Тангенциальная поточная фильтрация и её применение в одноразовых фильтрах с полыми волокнами

Тангенциальная поточная фильтрация (TFF), также известная как фильтрация в перекрестном потоке, представляет собой процесс рециркуляции концентрата через поверхность мембраны. Слабый питающий перекрестный поток позволяет минимизировать загрязнение мембраны, поддерживать высокую скорость фильтрации и обеспечить более высокое извлечение продукта.

Тангенциальная поточная фильтрация используется как для микрофильтрации, так и для ультрафильтрации. Модули фильтров с полыми волокнами Spectrum особенно удобны для использования при тангенциальной поточной фильтрации, поскольку их использование не ограничено сферой исследований и разработки и охватывает полномасштабное производство. Те же условия фильтрации, которые используются для оптимизации в научно-исследовательской сфере или лабораториях могут использоваться в полномасштабном производстве, при условии, что длина фильтрационного потока сохраняется, в то время как площадь поверхности фильтра увеличивается за счет добавления большего количества волокон для обработки больших объемов.

 

Фильтры Spectrum для тангенциальной поточной фильтрации обладают значительными преимуществами перед традиционными тупиковыми и мембранными кассетными фильтрами. Половолоконные мембраны Spectrum по своей структуре являются анизотропными. Мембраны для ультрафильтрации имеют поверхностный слой с высокой плотностью для меньшего загрязнения и относительно открытую внешнюю структуру для увеличения скорости фильтрации. Мембраны для микрофильтрации имеют микропористый удерживающий внешний слой и более открытый внутренний слой для усиления фильтрации с более высокой степенью извлечения. Корпуса фильтров спроектированы таким образом, чтобы выдерживать более высокое давление. Компания Spectrum предлагает 4 типа полых волокон: из модифицированного полиэфирсульфона (mPES), из смеси сложных эфиров целлюлозы (ME), из полисульфона (PS) и полиэфирсульфона (PES).

В приведенной ниже таблице представлено общее применение тангенциальной поточной фильтрации и оптимальный тип мембран для каждого из них.
 

Применение	Выбор мембраны	Материал мембраны
Концентрирование белков, пептидов, ферментов, рекомбинантных белков и / или диафильтрация (замена буфера ) этих продуктов	1, 3, 5, 10, 30, 50, 70,100 кДа	(mPES) Модифицированный полиэфирсульфон  или (PS) Полисульфон
Депирогенизация воды / буфера	3, 10 кДа	(mPES) Модифицированный полиэфирсульфон  или (PS) Полисульфон
Нанесение жидкой фазы на носитель из наночастиц, замена буфера, фракционирование и / или дегидратация	70,100,300,500,750 кДа, 0.2 мкм	(mPES) Модифицированный полиэфирсульфон  или (PS) Полисульфон
Концентрирование и диафильтрация альбумина (MW 67kd)	10 кДа	(mPES) Модифицированный полиэфирсульфон
Концентрирование моноклональных антител (155kd) и замена буфера	30 кДа	(mPES) Модифицированный полиэфирсульфон
Концентрирование вирусов с оболочкой и без оболочки и диафильтрация	50, 70, 100, 300, 500, 750 кДа, 0.05 мкм	(mPES) Модифицированный полиэфирсульфон  или (PS) Полисульфон
Осветление клеточных лизатов, вирусных культур для извлечения продукта в фильтрате	500, 750 кДа, 0.05, 0.1мкм	(mPES) Модифицированный полиэфирсульфон , (PS) Полисульфон или (ME) Смесь сложных эфиров целлюлозы
Концентрирование и промывка клеток насекомых, бактерий и / или млекопитающих	750 кДа, 0.1, 0.2, 0.65 мкм	(mPES) Модифицированный полиэфирсульфон  или (ME) Смесь сложных эфиров целлюлозы
Установка биологической очистки для непрерывной перфузии клеточных культур	30, 50, 70, 100, 300, 500, 750 кДа, 0.2, 0.65 мкм	(mPES) Модифицированный полиэфирсульфон  или (PS) Полисульфон
SS (одноцепочечные) или DS (двухцепочечные) нуклеиновые кислоты	1, 3, 5, 10, 30, 50, 70,100 кДа	(mPES) Модифицированный полиэфирсульфон
Промывка латекса, полистирола и других диагностических частиц для удаления нереагирующих / свободных фармацевтических веществ.	500, 750 кДа, 0.05, 0.1, 0.2, 0.65мкм	(mPES) Модифицированный полиэфирсульфон  или (PS) Полисульфон, (ME) Смесь сложных эфиров целлюлозы

