Scale-Up der Technologie zur Tangentialflussfiltration

Technologien für die TangentialflussfiltrationDie Tangentialflußfiltration (TFF) ist eine schnelle und effiziente Methode zum Trennen und Aufreinigen von Biomolekülen. Sie kann in vielen verschiedenen biologischen Bereichen, z. B. Immunologie, Proteinchemie, Molekularbiologie, Biochemie und Mikrobiologie, angewendet werden. TFF kann zum Konzentrieren und Entsalzen von Lösungen mit einem Volumen von 10 ml bis hin zu tausenden von Litern eingesetzt werden. Des Weiteren kann sie zum Fraktionieren großer von kleinen Biomolekülen, zum Suspendieren der Zellernte und für die Klärfiltration von Fermenterbrühe und Zelllysat eingesetzt werden.

Auswahl der richtigen TFF-Technologie

Pall bietet zwei Technologieplattformen für das Scale-Up in der Tangentialflussfiltration an: TFF-Kassetten und Hohlfasertechnologie. Jede Plattform wiederum verfügt über ein breites Spektrum an Flusskanal-Konfigurationen und Membranchemie, sodass den Kunden eine große Auswahl an Optionen für ihre spezifischen Verarbeitungszwecke zur Verfügung steht.

Die schematische Darstellung unten dient als Hilfsmittel für die Auswahl der für Ihre Anwendung am besten geeigneten Plattform und Konfiguration.

 




Pall bietet eine breite Palette an Membrankassetten für TFF an, um für die zunehmende Anzahl an potenziellen Anwendungen und Prozessvolumina das richtige Produkt anbieten zu können.

Die spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung bestimmen die Auswahl der am besten geeigneten Kassette und des richtigen Formats.

Anforderungen der Membranfläche

Bei der Festlegung der Membranfläche für einen spezifischen Prozess müssen Prozessvolumen und Konzentration sowie Filtrat-Flux-Rate und Zeit berücksichtigt werden. Berechnen Sie die Membranfläche auf Basis des größten zu erwarteten Volumens.

  • Filtratvolumen: Gesamtes Filtratvolumen, das bei Konzentration und Diafiltration gesammelt wird. Das Filtratvolumen wird anhand des gesamten Prozessvolumens, der Konzentrierungsfaktoren und der erforderlichen Diafiltrationsvolumina geschätzt.
  • Dauer – die maximal zulässige Verarbeitungszeit.
  • Filtrat-Flux-Rate (FFR) – die Rate der Flüssigkeit, die die Membran passiert, z. B. l/m2/h (LMH). Für die Bestimmung der tatsächlichen FFR müssen Untersuchungen mit einem Produkt und festgelegten Betriebsparametern, wie Transmembrandruck (TMP), Crossflow-Flux-Rate (CFF) und Temperatur, durchgeführt werden.

Mit der folgenden Gleichung kann die für einen Prozess erforderliche Membranfläche eingeschätzt werden:

Erforderliche Membranfläche = Filtratvolumen ÷ [durchschnittliche Filtrat-Flux-Rate x Verarbeitungszeit]

Wenn die erforderliche Membranfläche berechnet wurde, kann ein Kassettenhalter mit einer ausreichenden Kapazität ausgewählt werden.

Scale-Up- und Scale-Down

Prozesse werden in der Regel mit einem verkleinerten („scaled-down“) System entwickelt, um die Probe möglichst klein zu halten. Eine Prüfung im kleinen Maßstab sollte idealerweise mit einem Kassettenformat durchgeführt werden, das dieselbe Pfadlänge und Konfiguration aufweist wie die im Großmaßstab verwendeten Kassettenformate.

Auf diese Weise kann ein direktes Scale-Up der Anwendung anhand einer einfachen Regel vorgenommen werden: Erhöhung von Membranfläche und Retentatflussrate im direkten Verhältnis zum erhöhten Probenvolumen. Bei Anwendung dieser Formel werden TMP, Crossflow-Flux-Rate und Verarbeitungszeit nicht wesentlich verändert. Bei Veränderung der Pfadlänge ist jedoch eine zusätzliche Optimierung erforderlich.