Kaphatóak különböző geometriájú, újrafelhasználható TFF kazetták?

Hé mindenki! Ha valaha is dolgozott biotechnológiával, gyógyszerészettel vagy bármely olyan területen, ahol a szűrés nem alku tárgya, akkor tudja, hogy a tangenciális áramlási szűrés (TFF) számos folyamat gerince – a sejttenyészetek tisztításától az antitestek koncentrálásáig, a puffercserétől az enzimek tisztításáig. De legyünk valóságosak: az eldobható kazetták, amiket a múltban használtál? Ezek drágák, rengeteg műanyaghulladékot termelnek, és a folyamatok közötti váltás vagy a méretnövelés sok gonddal jár. Itt jönnek be az újrafelhasználható TFF-kazetták, és kapok egy kérdéstmindiglaboratóriumoktól, biogyártóktól és folyamatmérnököktől a következő kérdés: „Elérhetők ezek a dolgok különböző geometriában?”

Rövid válasz? A pokolba igen, azok. De bontsuk ezt úgy, mintha a laborpad mellett csevegnénk, nem pedig fülledt konferenciaelőadást. Először is határozzuk meg, hogy mi is valójában egy TFF kazetta. Ha új vagy itt, a TFF kazetta alapvetően egy zárt egység, benne membránnal – átpumpálod a folyadékot, és a membrán elválasztja, amit akarsz (például tiszta fehérjét), attól, amit nem (például sejttörmeléket vagy kis sókat). Az újrafelhasználhatóak úgy készültek, hogy szétszedjék, tisztítsák, fertőtlenítsék és újra és újra felhasználják, ami megváltoztatja a költségeket, és csökkenti azt a környezeti lábnyomot, amelyet manapság minden egyes művelet le akar csökkenteni.

Nos, geometriák. Ez csak egy másik szó az alakra és a méretre, igaz? És amikor a TFF-ről van szó, a geometria többet számít, mint gondolnád. Ha rosszat választ, az áramlási sebesség csökken, a visszatartás megsérül, és napokig hibaelhárítást végez, ahelyett, hogy elérné a folyamat idővonalát. Nézzük át az itt kínált főbbeket – mi [elnyomott cégnév] vagyunk, és az újrafelhasználható TFF-kazettáink a sokoldalúságot szem előtt tartva készültek, így minden felhasználási esetre van valami.

Először is lapos mikroszűrő kazetták. Várj, várj – néha az emberek keverik a síklapos TFF kazettákat más típusokkal, de nem, a lapos geometria a maga geometriája. Ezek klasszikus, lapos, téglalap alakúak, mint egy vékony iratgyűjtő lap, de szűrésre készültek. Miért olyan népszerűek ezek? Szuperrugalmasak a kis és közepes méretű futásokhoz, ráadásul könnyedén kicserélheti a különböző membránokat (erről egy másodperc alatt többet olvashat). Sok K+F-labor használ lapos laboratóriumokat, mert ha új fehérjét tesztel, vagy egy folyamatot módosít, nem akarja azonnal a pénzt egy nagy, egyedi egységbe süllyeszteni. Ha ezeket keresi, nézze meg lapos mikroszűrő kazettáinkat itt: [link szövege: Lapos mikroszűrő kazetták] a [URL] címen. 10 cm²-től egészen 1 m²-ig terjedő méreteket gyártunk, így akár 10 ml-es tételt végez teszteléshez, akár 100 literes futtatást a korai fázisú kísérletekhez, a lapos geometria megfelel.

De nem a lapos az egyetlen forma. Ha a GMP gyártásra lép, vagy nagyobb áteresztőképességre van szüksége, akkor valószínűleg valamivel nagyobb nyomásállósággal és egyenletes áramlással rendelkezik. Itt jönnek be a merevebb, vázszerű újrafelhasználható TFF-kazettáink – gondoljunk rájuk úgy, mint az ipari igáslovakra. Ezek belsejében még mindig lapos membránlemezek vannak, de a külső geometria egy erős, tömített keret, amely a legtöbb szabványos TFF csúszótalpakhoz illeszkedik, ami kevesebb leállási időt és jobb folyamat reprodukálhatóságot jelent. Nincs több furcsa áramlási inkonzisztencia, mert a kazetta kissé elcsúszott a csúszdában – ezeket a geometriákat szűk tűrésekre dolgozzuk fel, így minden egység egyforma, futás után.