 

Фильтры типа mPES

Модифицированный полиэфирсульфон (mPES) представляет собой усовершенствованную гидрофильную мембранную химическую структуру для фильтрации, которая обеспечивает более высокие скорости потока для снижения времени обработки, повышенную избирательность для применения при разделении и низкое связывание белка для более высокой эффективности по сравнению с другими типами мембранных химических структур.

Новые фильтры с полыми волокнами из модифицированного полиэфирсульфона от Spectrum обладают всеми преимуществами модифицированной химической структуры полиэфирсульфона в виде заключённых в корпус фильтровальных модулях, рассчитанных на одноразовое использование.

При использовании одноразовых фильтров mPES с полыми волокнами от Spectrum общие затраты на разработку и производство снижаются за счет более быстрого времени обработки, отсутствия необходимости очистки фильтра для повторного использования и снижения использования дорогостоящей воды для инъекций.

Низкое связывание белка повышает эффективность каждого запуска. Одноразовое использование устраняет необходимость использования дорогостоящих систем из нержавеющей стали и повышает эксплуатационную гибкость.

MPES-фильтры Spectrum доступны со следующими НОММ (MWCO): для 1 кДа, 5 кДа, 10 кДа, 30 кДа, 70 кДа, 100 кДа, 300 кДа, 500 кДа и 750 кДа и размерами пор 0,2 мкм и 0,65 мкм.

Все они доступны с внутренним диаметром волокна 0,5 мм, за исключением 0,65 мкм. Фильтры 0,65 мкм доступны с волокнами со внутренним диаметром 0,75 мм.

Фильтры 3 кДа, 30 кДа, 10 кДа, 50 кДа, 100 кДа, 300 кДа, 500 кДа и 750 кДа также доступны с волокнами с внутренним диаметром 1,0 мм.  
 

Химическая структура	Внутр. диаметр волокна	MWCO и размер пор
mPES	0.5 мм   0.75 мм   1.0 мм	1 кДа, 3 кДа, 5 кДа, 10 кДа, 30 кДа, 50 кДа, 70 кДа, 100 кДа, 300 кДа, 500 кДа, 750 кДа и 0.2 мкм   0.65 мкм 3 кДа, 5 кДа, 10 кДа 30 кДа, 50 кДа, 70 кДа, 100 кДа, 300 кДа, 500k кДа и 750 кДа

 

Фильтры mPES с внутренним диаметром 0,5 мм доступны в 7 конфигурациях модуля фильтров с 3 эффективными длинами и 13 MWCO и одним размером пор, с внутренним диаметром 0,75 мм mPES-фильтры доступны в 7 конфигурациях модуля фильтров с 3 эффективными длинами и одним размером пор и с внутренним диаметром 1,0 мм mPES фильтры доступны в 7 конфигурациях модуля фильтров с 3 эффективными длинами и 10 MWCO: 

Типы mPES фильтров

Модули фильтра MicroKros® 

 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации небольших объемов от 1 мл до 100 мл, одноразовые фильтры MicroKros® с полыми волокнами ‒ это первое эффективное и практичное приспособление для тангенциальной поточной фильтрации для характеристики процесса для масштабирования или фильтрации небольших объемов в лабораторных условиях. MicroKros® доступны с MLL x FLL-соединениями и 3 эффективными длинами. Площадь поверхности может составлять от 13 см2 до 60 см2.

Модули фильтра MidiKros® 

 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации небольших объемов от 100 мл до 3 л, фильтры с полыми волокнами MidiKros® являются практичными приспособлениями, подходящими для запуска серийных объемов при исследованиях и разработке. Фильтры MidiKros® имеют FLL x FLL-соединения и 3 эффективных длины. Площадь поверхности составляет от 75 см2 до 370 см2.

