Порожниста волокна мембрана, які програми та переваги у фільтрації?
Що таке порожниста волокна мембрана?
Порожниста волокна мембрана (HFM) - це синтетичний напівпрозорий бар'єрний матеріал, що складається з незліченних крихітних порожнистих волокон. Ці тонкі волокна характеризуються їх внутрішніми порожнистими каналами і покриті мікропорами. Вони перевіряють частинки, що протікають через них за розміром мікропор, що дозволяє проходити лише молекули певного розміру або менший, процес, заснований на стандарті відсікання молекулярної маси (MWCO). Оскільки він був вперше розроблений для зворотного осмосу в 1960 -х роках, застосування порожнистих волоконних мембран розширилося до очищення води, знесолення, культури клітин, медицини та тканин. У комерційних додатках ця мембрана зазвичай інтегрується в елемент фільтра, що забезпечує ефективні засоби для точного розділення рідин.
Який принцип фільтрації стовпців порожнистих волокон?
Принцип роботи компонентів стовпчика порожнистих волокон заснований на технології фільтрації мембрани. Коротше кажучи, стовпчики порожнистих волокон виготовлені з мембран, що використовуються для фільтрації в порожнисті стовпчики. Коли фільтрат протікає через середину порожнистої волоконної мембрани, технологія фільтрації тангенціального потоку (TFF) використовується для досягнення ефективного розділення великих молекул та малих молекул. TFF дозволяє речовинам протікати паралельно поверхні мембрани замість безпосередньо через мембрану, тим самим знижуючи ризик блокування та підвищення ефективності фільтрації.
Коли рідина проходить наскрізь, пори мембрани дозволяють проходити лише молекули певного розміру, а більші молекули або частинки зберігаються. Цей процес розділення зазвичай передбачає обстеження фізичних розмірів, а також може включати селективне розділення хімічної спорідненості. Розмір пор на мембрані визначає, про які речовини можуть пройти. Діаметр цих пор зазвичай знаходиться в діапазоні кількох нанометрів до кількох мкм, які можна налаштувати відповідно до потреб програми. Для застосувань, які потребують видалення бактерій та вірусів, мембрани з волокно -волокна можуть мати пори, достатньо малих, щоб забезпечити мікрофільтрацію або ультрафільтраційні функції.
Вступ до компонентів стовпчика порожнистих волокон
Компоненти стовпчика порожнистого волокна включають:
1. Мембрани з волокно -волокна - це здебільшого асиметричні структури, що складаються з тонкого поверхневого шару та пористого опорного шару.
2. Господар: Виготовлений з стійкого до корозії прозорий полісульфонний матеріал, він використовується для захисту внутрішніх волокон та підтримки цілісності структури.
3. Порт подачі/утримання: виготовлений з білого полісульфону, розташованого в верхній частині/нижній частині стовпця, що використовується для керування рідиною в стовпці волокна та поза ним.
4. Порт -пермеат: виготовлений з білого полісульфона, розташованого збоку стовпчика, де відфільтрована рідина залишає мембрану.
5. Кінцеві ковпачки: Закрийте обидва кінці пучка волокна, щоб переконатися, що рідина може проходити лише через внутрішню частину порожнистого волокна.
6. Внутрішні ущільнювачі: виготовлені з поліуретану/епоксидної смоли, обгортаючи кожну колонку з волокна, забезпечуючи підтримуючу ділянку для стовпчика порожнистого волокна та повністю ізолюючи канал подачі та канал проточного каналу пермеата.
7. Кільця/ущільнювачі: виготовлені з силікону, щоб переконатися, що в колонці не було витоку рідини та підтримки цілісності закритої системи.
Ці компоненти порожнистої колонки волокна працюють разом, щоб забезпечити ефективність та надійність процесу фільтрації, придатних для різних промислових та лабораторних застосувань.
Які переваги порожнистих волокон?
1. Висока витрата та висока здатність навантаження.
