Alternierende Tangentialflussfiltration
Was ist Tangentialstromfiltration?
Wie funktioniert die Tangentialstromfiltration?
Was ist die alternierende Tangentialstromfiltration?
Filtercharakterisierung bei der Tangentialflussfiltration
Hohlfasermembranen und Kassettenmembranen sind die beiden gängigsten Membranen für die Durchflussfiltration. Hohlfasermembranen sind zylindrisch, wobei die Membran als Fasern in den Zylinder eingebettet ist. Die Flüssigkeit fließt durch den Zylinder, wobei an beiden Enden des Zylinders Anschlüsse zur Trennung von Permeat und Retentat vorhanden sind. Kassettenmembranschichten werden gestapelt und durch Siebe getrennt. Die Flüssigkeit strömt durch die Schichten und das Permeat wird seitlich abgeleitet, während das Retentat weiterfließt.
Membranen werden nach ihrer durchschnittlichen Porengröße klassifiziert. Die in der Bioprozessindustrie verwendeten Membranen werden im Allgemeinen entweder für die Mikrofiltration oder die Ultrafiltration verwendet. Mikrofiltrationsmembranen haben Poren mit einem Durchmesser von mehr als 0,1 µm und werden in der Regel verwendet, um Proteine und andere kleine Moleküle von Zellen zu trennen (die größeren Zellen werden im Retentat verworfen). Ultrafiltrationsmembranen haben Poren mit einem Durchmesser von weniger als 0,1 µm und werden häufig zur Konzentration von Proteinen verwendet. Die Proteine befinden sich in diesem Fall im Retentat, während Wasser und verschiedene kleine gelöste Stoffe im Permeat zurückbleiben.
Vorteile der Tangentialflussfiltration gegenüber Dead-End-Methoden
Bei der Dead-End-Filtration fließen die Proben direkt durch eine Membran, was oft zu einem verstopften Filter führt. Der tangentiale Fluss der TFF verhindert Verstopfungen und ist viel schneller und effizienter als herkömmliche Filtrationsmethoden.
Bei der TFF kann der Flussstrom mit dem gewünschten Produkt so oft wie nötig durch das System geleitet werden, um eine vollständige Trennung von Permeat und Retentat zu erreichen. Dieses Verfahren kann auch zur Reinigung des Filters verwendet werden, indem reiner Puffer durch das System geleitet wird.
Wie bei der Dead-End-Filtration bestimmt die Größe der Membranporen, welche Partikel die Membran passieren können. Die Porengröße kann optimiert werden, um die gewünschten Partikel entweder im Permeat oder im Retentat zu isolieren.
Anwendungen, die die Tangentialstromfiltration nutzen
- Wenn eine Zentrifugation nicht möglich oder nicht praktikabel ist, ist die TFF eine bequeme Methode zur Zellgewinnung. Die Mikrofiltrationsmembranen halten die ganzen Zellen zurück und ermöglichen gleichzeitig eine selektive Rückgewinnung des Überstandes.
- Nach der Zelllyse ist die TFF für die Lysatklärung nützlich, um Trümmer wie unlysierte Zellen und Membranfragmente zu entfernen. Dies wird häufig als Zwischenreinigungsschritt vor der Chromatographie durchgeführt.
- Kleinere und größere Proteine können mit Ultrafiltrationsmembranen getrennt werden. Die Proteine müssen von ausreichend unterschiedlicher Größe sein, damit die Membran die Komponenten angemessen filtern kann.
- Während bei der Chromatographie häufig eine Verdünnung der Proteinproben erforderlich ist, können die Endprodukte eine höhere Konzentration erfordern. In diesem Fall kann die Ultrafiltration das Permeat entfernen, während die Proteine in einer höheren Konzentration zurückbleiben.