Модули фильтра MidiKros® TC

 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации небольших объемов от 100 мл до 3 л, фильтры с полыми волокнами MidiKros® TC являются практичными приспособлениями, подходящими для запуска серийных объемов при исследованиях и разработке.  Фильтры MidiKros® TC имеют 1/2" TC x FLL-соединения и 3 эффективных длины. Площадь поверхности составляет от 75 см2 до 370 см2. 

Модули фильтра и отбора проб MiniKros® 

 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации объемов от 3 л до 15 л, фильтры с полыми волокнами MiniKros® Sampler являются идеальными приспособлениями для фильтрации небольших серийных объёмов. Фильтры MiniKros® имеют соединения 3/4" TC x 3/4" TC и 3 эффективных длины. Площадь поверхности составляет от 490 см2 до 2600 см2. 

Модули фильтра MiniKros® 

 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации объемов от 5 л до 50 л, фильтры с полыми волокнами MiniKros® подходят для применения при производстве в полупромышленных масштабах. Фильтры MiniKros® имеют соединения 1-1/2" TC x 3/4" TC и 3 эффективных длины. Площадь поверхности составляет от 1,550 см2 до 8500 см2.

Модули фильтра KrosFlo® 

 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации объемов от 10 л до 100 л, фильтры с полыми волокнами KrosFlo® подходят для применения при производстве в промышленных масштабах. Фильтры KrosFlo® имеют соединения 3" TC x 1-1/2" TC и 3 эффективных длины. Площадь поверхности составляет от 0,785 м2 до 4,1 м2.

Модули фильтра KrosFlo® Max

 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации объемов от 100 л до 1000+ л, фильтры с полыми волокнами KrosFlo® Max ® подходят для применения при производстве в промышленных масштабах. Фильтры KrosFlo® Max имеют соединения 6" TC x 1-1/2" TC и четыре эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 4,3 м2 до 12,8 м2.

 

Фильтры типа ME

Смесь сложных эфиров целлюлозы (ME) представляет собой гидрофильную мембранную химическую структуру для фильтрации, которая обеспечивает более высокие скорости потока для снижения времени обработки и низкое связывание белка для более высокой эффективности.

Химическая структура ME фильтров также высоко биосовместима, что делает их подходящими для фильтрации клеток, клеточных и вирусных лизатов.

Все фильтры ME от Spectrum ‒ это фильтры для микрофильтрации с размерами пор 0,1 мкм и 0,6 мкм. Фильтры с порами 0.1 мкм доступны с внутренним диаметром волокна 0,63 мм и в 7 конфигурациях модуля фильтра. Фильтры с порами 0,2 мкм доступны с внутренним диаметром волокна 0,63 мм или 1,0 мм и в 7 конфигурациях модуля фильтра:
 

Химическая структура	Внутр. диаметр волокна	Размер пор
Смесь сложных эфиров целлюлозы (ME)	0.63 мм 1.0 мм	0.1 мкм и 0.2 мкм 0.2 мкм

 

ME фильтры с внутренним диаметром волокна 0,63 мм доступны в 7 конфигурациях модуля фильтра,  3 эффективных длинах и 2 размерах пор. ME фильтры с внутренним диаметром волокна 1,0 мм доступны в 7 конфигурациях модуля фильтра,  3 эффективных длинах и одном размере пор. 

 

Типы ME фильтров

Модули фильтра MicroKros® 

 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации небольших объемов от 1 мл до 100 мл, одноразовые фильтры MicroKros® с полыми волокнами ‒ это первое эффективное и практичное приспособление для тангенциальной поточной фильтрации для характеристики процесса для масштабирования или фильтрации небольших объемов в лабораторных условиях. MicroKros® доступны с MLL x FLL-соединениями и 3 эффективными длинами. Площадь поверхности может составлять от 13 см2 до 60 см2.

Модули фильтра MidiKros® 

 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации небольших объемов от 100 мл до 3 л, фильтры с полыми волокнами MidiKros® являются практичными приспособлениями, подходящими для запуска серийных объемов при исследованиях и разработке. Фильтры MidiKros® имеют FLL x FLL-соединения и 3 эффективных длины. Площадь поверхности составляет от 94 см2 до 335 см2.

Модули фильтра MidiKros® TC

 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации небольших объемов от 100 мл до 3 л, фильтры с полыми волокнами MidiKros® TC являются практичными приспособлениями, подходящими для запуска серийных объемов при исследованиях и разработке.  Фильтры MidiKros® TC имеют 1/2" TC x FLL-соединения и 3 эффективных длины. Площадь поверхности составляет от 94 см2 до 335 см2. 