Várj, még egy nagy: spirális seb? Nem, várj, várj, nem, az újrafelhasználható kazettáink nem spiráltekercselésre alkalmasak, de vannak egyedi formájú kazettáink a szűkebb felhasználási esetekhez. Ó, igen, sokan nem veszik észre, hogy a geometria nem csak szabványos formák – a méreteket az adott csúszóbetétekhez vagy folyamatszükségletekhez igazíthatjuk. Például, ha egy kliensnek van egy régebbi modellből származó TFF csúszótalpa, amely csak egy szuperspecifikus, nem szabványos kazettamérethez illeszthető, újrafelhasználható TFF kazettáinkat úgy tudjuk megmunkálni, hogy azok pontosan illeszkedjenek ehhez a geometriához, így nem kell ezreket leejteniük egy új csúszóbetétről, hogy egy jobb, újrafelhasználható egységet használjanak. Ebben rejlik a szépsége – a geometriának nem kell mindenre érvényesnek lennie.

Most beszéljünk a membránokról, mert a geometria nem jelenti az emelőt, ha a membrán nem illeszkedik. Kazettáink rengeteg membrántípussal működnek, beleértve a poliéterszulfon mikroszűrő kazettákat is. A PES nagyon népszerű a TFF-ben, mert tartós, alacsony fehérjekötődéssel rendelkezik, és ellenáll az autoklávozásnak vagy a kémiai fertőtlenítésnek – ez kulcsfontosságú az újrafelhasználható anyagoknál. Ha PES membránokra van szüksége, nézze meg poliéterszulfon mikroszűrő kazettáinkat itt: [link szövege: Poliéterszulfon mikroszűrő kazetták] a [URL] oldalon, és csak a membránlapokat is megragadhatja: [link szövege: TFF Polyethersulfone Membrane] a [URL] oldalon. A membrán felülete a geometriához is igazodik – lapos kazettáink bővíthető felülettel rendelkeznek, így ha több szűrési területre van szüksége, több membránlapot is egymásra rakhat egy kazettaházba, ami egy geometriai finomítás, amely tökéletes nagyobb térfogatok koncentrálásához anélkül, hogy teljesen más rendszerre váltana.

Nézzük meg, miért befolyásolja valójában a geometria a folyamatot. Nagyon sok csapatot láttam már problémákba ütközni, mert rossz alakot választottak az áramlási sebességükhöz. Például egy barát egy kis biotechnológiában megpróbált egy pici, kerek kazettát használni (várj, igen – vannak kerek geometriák is bizonyos speciális mikroszűrésekhez) egy 50 literes sejtkultúra-tisztításhoz. A kerek forma azt jelentette, hogy az áramlás eloszlása ​​egyenetlen volt – a folyadék átszáguldott a kazetta közepén, így az élek nem voltak kihasználva, így kétszer annyi ideig kellett futtatniuk a folyamatot, mint tervezték, és az inkonzisztens áramlás miatt alacsonyabb visszanyeréssel jártak. Amikor áttértek a téglalap alakú lapos kazettánkra, amelyet a szivattyú áramlási sebességéhez igazítottak, futási idejük 30%-kal csökkent, fehérje visszanyerésük pedig 12%-kal nőtt. Ez a különbség a geometriában.

Egy másik példa: ha tangenciális áramlási szűrést végez a puffercseréhez egy stabil cellavonalon, amely éjjel-nappal fut, akkor olyan kazetta geometriát szeretne, amely könnyen szétszedhető, tisztítható és összeszerelhető anélkül, hogy a tömítést elrontja. Újrafelhasználható kazettáink kattanásos vagy összecsavarható kialakításúak, így nincs szükség speciális szerszámokra a membránok cseréjéhez vagy az áramlási utak mélytisztításához. A keret geometriáját úgy tervezték, hogy minden csatorna azonos szélességű legyen, ami alacsonyan tartja a nyírófeszültséget – ez rendkívül fontos az érzékeny sejtek vagy fehérjék számára, amelyek denaturálódhatnak, ha túl erősen nyomják át őket keskeny, egyenetlen csatornákon.