Мембрани з волокнистими волокнами мають високе співвідношення площі поверхні до об'єму, а це означає, що вони можуть обробляти велику кількість рідини в невеликому просторі. Зокрема, вони можуть: (1) збільшити потужність переробки: в обладнанні одного і того ж об'єму, порожнисті волокна мембрани можуть переробляти більше рідин через їх більшу поверхню, що особливо важливо для промислових застосувань, які потребують обробки великої кількості рідини. (2) Поліпшення ефективності розділення: більша площа поверхні означає більше можливостей для рідини контактувати з мембраною та частіше та ефективного обміну матеріалами під час процесу розділення. Це не тільки підвищує ефективність поділу, але й забезпечує якість та чистоту кінцевого продукту.
2. М'яка і низька сила зсуву.
Мембрани порожнистих волокон мають структуру відкритого каналу каналу, що не містить екрану, яка дозволяє уникнути нерегулярної та жорстокої турбулентності під час циркуляції біологічних рідин, тому вони мають нижню силу зсуву. Легкі умови можуть ефективно запобігти агрегації та конформаційних змін біологічних макромолекул, таких як білки, що корисно для захисту цілісності макромолекул, таких як вірусні білки та покращення виходу активності цільових зразків.
У деяких біофармацевтичних виробничих процесах етап TFF має особливі вимоги, що призводить до низьких швидкостей відновлення, включаючи закупорку, надмірну напругу, чутливість зсуву цільової молекули або високу в'язкість.
3. Проста робота та легке виробництво.
Стовпці мембран з волоконною волокном розроблені для досягнення більш простих та більшої розробки та виробництва препаратів шляхом мінімізації етапів роботи обладнання, таких як змочування та стерилізація. Одноразові мембранні колони усувають необхідність очищення розчинів та валідації очищення.
4. Відновивність.
Порожні колонки волокна можна очистити та регенерувати за допомогою 0. 5м NaOH. Просто циркулюючи розчин NaOH через порожнисту колонку волокна, залишки, прикріплені до поверхні мембрани, можуть бути ефективно видалені, тим самим швидко відновлюючи її початкову ефективність фільтрації, тим самим уникаючи високої вартості частиної заміни мембрани.
5. Надійна лінійна продуктивність ампліфікації.
Шлях порожнистого волокнистого канальця простий, зниження тиску потоку рідини невелика, а тиск мембрани TMP є рівномірним шляхом шляху потоку, що сприяє поліпшенню загальної використання площі мембрани. Модель зрілого канального потоку механіки рідини забезпечує ідеальну теоретичну основу для прямого лінійного посилення та забезпечує успішність ампліфікації процесу.
Типові застосування порожнистих волоконних стовпців
Колони з волоконно -волокон відіграють життєво важливу роль у біотехнологічній та фармацевтичній галузях, а їхні зони застосування є широкими, в основному, включаючи:
1. Очищення та концентрація вакцин: порожнисті волокна колони можуть концентрувати препарати вакцини та збільшувати їх концентрацію в кінцевому продукті, при цьому видаляючи небажані домішки невеликої молекули через діаліз для поліпшення чистоти та безпеки вакцин.
2. Очищення та концентрація вірусних векторів: У генній терапії та розвитку вакцини висока чистота вірусних векторів є обов'язковою. Порожні волокна колони можуть ефективно розділяти вірусні вектори шляхом сортування фізичного розміру, зберігати свою цілісність та активність та видаляти невеликі молекули через діаліз для підвищення ефективності очищення.
3. Роз'яснення та фільтрація клітин та бактерій у бульйоні бродіння: Порожнисті волокна колони можуть швидко видалити клітини та бактерії з біологічної суміші, що утворюється за допомогою бродіння, чіткої помутніння та забезпечити чисті вихідні матеріали для подальших етапів вилучення та очищення.
201 Порожні волокна колони можуть ефективно збирати клітини та видаляти домішки з культурального середовища, забезпечуючи при цьому легке промивання для підтримки цілісності клітин.
5. Концентрація білка та діаліз: порожнисті волокна колони особливо важливі для інженерії білка. Вони можуть не тільки концентрувати розчини білка, але й видаляти солі та інші домішки з невеликими молекулами, що має вирішальне значення для розвитку та виробництва білкових препаратів.
Ці сфери застосування демонструють універсальність та ефективність стовпців порожнистого волокна в сучасних біопроцесах, тим самим відіграючи ключову роль у підготовці, очищенні та обробці біологічних продуктів.