Модули фильтра и отбора проб MiniKros® 

 
Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации объемов от 3 л до 15 л, фильтры с полыми волокнами MiniKros® Sampler являются идеальными приспособлениями для фильтрации небольших серийных объёмов. Фильтры MiniKros® имеют соединения 3/4" TC x 3/4" TC и 3 эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 500 см2 до 2350 см2. 

Модули фильтра MiniKros® 

 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации объемов от 5 л до 50 л, фильтры с полыми волокнами MiniKros® подходят для лабораторных применений. Фильтры MiniKros® имеют соединения 1-1/2" TC x 3/4" TC и 3 эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 1,650 см2 до 7650 см2.

Модули фильтра KrosFlo® 

 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации объемов от 10 л до 100 л, фильтры с полыми волокнами KrosFlo® подходят для промышленных применений. Фильтры KrosFlo® имеют соединения 3" TC x 1-1/2" TC и 3 эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 0,82 м2 до 3,9 м2.

Модули фильтра KrosFlo® Max

 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации объемов от 100 л до 1000+ л, фильтры с полыми волокнами KrosFlo® Max ® подходят для промышленных применений. Фильтры KrosFlo® Max имеют соединения 6" TC x 1-1/2" TC и четыре эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 4,55 м2 до 12,1 м2.

 

 

Фильтры типа PS

Полисульфон (PS) представляет собой гидрофильную мембранную химическую структуру со свойством низкого связывания белка. Он более устойчив к кислотам, основаниям и поверхностно-активным веществам, чем другие мембранные химические структуры.

PS-фильтры применяются для обработки наночастиц и диафильтрации. Мембраны  Spectrum PS доступны в молекулярном весе 10 кДа, 50 кДа и 500 кДа и размере пор 0,05 мкм. Все мембраны имеют внутренний диаметр волокна 0,5 мм и доступны в 7 конфигурациях модуля фильтра:

Химическая структура	Внутр. диаметр волокна	MWCO и размер пор
Полисульфон (PS)	0.5 мм	10 кДа, 50 кДа, 500 кДа и 0.05 мкм

 

PS фильтр с внутренним диаметром волокна 0,5 мм доступен в 7 конфигурациях модуля фильтра, в 3 эффективных длинах, трех MWCO и в одном размере пор.

Типы PS фильтров

Модули фильтра MicroKros® 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации небольших объемов от 1 мл до 100 мл, одноразовые фильтры MicroKros® с полыми волокнами ‒ это первое эффективное и практичное приспособление для тангенциальной поточной фильтрации для характеристики процесса, для масштабирования или фильтрации небольших объемов в лабораторных условиях. MicroKros® имеют MLL x FLL-соединения и  3 эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 28 см2 до 92см2.

Модули фильтра MidiKros® 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации небольших объемов от 100 мл до 3 л, фильтры с полыми волокнами MidiKros® являются практичными приспособлениями, подходящими для запуска серийных объемов при исследованиях и разработке. Фильтры MidiKros® имеют FLL x FLL-соединения и 3 эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 190 см2 до 610 см2.

Модули фильтра MidiKros® TC

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации небольших объемов от 100 мл до 3 л, фильтры с полыми волокнами MidiKros® TC являются практичными приспособлениями, подходящими для запуска серийных объемов при исследованиях и разработке.  Фильтры MidiKros® TC имеют 1/2" TC x FLL-соединения и 3 эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 190 см2 до 610 см2. 

Модули фильтра и отбора проб MiniKros® 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации объемов от 3 л до 15 л, фильтры с полыми волокнами MiniKros® Sampler являются идеальными приспособлениями для фильтрации небольших серийных объёмов. Фильтры MiniKros® имеют соединения 3/4" TC x 3/4" TC и 3 эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 1000 см2 до 3400 см2. 

Модули фильтра MiniKros® 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации объемов от 5 л до 50 л, фильтры с полыми волокнами MiniKros® подходят для применения при производстве в полупромышленных масштабах. Фильтры MiniKros® имеют соединения 1-1/2" TC x 3/4" TC и 3 эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 3,100 см2 до 10000 см2.

