Tangentialflußfiltration, Produktauswahl

Die 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 Probelösungen mit einem Volumen von nur 10 Millilitern bis hin zu tausenden von Litern eingesetzt werden. Sie kann verwendet werden um große von kleinen Biomolekülen zu fraktionieren, zur Ernte von Zelllösungen und zur Klarfiltration von Fermentationsbouillons und Zelllysaten.

 

Einfache Produktauswahl

Überlegungen zum relevanten Biomolekül

Das relevante Biomolekül oder Produkt kann zurückgehalten und von den niedermolekularen Verunreinigungen getrennt werden, oder es kann die Membran passieren und so von höhermolekularen Verunreinigungen und Partikeln gereinigt werden.  

 

Im Allgemeinen sollte eine Membran mit einem molekularen Cut Off (MWCO) gewählt werden, der 3- bis 6-mal kleiner ist als das Molekulargewicht des zurückzuhaltenden Proteins. Andere Faktoren können sich ebenfalls auf die Auswahl des geeigneten Cut Off´s auswirken. Ist die Fließrate (oder Prozessdauer) beispielsweise von großer Wichtigkeit, kann eine Membran mit einem höheren Cut Off (3x) gewählt werden, um höhere Fließraten zu erreichen. Ist die Rückgewinnung von großer Bedeutung, kann eine engere Membran (6x) gewählt werden, um eine maximale Ausbeute (bei einer geringeren Fließrate) zu gewährleisten. Diese Werte sollten als allgemeine Richtlinie betrachtet werden, da die Rückhaltung gelöster Stoffe und die Selektivität von vielen Faktoren abhängen, wie beispielsweise Transmembrandruck, Molekülgewicht und -struktur, Konzentration gelöster Stoffe, Vorhandensein anderer gelöster Stoffe und den vorherrschenden Ionenbedingungen.

 

Unsere Membran verfügen über hohe Selektivität und erzielen üblicherweise Ausbeuten von 95 bis 99 %. Die dichte Porengrößenverteilung dieser Membranen führt zu einer minimalen Retention von Molekülen mit Gewichten unterhalb des Cut Off´s der Membran.
 







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Überlegungen zu den Fließeigenschaften

Die Probenkonzentration und Viskosität bestimmen den für die Anwendung erforderlichen Kanaltyp. Die meisten TFF Kassetten sind in Screen oder Suspended-Screen Konfigurationen erhältlich.

 

Tangentialflußfiltration Konfigurationen

Tangentialfluß Screen-Channel KonfigurationenScreen channel

Bei der Screen-Channel Konfiguration erzeugt ein gewebter Separator sanfte Turbulenzen im Retentatfluß und minimiert so das Membran-Fouling. Eine Screen-Channel Konfiguration wird bei einer reinen, filtrierten (0,2 µm) Lösung verwendet (keine Partikel oder Aggregate, die im Screen hängenbleiben können).



 

Screen-Channel verfügbar in:
  • Minimate™ Kassetten
  • Ultrasette™ Kassetten
  • LV Centramate™ Kassetten
  • Centramate Kassetten

 

Tangentialfluß Suspended-Screen-Channel Konfigurationen

Suspended Screen

Eine Suspended-Screen-Channel Konfiguration weist eine offenere Struktur im Retentatkanal auf, die bei hoch viskosen oder partikelbelasteten Lösungen eine bessere Leistung bietet.




 

Suspended Screen verfügbar in:
  • Ultrasette Kassetten 
  • LV Centramate Kassetten
  • Centramate Kassetten

 

Überlegungen zu Probenvolumen und Prozessdauer

Die Auswahl der geeigneten Kassette oder des geeigneten Systems hängt vom Gesamtprobenvolumen, der erforderlichen Prozesszeit und dem erwünschten finalen Probenvolumen ab. Performance parameters for Pall Life Sciences’ laboratory TFF devices are presented below.

 

Allgemeine Produktauswahl basierend auf dem anfänglichen Probenvolumen

 
TFF Kapsule oder Kassette* Membranfläche/
Kapsule oder Kassette
Typische Filtratfließrate** bei 50 LMH 20 °C Empfohlene Retentatfließrate /Kapsule oder Kassette für Screen-Channel Bereich des anfänglichen Probevolumens Minimales konzen- triertes Volumen***
Labormaßstab/Scale-Up
Minimate 50 cm2 (0,05 ft2) 4 mL/min 30 – 40 mL/min 25–1000 ml < 10 ml
LV Centramate 0,01 m2 (0,1 Fuß2) 8 mL/min 60 – 80 mL/min 40–2000 ml 10 ml
LV Centramate 0,02 m2 (0,2 ft2) 15 mL/min 120 – 160 mL/min 60–4000 ml 15 ml
Verfahrensentwicklung und Produktion in kleinem Maßstab
Ultrasette 0,084 m2 (0,9 ft2) 4 l/h 1200 – 1500 mL/min 0,2–5 l 100 ml
Centramate 0,093 m2 (1,0 ft2) 4,6 l/h 600 – 800 mL/min 0,2–25 l 100 ml
 

* Die Daten gelten pro Einheit oder Kassette. Der Centramate Halter kann fünf Kassetten aufnehmen. Weitere Daten können berechnet werden, indem die Tabellenwerte mit der Anzahl der im Halter installierten Kassetten multipliziert werden.
** Die typische Filtratfließrate basiert auf einer durchschnittlichen Filtratfließrate von 50 LMH bei einer Prozesszeit von vier Stunden. Die tatsächlichen Werte können je nach Cut Off der Membran, Zusammensetzung und Viskosität der Probe und Arbeitsbedingungen wie z. B. Transmembrandruck, Querstromfließrate, Temperatur usw. höher oder niedriger liegen.
*** Das minimale konzentrierte Volumen hängt von dem Totraumvolumen, der Bauweise des Reservoirbehälters und dem Pumpentyp sowie der Geschwindigkeit ab. Kleine Volumina können durch die Minimierung der Schlauchlängen und die Verwendung von Komponenten, Schläuchen, Anschlüssen usw. geeigneter Größe erzielt werden.