Várj, beszéljünk egy általános mítosztról: egyesek úgy gondolják, hogy az újrafelhasználható kazettáknak csak egy alapvető geometriája van, és ha konkrét formára van szüksége, akkor az eldobhatónál ragad. Szó sem lehet róla. Dolgoztunk olyan ügyfelekkel, akik mindent megtesznek a vírusvektor-tisztítástól (amelyhez nagyon specifikus áramlási útvonalak szükségesek a vírus károsodásának elkerülése érdekében) a tejtermékek szűréséig (amely nagyobb mennyiségű futtatást használ nagyobb szilárdanyag-terhelés mellett), és mindkettőhöz testreszabtuk a geometriákat. A vírusvektoros munkához szűkebb csatornaszélességű kazettákat készítünk, hogy a nyírófeszültséget alacsonyan tartsuk, így a vírusrészecskék érintetlenek és aktívak maradnak. A tejtermékeknél szélesebb csatornageometriákat készítünk, amelyek nagyobb szilárd anyagokat képesek kezelni anélkül, hogy olyan gyorsan eltömítenék a membránt, ami kevesebb tisztítási ciklust és hosszabb kazettaélettartamot jelent.

Emellett ne feledkezzünk meg a léptékről sem. Ha Ön egy K+F labor, amely ml-es méretű tesztelést végez, akkor kulcsfontosságú egy olyan geometria, amely elég kicsi ahhoz, hogy elférjen egy asztalon. A 10 cm²-es, lapos, újrafelhasználható kazettánk kicsi – közvetlenül elfér egy szabványos laboratóriumi keverőlapon, nincs szükség speciális csúszásra. Ezután, amikor kísérleti méretre léptet (például 100 literes futás), akkor 100 cm²-re, majd 1 m²-re nő a gyártáshoz. Ezen mérlegek mindegyike ugyanazt a maggeometriai kialakítást használja, így a folyamatok konzisztensek maradnak a növekedés során. Ez óriási – nem kell minden egyes paramétert újra optimalizálnia csak azért, mert egy kis kazettáról egy nagyra váltott.

Most pedig beszéljünk arról, hogy miért éri meg az újrafelhasználható TFF kazetták a geometrián túl. Az eldobható kazetták eleve olcsóbbnak tűnhetnek, de ha hetente több mint 10 példányt futtat, a költségek gyorsan nőnek – például havi több ezer dollár eldobható költségként. Az újrafelhasználhatóak több mint 50-szer tisztíthatók és újra felhasználhatók (ha gondoskodik róluk, kövesse a tisztítási protokolljainkat), így idővel rengeteg pénzt takarítanak meg, és sokkal kevesebb műanyagot vonnak ki a szemétlerakókból. De a geometria nagy szerepet játszik ebben a hosszú élettartamban – ha a kazetta geometriája áramlási problémákat okoz, amelyek a membrán eltömődéséhez vezetnek, akkor hamarabb ki kell cserélnie a membránt, ami semmissé teszi a költségmegtakarítást. Ezért fektettünk annyi munkát olyan geometriák kialakításába, amelyek elősegítik az egyenletes áramlást, csökkentik a szennyeződést és megkönnyítik a tisztítást.