Модули фильтра KrosFlo® 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации объемов от 10 л до 100 л, фильтры с полыми волокнами KrosFlo® подходят для промышленного применения. Фильтры KrosFlo® имеют соединения 3" TC x 1-1/2" TC и 3 эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 1,6 м2 до 5,1 м2.

Модули фильтра KrosFlo® Max

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации объемов от 100 л до 1000+ л, фильтры с полыми волокнами KrosFlo® Max ® подходят для промышленного применения. Фильтры KrosFlo® Max имеют соединения 6" TC x 1-1/2" TC и четыре эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 10,4 м2 до 17,1 м2.

 

Фильтры типа PES

Модули фильтров с полыми волокнами одноразового использования из полиэфирсульфона (PES) для микро тангенциальной поточной фильтрации представляют собой гидрофильную мембранную химическую структуру со свойством низкого связывания белка. Они более устойчивы к кислотам, основаниям и поверхностно-активным веществам, чем другие мембранные химические структуры.

Мембраны Spectrum PES имеют размер пор 0,2 мкм, внутренний диаметр волокна 0,5 мм и 1 мм и доступны в 7 конфигурациях модуля фильтра. 
 

Химическая структура	Внутр. диаметр волокна	Размер пор
Полиэфирсульфон (PES)	0.5 мм 1.0 мм	0.2 мкм 0.2 мкм

 

Фильтры PES с внутренним диаметром 0,5 мм доступны в 7 конфигурациях модуля фильтра, 3 эффективных длинах и одном размере пор. Фильтры PES с внутренним диаметром 1.0 мм доступны в 7 конфигурациях модуля фильтра, 3 эффективных длинах и одном размере пор. 

 

Типы PES фильтров

Модули фильтра MicroKros® 

 
Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации небольших объемов от 1 мл до 100 мл, одноразовые фильтры MicroKros® с полыми волокнами ‒ это первое эффективное и практичное приспособление для тангенциальной поточной фильтрации для характеристики процесса, для масштабирования или фильтрации небольших объемов в лабораторных условиях. MicroKros® имеют MLL x FLL-соединения и 3 эффективные длины. Площадь поверхности может составлять от 13 см2 до 92см2.

Модули фильтра MidiKros® 

 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации небольших объемов от 100 мл до 3 л, фильтры с полыми волокнами MidiKros® являются практичными приспособлениями, подходящими для запуска серийных объемов при исследованиях и разработке. Фильтры MidiKros® имеют FLL x FLL-соединения и 3 эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 88 см2 до 460 см2.

Модули фильтра MidiKros® TC

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации небольших объемов от 100 мл до 3 л, фильтры с полыми волокнами MidiKros® TC являются практичными приспособлениями, подходящими для запуска серийных объемов при исследованиях и разработке.  Фильтры MidiKros® TC имеют 1/2" TC x FLL-соединения и 3 эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 88 см2 до 460 см2. 

Модули фильтра и отбора проб MiniKros® 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации объемов от 3 л до 15 л, фильтры с полыми волокнами MiniKros® Sampler являются идеальными приспособлениями для фильтрации небольших серийных объёмов. Фильтры MiniKros® имеют соединения 3/4" TC x 3/4" TC и 3 эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 470 см2 до 3400 см2. 

Модули фильтра MiniKros® 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации объемов от 5 л до 50 л, фильтры с полыми волокнами MiniKros® подходят для лабораторных применений. Фильтры MiniKros® имеют соединения 1-1/2" TC x 3/4" TC и 3 эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 1570 см2 до 10000 см2.

Модули фильтра KrosFlo® 

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации объемов от 10 л до 100 л, фильтры с полыми волокнами KrosFlo® подходят для промышленных применений. Фильтры KrosFlo® имеют соединения 3" TC x 1-1/2" TC и 3 эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 0,785 м2 до 5,1 м2.

Модули фильтра KrosFlo® Max

Разработанные для тангенциальной поточной фильтрации объемов от 100 л до 1000+ л, фильтры с полыми волокнами KrosFlo® Max ® подходят для промышленных применений. Фильтры KrosFlo® Max имеют соединения 6" TC x 1-1/2" TC и четыре эффективные длины. Площадь поверхности составляет от 4,35 м2 до 17,1 м2.