求不太苛刻、蛋白質(zhì)濃度比較低或高污染性原料時(shí)，通常建議選用纖維素超濾膜。

圖2.94電子顯微鏡掃描不同超濾膜的剖面圖

聚醚砜膜

傳統(tǒng)的聚醚砜膜比較容易吸附蛋白質(zhì)及類似的生物組分，從而造成膜的污染和流速的下降。Biomax膜是通過對聚醚砜進(jìn)行親水性改良，改善其耐污染性能。其相對分子質(zhì)量范圍是5000?100萬，聚醚砜膜的操作溫度范圍寬，在pH1~14范圍內(nèi)都具有極好的穩(wěn)定性，但耐受溶劑的性能較差。

不同超濾膜對蛋白質(zhì)的吸附量

表2.6列出了用蛋白質(zhì)樣品進(jìn)行測試的不同超濾膜對蛋白質(zhì)的吸附量結(jié)果，并且計(jì)算了在兩個理想過程中，膜吸附造成的蛋白質(zhì)收率的損失。其中“低蛋白質(zhì)濃度的例子”是用l0m2的超濾器將濃度為0.lg/L的1000L蛋白質(zhì)溶液濃縮到2g/L,“高蛋白質(zhì)濃度的例子”是用20m2的超濾器把濃度為10g/L的1000L溶液濃縮到200g/L。

表2.6超濾膜對蛋白質(zhì)的吸附量對照表

膜材質(zhì)	蛋白康吸附量/(g/m2)	祗蛋白質(zhì)濃度的例子收率損失/%	高蛋白質(zhì)濃度的例子收率損失/%
聚醚砜	0.5	5.0	0.10
Biomax9（聚醚砜）	0.2	2.0	0.04
改良纖維素	0.1	1.0	0.02