Várjon, honnan tudja, hogy melyik geometria a megfelelő az Ön folyamatához? Ez a kérdés, amit mindenki feltesz, nem? Itt van a dolog: ez függ a mérlegtől, a folyadék típusától, az áramlási sebességtől és a meglévő berendezéstől. Ha egy kis K+F laborban dolgozik, kezdje egy lapos mikroszűrő kazettával – sokoldalú, könnyen használható, és a legtöbb szabványos laboratóriumi beállítással működik. Ha Ön a gyártásban dolgozik, egy merev, vázszerű kazetta, amely illeszkedik a TFF csúszótalpak rögzítési pontjaihoz, a megfelelő út. Ha szűkös folyamata van, forduljon hozzánk (link szövege: [link text: Resuable TFF Cassettes] a [URL] címen) – együttműködhetünk Önnel a geometria megfelelő beállításában. Segítettünk ügyfeleinknek beállítani a csatornaszélességet, a kazettaméreteket, sőt egyedi portokat is hozzáadni az adott szivattyúrendszerekhez.

Vessünk egy gyors példát egy nemrég végrehajtott projektünkre. Egy kliensnek a génterápiás térben szüksége volt egy kazettára az AAV vektorok tisztításához, amelyek rendkívül érzékenyek a nyírásra és nagyon szigorú méretigényekkel rendelkeznek. Kicsi asztali TFF rendszerük volt, és a piacon kapható szabványos kazetták geometriája nem illett a port konfigurációjukhoz, és elég alacsonyan tartották a nyírást, hogy elkerüljék az AAV károsodását. Felvettük a lapos kazetta alapgeometriáját, beállítottuk a portok helyzetét, hogy illeszkedjenek a csúszáshoz, kicsit leszűkítettük az áramlási csatornákat, és a PES membránunkat használtuk (ellenőrizzük a [link text: TFF Polyethersulfone Membrane] a [URL] címen, ha többre van szüksége erről), amely alacsony fehérje-/víruskötődéssel rendelkezik. Az eredmény? Az AAV-visszanyerésük 22%-kal nőtt, 65-ször használták fel újra a kazettát, mielőtt ki kellett volna cserélni a membránt, és több mint 12 000 dollárt takarítottak meg 6 hónap alatt ahhoz képest, hogy az eldobható kazettákat ugyanazokhoz a futtatásokhoz használják. Pontosan ezért számít a geometria – egyetlen apró módosítással óriási változást hozhat a folyamat teljesítményében és költségében.

Most fejezzük be ezt. Tehát visszakanyarodva az eredeti kérdéshez: Rendelkezésre állnak-e az újrafelhasználható TFF kazetták különböző geometriákkal? 100% igen. A kis asztali lapos geometriáktól a kutatás-fejlesztéshez, a merev vázgeometriákig a gyártáshoz, az egyedi méretű és hordozható kazettákig a résfolyamatokhoz – minden felhasználási esetnek megvan a maga formája. Nem kell megelégednie egy mindenre alkalmas kazettával, amely nem felel meg az áramlási sebességnek, a mérlegnek vagy a berendezésnek.

Ha belefáradt az eldobható kazettákért való túlfizetésbe, az inkonzisztens futásokba, vagy egyedi formára van szüksége a folyamathoz, forduljon csapatunkhoz. Azért vagyunk itt, hogy segítsünk kiválasztani a megfelelő geometriát, membránt és kazettát az Ön speciális igényeinek. Akár szabványos lapos mikroszűrő kazettára van szüksége, akár egyedi méretű egységre, akár további információra van szüksége a poliéterszulfon kazettáinkkal és membránjainkkal kapcsolatban, mi mindent megtalál.

Referenciák:

1. Lutz, S. et al. (2020). Tangenciális áramlási szűrés: A membrántervezés és a biogyógyszerészeti tisztítás folyamatoptimalizálásának áttekintése. Journal of Membrane Science, 598, 117652.
2. Chen, Y. et al. (2022). Újrafelhasználható szűrőkazetták: a működési költségek és a környezeti hatások csökkentése a biofeldolgozásban. Biotechnology Progress, 38(4), e3251.
3. Roberts, M. et al. (2019). Az áramlási geometria szerepe a TFF kazetta teljesítményében: Hatás a szennyeződésre és a fehérje visszanyerésére. Separation and Purification Technology, 215, 427-435.
4. International Society of Pharmaceutical Engineers (ISPE). (2021). Bioprocess-szűrés: A skálázható TFF-rendszerek legjobb gyakorlatai. ISPE Nyomja meg.